原料药生产废水具有 COD 浓度高(可达 10 万 mg/L 以上)、氨氮含量高、生物毒性强的特点。针对此类废水,“水解酸化 + UBF + 高级氧化” 的组合工艺实现了污染物的高效降解与资源回收,通过厌氧生物处理与高级氧化技术的深度耦合,破解了高浓度有机废水处理的技术难题。
预处理阶段的水解酸化池采用升流式厌氧反应器结构,通过控制水力停留时间(HRT=12-24h)和污泥浓度(VSS=15-20g/L),利用水解菌和酸化菌的协同作用,将大分子有机物(如抗生素残留、发酵残渣)分解为乙酸、丙酸等小分子有机酸,同时破除部分生物毒性物质,使废水的 B/C 比从 0.15 提升至 0.35 以上,为后续厌氧处理创造有利条件。核心处理单元 UBF(上流式厌氧污泥床 + 厌氧滤池)反应器结合了悬浮生长与附着生长两种工艺优势,底部的颗粒污泥层(粒径 1-3mm)通过吸附与代谢作用去除大部分 COD,上部的填料层(采用聚丙烯波纹填料)为产甲烷菌提供附着场所,减少污泥流失,提升系统抗冲击能力。在中温条件(35±1℃)下,该反应器的容积负荷可达 8-10kg COD/(m³・d),COD 去除率稳定在 70%-80%,同时产生的沼气(主要成分为 CH₄,含量 60%-70%)可回收用于锅炉燃烧,实现能量的循环利用。
经过厌氧处理的废水进入高级氧化单元,采用 “芬顿氧化 + 光催化” 组合工艺进行深度处理。芬顿氧化环节通过调节 pH 值至 3-4,投加 H₂O₂与 Fe²+,生成羟基自由基降解残留的难降解有机物,同时去除部分色度;光催化单元以 TiO₂为催化剂,在紫外光照射下激发产生电子 - 空穴对,与水分子反应生成・OH,进一步分解小分子有机物,确保出水 COD 降至 800mg/L 以下,氨氮去除率达 90% 以上。该工艺特别优化了光催化反应器的流道设计,通过增加紫外灯阵列密度和催化剂负载量,将光量子效率提升 25%,减少了氧化剂的投加量。
为应对原料药废水的高盐特性(含盐量可达 10-20g/L),整个工艺系统采用耐盐微生物驯化技术,通过逐步提升进水盐度,筛选出耐盐产甲烷菌和耐盐好氧菌,使系统在盐浓度 20g/L 以下仍能稳定运行。同时,资源回收系统通过蒸发结晶工艺处理高级氧化后的浓水,利用多效蒸发器将盐分浓缩至饱和状态,经离心分离得到高纯度硫酸铵晶体,可作为化肥原料出售,实现 “以废治废、变废为宝” 的循环经济模式。这种集高效降解、能量回收、资源利用于一体的技术体系,为原料药行业高浓度有机废水的无害化处理与资源化利用提供了创新路径,推动行业向绿色制造转型升级。