叶酸废水处理提标改造技术
叶酸废水是在叶酸生产过程中所产生的一类高有机物浓度、高盐度、高色度、可生化性较差的制药类废水。处理好此类废水并合格排放，对行业与地区的环境保护，实现可持续性发展具有重要的意义。
1、工程概况
某公司主要从事生物工程生产和开发，目前其建成投产的项目有700t/a叶酸与维生素B9等生产装置，其原料主要为对氨基、三氨基、硫酸和氢氧化钠等，各生产装置排放的废水中具有有机物含量高、氨氮高、TN高、酸性强、色度大等特点。
现有废水处理站设计规模为100m3/d，采用“芬顿”工艺，设计出水水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准要求，实际废水站出水COD、苯胺指标达到排放要求。
2017年当地环保部门要求提高污水厂纳管标准，并且需要监控纳管氨氮、TN等指标。同时，由于企业本身产能扩展的需求，预计所排废水量会提高至250m3/d，现有企业废水站出水水质不能满足此要求，故需要对现有废水站进行提标改造。
本文介绍了改造工程的设计和运行效果，以期为同类废水的达标处理提供借鉴。
2、改造工程方案
2.1 进出水水质
根据要求，提标后废水处理站设计出水水质须达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准与下游废水站纳管标准，具体如表1所示。
2.2 改造前工艺存在的问题
该废水处理站工艺流程为：生产废水→调节池→芬顿反应池→出水，处理规模为100m3/d。改造前废水站全年出水COD平均值为203.2mg/L，出水苯胺平均值为0.96mg/L，满足排放标准。出水TN平均值为97.8mg/L，出水氨氮平均值为51.9mg/L，不能满足提标后的排放标准。
结合污水站整体运行情况，现有废水站存在以下问题：
(1)扩产后废水排放量达到250m3/d，现有废水站处理规模不能满足此需求；
(2)本项废水中有机氮、总氮含量均较高，当有机氮转化为无机氮时，会使得废水中氨氮含量升高，超过100mg/L；
(3)若不将较多的有机氮彻底转化为氨氮，则出水TN存在超标的风险；
(4)现有工艺仅能对有机物进行去除，缺乏对有机氮、氨氮和TN有效的去除方法；
(5)采用芬顿高级氧化技术去除废水的COD，运行操作复杂，涉及的危化品较多，且运行成本较高。
2.3 设计改造方案
目前叶酸废水处理方法主要是基于生化法，采用电化学法实际工程应用不多，运行成本较高。
故本项目主要采用生化法处理叶酸废水，由于到来水中有机氮浓度较高，本方案中采用AHCR厌氧水解复合工艺将有机氮转化为氨氮。该工艺采用了特殊的池形设计，形成大回流流态，能够有效的承受水质、水量带来的负荷冲击，同时有效提高反应器内微生物量，可快速将有机氮转化为氨氮，并将难降解有机物快速开环、断键。
对于TN的去除，采用DNCR缺氧脱氮复合反应器工艺，以厌氧酸化后的有机物作为电子供体，以OHCR反应器出水回流液中的NO3-和NO2-为电子受体，将NOx-还原成氮气。
对于氨氮的去除，工艺主要有折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法和生物法，在诸多去除氨氮的工艺中，好氧工艺具有低能耗、无二次污染的优点，本次采用OHCR好氧复合反应工艺。
2.4 改造工艺流程
改造后的工艺流程图如图1所示，图中阴影部分是此次新增工艺段。
废水在调节池中进行水质均质后，通过闭式冷却塔降至室温，再经过pH调节池将pH调节至弱酸性，析出的沉淀物在泥斗中分离。
pH调节池出水进入AHCR厌氧反应器中。长链或环状有机物在AHCR反应器中苯胺得到断链，产生直链有机物与无机氮，其出水依次经过DNCR与OHCR反应器。通过DNCR与OHCR反应器的硝化与反硝化作用，降解废水中的氨氮、总氮与苯胺至达标。
OHCR出水经过固液分离后，进入高效混凝处理，进一步确保COD与SS的去除，最终出水达标排放。可作为后续脱盐工艺的预处理措施。
原有芬顿反应装置作为保障措施。
3、主要构筑物及参数
3.1 利旧单元
(1)调节池/事故池/pH调节池，合建，1座，钢砼，平面尺寸为14.0*6.0*5.5m，池容为460m3，总停留时间为44h，内设搅拌机和提升泵。搅拌机3台，3用，叶轮直径1.0m，功率1.5kw；提升泵1用1备，单台水泵流量为12m3/h，扬程为15m，功率为2.2kw；pH调整污泥泵1用1备，单台水泵流量为10.5m3/h，扬程为15m，功率为2.2kw；3.2新增与改造单元(1)AHCR厌氧水解反应池，1座，钢制防腐，平面尺寸为3.0*5.5*6.0m，池容为100m3，水力停留时间为8h。内设搅拌机和悬挂填料。推流搅拌机1用，单台搅拌机桨叶直径0.4m，转速为640r/min，功率2.2kw；；悬挂填料50m3。
(2)DNCR缺氧反应池，1座，钢制防腐，平面尺寸为5.0*5.5*6.0m，池容为165m3，水力停留时间为13h。内设搅拌机和悬挂填料。推流搅拌机1用，单台搅拌机桨叶直径0.4m，转速为640r/min，功率2.2kw；；悬挂填料100m3。
(3)OHCR好氧反应池，1座，钢制防腐，平面尺寸为10.5*5.5*6.0m，池容为350m3，水力停留时间为29h。内设曝气风机，高效曝气器；曝气风机2台，1用1备，风量6.15m3/min，风压65kPa，功率15kw；高效曝气器150套。
(4)二沉池，1座，钢砼，平面尺寸为8.4*4.2*5.5m，内设污泥泵。污泥泵1用1备，单台泵流量为10.5m3/h，扬程为15m，功率为2.2kw。
(5)混凝沉淀池，1座，钢砼，平面尺寸为4.0*3.5*5.0m，内设反应搅拌器、斜板和污泥泵。搅拌机1用，单台搅拌机桨叶直径0.4m，转速为~10r/min，功率2.2kw；斜板20m3；污泥泵1用1备，单台泵流量为12m3/h，扬程为15m，功率为2.2kw。
4、工程运行效果
2018年初废水站升级改造项目建成，调试2个月后运行稳定，具体数据分析如下：
4.1 对COD的去除
在保障工艺芬顿反应器未运行的情况下，实际进水COD的最大值为1202.5mg/L，平均值为589.2mg/L。实际出水COD最大值为376.0mg/L，最小值为76.2mg/L，平均值为209.5mg/L，满足排放要求，具体详见图2。
4.2 对苯胺的去除
现有生化处理对苯胺的去除效果较好，平均进水值为30.0mg/L，平均出水值为1.99mg/L，均低于排放标准的4.0mg/L。
4.3 对氨氮的去除
根据图3可以看出，实际总进水氨氮最大值为212.0mg/L，平均值为102.9mg/L。而厌氧水解出水氨氮最大值为236.0mg/L，平均值为134.8mg/L，说明有机氮在厌氧水解段被有效转化为氨氮。总出水最大值为23.0mg/L，平均值为10.5mg/L。
4.4 对TN的去除
根据下图所示，实际进水TN的最大值为400.0mg/L，最小值为98.4mg/L，平均值为179.4mg/L。出水TN最大值为27.0mg/L，最小值为5.0mg/L，平均值为16.1mg/L，均低于排放标准的35.0mg/L。
5、投资及运行成本
该废水处理站的改造投资约320万元，新增运行成本为2.15元吨水，总运行成本为3.78元/吨水。
6、结论
(1)叶酸废水具有有机氮、TN浓度高、盐分高、酸性强等特点，采用“AHCR厌氧水解+DNCR缺氧+OHCR好氧+混凝沉淀”工艺，能够稳定去除废水中的COD、苯胺、氨氮、TN等指标，运行管理简单，出水稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准与下游废水站纳管标准；
(2)提标改造后，最终出水平均COD值为209.5mg/L，平均去除率为64.44%，年削减COD总量达到了34.68吨。最终出水苯胺平均值为1.99mg/L，平均去除率为93.37%，年削减苯胺总量达到了2.56吨。最终出水氨氮平均值为10.5mg/L，平均去除率为89.80%，年削减氨氮总量达到了8.43吨。最终出水TN平均值为16.1mg/L，平均去除率为91.01%，年削减TN总量达到了14.91吨。
(3)装置提标改造后，新增运行费用为2.15元/吨水，整体运行费用为3.78元/吨水；
(4)本提升改造工程建成实施后不但减轻污染物的排放，保护了环境，产生了巨大的环境效应和社会效应，同时跟同行业废水处理提供了相应的参考价值。（来源：上海中耀环保实业有限公司）