前言
浙江省某生物化工公司，是一家专门生产医用、兽用和农用抗生素的企业，主要产品有柱晶白霉素、农用井岗霉素、农畜两用阿维菌素等原料药。制药发酵废水水质、水量变化较大，且常含有难降解有机污染物、毒性化合物，这些物质的存在抑制了废水处理中某些微生物的生长，从而干扰了废水处理系统的处理效果。因此，制药发酵废水的处理存在着相当大的难度。采用PW膜生物反应器处理工艺成功地解决了制药发酵废水的达标排放问题，现将该工程有关设计和运行情况介绍如下。
1 污水的水记、水质和排放标准
1.1 污水的水量
本工程废水主要来源于各生产工序，各产品废水排放量汇总于表1（废水设计规模按200m3/d计算）。
表1 各产品废水排放情况
产品名称
废水排放工序
废水排放量/(m3d-1)
柱晶白霉素
提取废水
10
洗板框压滤机水
20
井岗霉素
洗板框压滤机水
8
阿维菌素
提取废水
40
洗板框压滤机水
12
醋酸丁酯回收
回收废水
10
地面冲洗
各车间
80
合计
180
1.2 污水的水质及排放标准
不同产品排放的废水水质是各不相同的。我们按产品生产周期对工厂排污口排水水质进行了监测分析，综合废水水质和GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准见表2：
表2 设计水质
水样名称
CODcr/
(mgL-1)
BOD5/
(mgL-1)
SS/
(mgL-1)
NH3-N/
(mgL-1)
pH
排污口水质
650～8000
600～800
60～400
90～150
5～6
达标排放水质
≤100
≤20
≤70
≤15
6～9
2 工艺流程
2.1 处理工艺路线的确定
本工程废水属于高浓度有机废水，较适合于厌氧-好氧生化联合处理。但考虑到厌氧处理对温度、pH值等环境因素很敏感，操作范围窄，构筑物停留时间长等原因以及采用厌氧处理产生的沼气由于产量小利用经济价值低，若直接排放将会产生二次污染和引起安全隐患。若采用单一的常规好氧生化处理工艺，存在占地面积大、停留时间长、处理效果差等缺点。因此，经综合考虑，本工程采用膜生物反应器法处理。该技术是国家专利技术，已在高浓度有机废水、中小水量的有机化工废水、制药废水和食品加工废水处理中得到应用，并都取得了成功。
PW膜生物反应器技术是由膜组件和生物反应器组成的膜生物反应器，它可使得反应器中维持很高的MLSS浓度和很长的SRT时间，所以反应器的效率相当高，提高了单位体积的有机负荷，减小了占地面积。由于膜的隔离作用，使得生长速度很慢的硝化细菌得以在反应器中积累，且随着MLSS的逐渐提高硝化细菌数量不断增加，反应器中的硝化能力增强，并且膜出水可不含细菌、病毒、寄生虫卵等，出水浊度低，完全符合国家排放标准。
2.2 工艺流程
本工程采用的处理工艺流程见图1：
2.3 工艺流程简要说明
混合废水通过格栅，大颗粒可沉固体及漂浮物被拦截，进入调节池，经调节水量、水质和预曝气后用泵输送至混凝反应池，分别加入适量的PAC、PAM溶液进行混凝和絮凝反应，反应液自流入沉淀池进行固液分离。经过上述预处理的废水上清液溢流进入PW-W膜生物反应器，在充氧曝气和微生物的作用下将有机物降解为二氧化碳和水，并由膜组件进行固液分离，处理后废水达标排放。
物化沉淀池分离的污泥和PW-W膜生物反应器排放的少量剩余污泥分别排至污泥池，再用泵输送至污泥脱水机进行脱水，泥饼外运填埋处理。
3 主要构筑物及设备
3.1 调节预曝池
调节预曝池兼作提升泵集水井，HRT=16.9h，内设穿孔曝气管，进行定期曝气以防污泥在池内沉淀。调节池尺寸为8.0m×5.0m×4.0m，有效水深为3.50m。采用钢筋混凝土结构，池内设WQK15-10-1.5型潜水排污泵2台，一用一备。
3.2 反应沉淀池
反应沉淀池为组合池体，混凝和絮凝反应池的HRT分别为20.9min，沉淀池采用竖流式沉淀池，设计表面负荷为q=0.80m3/(m2h)，组合池体尺寸为4.5m×4.0m×4.2m，钢筋混凝土结构。
3.3 PW-W膜生物反应器
PW-W膜生物反应器HRT=4.4d，有效容积为880m3，设计容积负荷为1.4kg[BOD5]/(m3d)，尺寸为25.0m×10.0m×4.5m，采用钢筋混凝土结构，内设置日本生产UFM424外进内出式PW膜300片，采用交叉流过流法，分离液由3台（二用一备）丹麦进口的 JPF9T抽吸泵抽吸，H=8.0m、Q=4.2m3/min、N=1.47kW。在PW膜分离单元的下部装有微孔曝气器，气源由4台TSd-150型鼓风机供应，P=44.1kPa、Qs=18.9m3/min、N=22kW。三用一备。