表1原水水质

处理后的回用水需达到回用水质要求，见表2。

表2回用水质要求

1.2分析方法

COD测定采用重铬酸钾法；BOD5测定采用5日培养法；SS测定采用重量法；pH测定采用玻璃电极法；电导率测定采用电导率仪法；总氮测定采用碱性过硫酸钾紫外分光光度法，检出限0.05mg/L；总磷测定采用过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法，检出限0.01mg/L。

1.3工艺流程

该废水污染物包括有机物、氮磷等。由于氮磷和有机物浓度较高，因此考虑将该废水收集后经pH调整后加药混凝沉淀，出水再次调整pH至中性，然后进入缺氧池和膜生物反应池(MBR池)，通过生物代谢作用去除有机物和氮磷，出水经保安过滤器和一级RO、二级RO系统深度处理后淡水直接回用，一级RO浓水经三效蒸发后冷凝液回流到中间水池，浓缩液经冷却结晶、离心脱水后委外处理，二级RO浓水回流到中间水池。具体工艺流程见图1。

1.4主要构筑物和设备

(1)调节池。该池用于收集和储存生产废水，为钢砼结构，内衬FRP，工艺尺寸为11000mm×8000mm×4000mm，有效容积308m3，水力停留时间为24.6h。设液位控制器3套；设提升泵2台，1用1备，通过液位控制器控制提升泵，高位启动，低位停止，超低位报警；设空气搅拌系统1套。

(2)pH调整池1。在该池向废水中加入碱调节pH到适宜范围，设药剂投加装置1套，设pH控制器1套，用于自动控制定量加药；另设1套机械搅拌设施，使加入的碱与废水快速混合。该池为钢砼结构，内衬FRP，工艺尺寸为2000mm×2000mm×2500mm，有效容积8.0m3，水力停留时间为0.6h。

(3)混合池。在该池投加混凝剂，并机械搅拌，使污染物以混凝剂为凝聚核心，通过水解、吸附、架桥等作用凝结为大的颗粒物。该池设搅拌机设施1套，药剂投加装置1套。该池为钢砼结构，内衬FRP，工艺尺寸为2000mm×2000mm×2500mm，有效容积8.0m3，水力停留时间为0.6h。

(4)絮凝池。在该池投加絮凝剂，并机械搅拌，通过改善絮凝颗粒间的静电斥力及其强大的桥联、网络絮凝作用，使混合池形成的混凝颗粒物增大，凝聚到一起，从而分离废水中的悬浮颗粒。该池设搅拌机1套，药剂投加装置1套。该池为钢砼结构，内衬FRP，工艺尺寸为2000mm×2000mm×2500mm，有效容积8.0m3，水力停留时间为0.6h。

(5)沉淀池1。采用竖流沉淀池，处理能力大、处理效率高、停留时间短、占地面积小。经过混合絮凝的废水进入该池，在重力作用下进行固液分离，上清液进入下一处理工序，沉淀的泥渣排入污泥池作进一步处理。该池采用钢结构，工艺尺寸为4000mm×4000mm×5000mm，表面负荷为0.78m3/(m2˙h)，有效容积56.0m3，水力停留时间4.5h。

(6)pH调整池2。在该池加入酸调节pH到适宜范围，设药剂投加装置1套，设pH控制器1套，用于自动控制定量加药；另设1套机械搅拌设施，使加入的酸与废水快速混合。该池为钢砼结构，内衬FRP，工艺尺寸为2000mm×2000mm×2500mm，有效容积8.0m3，水力停留时间为0.6h。

(7)缺氧池。在缺氧条件下，废水中的大分子有机物在微生物水解酶作用下降解为小分子物质，增强其可生化性，同时反硝化细菌在缺氧条件下生存和繁殖，达到脱氮的效果。池内设生物填料，使反硝化微生物附着于填料表面。池内设潜水搅拌机2台，令污泥与废水充分接触。该池为钢砼结构，工艺尺寸为7000mm×6000mm×4000mm，有效容积147m3，水力停留时间11.8h。

(8)MBR池。由膜组件(天津膜天膜科技股份有限公司，型号BT-20D，3组，每组20帘，共60帘，有效膜面积20m2/帘)、膜机架、膜出水泵(12m3/h，吸程5m，扬程10m，功率0.75kW，2用1备)、膜反洗泵(25m3/h，扬程30m，功率3.7kW，1用1备)、鼓风机(5m3/min，H=5.0m，功率7.5kW)、PLC自控系统以及相应清洗加药系统组成。

MBR膜组件为偏氟乙烯材质的中空纤维膜，膜孔径为0.25～0.35μm，膜通量为10.4L/(m2˙h)，最大跨膜压差80kPa；膜机架为不锈钢材质。设计处理规模为12.5t/h，24h连续运行。设混合液回流泵2台，1用1备，混合液回流比控制在100%～200%。该池为钢砼结构，工艺尺寸为11000mm×8000mm×4000mm，有效容积308m3，水力停留时间24.6h。

(9)中间水池。经过前道处理后的废水排放到中间水池储存，中间水池设有1个10m3PE水箱，设提升泵2台，1用1备，水力停留时间0.8h。

(10)保安过滤器。保安过滤器可去除浊度1度以上的细小微粒，以满足后续工序对进水的要求；设有5μm过滤器截留上述过滤器的穿透物，保护RO膜。采用美国Pall公司大流量折叠式滤芯XLDM4540，单只滤芯处理量35m3/h，滤芯数量3支。

(11)RO系统。一级RO系统主要由RO膜元件(美国陶氏公司BW30FR-400/34i型，36支)、膜壳(6个)、高压泵、加药系统(阻垢剂、还原剂、非氧化性杀菌剂)、清洗系统、淡水箱、浓水箱等组成。RO膜元件为聚酰胺抗污染反渗透膜，设计处理规模为12.5m3/h，24h连续运行，产水率70%。二级RO系统主要由RO膜元件(BW30FR-400/34i型，24支)、膜壳(4个)、高压泵、加药系统(阻垢剂、还原剂、非氧化性杀菌剂)、清洗系统、淡水箱、浓水箱等组成。

(12)三效蒸发器。主要由一、二、三效蒸发器，一、二、三效分离器，水环式真空泵(型号2BV-5131，抽气量400m3/h，极限真空度-0.097MPa，功率11kW)、一效强制循环泵(型号IH150-125-250，流量200t/h，扬程20m，功率18.5kW)、二、三强制循环泵(型号IH100-80-160，流量120t/h，扬程28m，功率15kW)、出料泵(型号IH50-32-160，流量12.5t/h，扬程32m，功率3kW)、冷凝水泵(型号H50-32-160，流量12.5t/h，扬程32m，功率3kW)组成，采用平流三效蒸发形式，即原水分别加入各效中，浓缩液也分别自各效底部排出，蒸气流向则由第一效流至二、三效。

设计处理规模5.0t/h，每天运行18h。一效蒸发器温度和真空度为88℃、0.032MPa，二效蒸发器温度、真空度为73℃、0.076MPa，三效蒸发器温度、真空度为62℃、0.085MPa。一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器换热面积分别为63、58、55m2。

2、工程应用情况

该废水处理及回用系统正式投入实际应用以来，各处理工艺段运行情况如表3所示，二级RO系统出水完全可以达到生产工艺用水水质要求，其中TP和TN均低于检出限，一级RO系统产水率稳定在70%，剩余30%的一级RO浓水经三效蒸发器处理后浓缩液委外处理，二级RO系统产水率稳定在80%，蒸发器冷凝液和二级RO浓水收集后返回到中间水池，实现了生产废水零排放。

表3各处理工艺段水质情况

3、处理成本分析

该工程实际运行1年多来，处理水量为300t/d，处理成本主要包括：电费5.42元/t、药剂费用1.24元/t、燃气锅炉天然气费用79.60元/t、人工费2.68元/t，以上合计吨水处理成本为88.94元。

4、结论

(1)采用混凝沉淀＋缺氧+MBR＋二级RO组合工艺进行制药废水深度处理及回用，RO系统出水可以达到生产工艺用水水质要求，一级RO浓水经三效蒸发后冷凝液回流到中间水池，浓缩液结晶离心后委外处理，达到零排放目的。

(2)在缺氧池设置生物填料有利于强化脱氮效果，混凝和生化系统对总磷和总氮有较高的去除率，原水TP为6.1～9.2mg/L，原水TN为18.2～36.5mg/L，生化系统出水TP为0.8～1.2mg/L，TN为2.1～3.2mg/L，除磷和脱氮效率分别为80.3%～87.0%、82.4%～94.2%。

(3)一级RO产水率为70%，二级RO产水率为80%。当进水COD为622～811mg/L时，二级RO产水COD为2～4mg/L，去除率达到99.3%～99.7%，进水电导率在2120～2614μS/cm时，出水电导率在12～15μS/cm，脱盐率为99.3%～99.5%。