中藥廢水處理工藝

隨著(zhù)我國制藥企業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水排放量與日俱增，此類(lèi)廢水主要在中藥生產(chǎn)的原料洗滌、藥物提取和沖洗等過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生，主要的特點(diǎn)是有機污染物濃度高、懸浮物含量高、色度高、生化抑制因素種類(lèi)復雜多樣，一旦進(jìn)入周?chē)�環(huán)境水體，將會(huì )對江河、湖泊原始水資源體系造成很大程度的污染，因此如何快捷有效地處理該類(lèi)廢水成為當今環(huán)保領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。加強對中藥制藥廢水的治理，也是保持中藥工業(yè)可持續發(fā)展的必要措施。

1 工程概況
江西南昌某制藥廠(chǎng)是一家以中草藥為原料大規模提取并生產(chǎn)中成藥品為主的中成藥生產(chǎn)制造企業(yè)，筆者項目處理的廢水所含COD、SS、BOD5均較高，且pH 為 4.0～6.0，帶有中藥氣味。廢水間歇排放，排放量為200 m3/d左右，日均水質(zhì)波動(dòng)較大。且該廢水中含有多種高指標的有機污染物，但污水的B/C為0.5，可生化性能較好，因此采用水解酸化+生物接觸氧化法為主體處理工藝，絮凝沉淀為輔助處理。該組合處理工藝對此類(lèi)中成藥廢水處理效果穩定、操作簡(jiǎn)單、剩余污泥產(chǎn)量少，且具有很強的耐沖擊負荷能力。經(jīng)過(guò)處理的廢水最終出水水質(zhì)要求執行《污水 綜合排放標準》（GB8978—1996）中的一級標準，其原始廢水水質(zhì)情況及排放標準要求如表 1所示。

2 廢水處理工藝
 
2.1 廢水處理工藝的選擇
針對該公司中成藥制藥廢水的特殊性質(zhì)及實(shí)際排放狀況，綜合分析考慮，確定使用水解酸化+生物接觸氧化+絮凝沉淀處理工藝處理該廢水，具體工藝流程如圖 1所示。

 圖 1 工藝流程示意

2.2 工藝流程說(shuō)明
 
2.2.1 污水處理工藝流程簡(jiǎn)述
生產(chǎn)廢水中含有的較大藥渣、漂浮物顆粒經(jīng)過(guò)前置的格柵攔截后得到有效去除，廢水經(jīng)格柵井后自流入調節池進(jìn)行初步的勻質(zhì)、勻量，同時(shí)在調節池內由計量泵添加一定濃度的堿液，將廢水的pH由初始的4.0～6.0調整為7.0～9.0；在調節pH的同時(shí)需利用羅茨鼓風(fēng)機往池內曝氣，主要是因為在調節池內對廢水進(jìn)行預曝氣及攪拌可以盡可能地避免大量SS在調節池內堆積和發(fā)酵，同時(shí)還能夠將廢水中的低分子有機污染物吹脫氧化。隨后由潛污泵提升至水解酸化池。在水解酸化池中得到馴化、培養的大量厭氧微生物，則直接將廢水中所含的大部分高分子有機污染物破碎降解為小分子有機污染物，進(jìn)而提高廢水的可生化性，有效地緩解后續好氧生化處理工序的處理壓力。廢水經(jīng)水解酸化處理后自流進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池中的好氧微生物種群及硝化菌菌群在池內羅茨鼓風(fēng)機曝氣充氧的情況下，大量的有機污染物被好氧微生物種群氧化降解為CO2和H2O，廢水中的氨氮則被氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽得以去除。經(jīng)接觸氧化池處理后的出水還需通過(guò)外加聚合氯化鋁（PAC）進(jìn)行最終的混凝沉淀反應，作用是使廢水中不易沉淀的細小顆粒絮體凝聚形成大顆粒絮體，混合液隨后進(jìn)入二沉池內進(jìn)行固液分離，保證最終出水水質(zhì)穩定達到排放標準要求。固液分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰可達標排放，剩余污泥則排入污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮處理。

2.2.2 污泥處理工藝流程簡(jiǎn)述
沉淀池底部集泥斗內的沉淀污泥由氣提裝置抽入污泥濃縮池，隨后在污泥濃縮池內進(jìn)行污泥重力濃縮處置，同時(shí)投加一定量的聚丙烯酰胺（PAM）進(jìn)行攪拌分層，污泥斗凝聚濃縮后的污泥由污泥泵加壓泵入廂式壓濾機，再進(jìn)行后續的壓濾脫水處理。最終污泥濃縮池上清液及廂式壓濾機濾液則統一回流至調節池進(jìn)行處理。脫水后的污泥經(jīng)收集后由專(zhuān)用污泥運輸車(chē)外運至衛生填埋場(chǎng)進(jìn)行處理。

3 主要構筑物及配套設備技術(shù)參數
（1）格柵井。1座，地下式砼結構，尺寸3.0 m×0.7 m×1.6 m，有效水深0.3 m，設計過(guò)水量取50 m3/h，則過(guò)柵流速0.4 m/s；另外配置人工格柵1臺，柵寬0.6 m，柵高1.7 m，柵條間隙10 mm，安裝角度70°。

（2）調節池。1座，地下式砼結構，尺寸8.0 m×4.0 m×4.5 m，有效水深3.0 m，有效容積96.0 m3，HRT=11.5 h；配套水下空氣混合裝置1套，曝氣量1.0 m3/（m2·h），材質(zhì)UPVC，配氣方式為環(huán)狀式，服務(wù)面積24 m2；配套出水提升潛污泵2臺（1用1備），采用浮球式液位計自動(dòng)控制水泵啟停運行，型號50WQ10-10-1.1，單泵流量10 m3/h，揚程10 m，單臺裝機功率1.1 kW；配套浮球液位計1套，型號LPF，電纜長(cháng)度4 m；潛污泵出水管后安裝電磁流量計 1套，以對提升出水進(jìn)行計量，型號LDE-65，工作內徑DN65 mm，流速范圍 0.5~10 m/s，轉換器型式為分體式；配套pH在線(xiàn)監測儀1套，自動(dòng)監測進(jìn)水的pH，型號MP113，測量范圍0~14，測量精度±0.10；配套NaOH加藥裝置1套，利用空氣攪拌，采用重力方式投加，尺寸1.0 m×1.0 m×1.2 m，有效容積1.0 m3。

（3）水解酸化池。1座，半地上式砼結構，尺寸4.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深5.2 m，有效容積 83 m3，HRT=10 h，平均容積負荷2.6 kg/（m3·d）；配套填料安裝支架1套，材質(zhì)A3鋼（防腐處理），層數2層，總面積32 m2；配套新型組合填料66 m3，規格D150-60 mm，片距60 mm，有效長(cháng)度4.0 m。

（4）接觸氧化池。1座，半地下式砼結構（中間設隔墻一道），尺寸11.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深 5.0 m，有效容積200 m3，HRT=24.0 h，平均容積負荷0.62 kg/（m3·d）；池底安裝膜式曝氣盤(pán)微孔曝氣器130只，型號D215型，微孔孔徑80~100 μm，曝氣量1.5~2.5 m2/（個(gè)·h），有效服務(wù)面積0.22~0.55 m2/個(gè)；配套填料安裝支架1套，材質(zhì)A3鋼（防腐處理）， 2層，總面積88 m2；配套新型組合填料150 m3，規格D 150-60 mm，片距60 mm，有效長(cháng)度3.7 m；配套曝氣設備采用三葉羅茨鼓風(fēng)機，氣水比為35∶1，2臺（1用1備），型號SSR100，排風(fēng)量6.73 m3/min，排出壓力49 kPa，裝機功率11 kW，電機轉速1 900 r/min。

（5）反應池。1座（分為2格），半地下式砼結構，尺寸4.0 m×1.0 m×5.5 m，有效水深4.8 m，有效容積13 m3，HRT=90 min；設反應攪拌裝置1套，使其加強混合效果，配氣方式為環(huán)狀式，材質(zhì)UPVC；配套PAC加藥裝置1套，PAC加藥泵2臺（1用1備），型號20BF-12，額定輸出流量2 000 L/h，揚程12 m，額定功率0.37 kW，過(guò)流部件材質(zhì)SUS304；溶藥池 1座，尺寸1.0 m×1.0 m ×1.2 m，有效容積1.0 m3。

（6）二沉池。1座，半地下式砼結構，尺寸4.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深2.0 m，有效容積32.0 m3，HRT=3.8 h，水力表面負荷0.5 m3/（m2·h），泥斗傾角60°；配套排泥氣提裝置1只，規格QT-40，材質(zhì)SUS304；配套導流筒1只，規格D 300 mm× 3 000 mm，材質(zhì)Q235。

（7）出水流量堰。1座，地下式磚混結構，尺寸3.5 m×1.1 m×1.5 m，有效水深0.6 m。

（8）污泥濃縮池。1座，半地下式砼結構，尺寸4.0 m×1.6 m×5.5 m，有效水深5.0 m，有效容積30 m3；配套PAM加藥裝置1套，PAM加藥泵1臺，型號20BF-12，額定輸出流量2 000 L/h，揚程12 m，額定功率0.37 kW，過(guò)流部件材質(zhì)SUS304；溶藥池1座，尺寸1.0 m×1.0 m ×1.2 m，有效容積1.0 m3；污泥脫水配套廂式壓濾機1套，型號XAY20/630-UB，過(guò)濾面積20 m2，濾室容積0.3 m3，總裝機功率1.5 kW。（9）綜合操作間。1座，地上式鋼筋混凝土結構，尺寸15.6 m×4.5 m×3.4 m。

4 工程啟動(dòng)及運行
 
4.1 水解酸化池
水解酸化池的啟動(dòng)主要是進(jìn)行池內接種污泥的馴化及培養工作。工程接種污泥取自鄰近某制藥廠(chǎng)污水處理站的脫水污泥，馴化過(guò)程中，進(jìn)水pH控制在7.5左右，DO控制在0.3 mg/L，污泥干投加量在5～10 g/L。在馴化初始階段，水解酸化池平均容積負荷低于1 kg/（m3·d）；隨著(zhù)馴化過(guò)程的進(jìn)行，大約20 d后，平均容積負荷升到1～2 kg/（m3·d）；大約30 d后，平均容積負荷可達到2.5 kg/（m3·d）以上，35 d后池內填料掛膜效果明顯，系統進(jìn)入穩定運行期。

4.2 接觸氧化池及反應池
接觸氧化池的啟動(dòng)主要是進(jìn)行接觸氧化池內所接種污泥的馴化及穩定工作，經(jīng)過(guò)嚴格計算后，啟動(dòng)初期分別向每個(gè)接觸氧化池內投加約8.2 t的脫水污泥，為了補充整個(gè)接觸氧化池內部水環(huán)境中的碳、氮等營(yíng)養元素，還需分別投加約600 kg的工業(yè)葡萄糖及60 kg的工業(yè)尿素。啟動(dòng)初始階段，接觸氧化池的進(jìn)水水量按設計水量的25%進(jìn)行進(jìn)水，同時(shí)通過(guò)改變調節池內NaOH的添加量來(lái)嚴格控制廢水的pH穩定維持在7.5左右，pH穩定后才能開(kāi)啟池內的曝氣系統，曝氣法則采用悶曝法悶曝（關(guān)閉進(jìn)水但連續曝氣）8 h后，停止曝氣并保持池內廢水靜置沉淀約0.5 h，隨即再次開(kāi)啟曝氣系統接著(zhù)悶曝，如此反復，悶曝氣3 d后，視池內廢水液位而適時(shí)補充少量廢水。且在曝氣過(guò)程中隨時(shí)監控DO及氣水比，接觸氧化池內DO最佳質(zhì)量濃度范圍為2～4 mg/L，氣水比35∶1，操作人員每天需定時(shí)測定池內污泥沉降比及進(jìn)出口COD，以隨時(shí)掌握污泥沉降比及進(jìn)出口COD變化。接觸氧化池啟動(dòng)調試過(guò)程中發(fā)現：約7 d后，在池內填料表面形成了很薄的一層生物膜，約20 d后，轉變?yōu)橐粚映群谏�生物膜，此時(shí)接觸氧化池可按設計水量進(jìn)水即可。接觸氧化池掛膜在穩定運行30 d左右基本完成，性能良好的活性污泥就基本形成了，平均容積負荷可穩定維持在0.62 kg/（m3·d）左右，即可初步判斷該接觸氧化池啟動(dòng)成功。反應池絮凝沉淀反應選用的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC），污泥濃縮助凝劑為聚丙烯酰胺（PAM），在調試過(guò)程中確定PAC的添加量以5%的質(zhì)量分數為宜，PAM的添加量以0.5%的質(zhì)量分數為宜，此時(shí)混凝及二沉池出水COD去除率最大可穩定在50%左右。而污泥濃縮助凝劑PAM最佳投加量為3.0 kg/t。

4.3 運行效果
廢水處理效果如表 2所示。

5 經(jīng)濟指標及環(huán)境效益分析
該工程總投資約為93.32萬(wàn)元，其中土建費用41.22萬(wàn)元（含稅金），主體設備及材料費用總計 39.52萬(wàn)元（含稅金），其他設計、安裝、運輸及調試等間接費用總計12.58萬(wàn)元。此組合工藝處理該中成藥廢水的單位處理成本約為1.48元/m3，其中電費172.22元/d，人工費60元/d，藥劑費合計63.2元/m3。污水處理站建成后，每年減少約79.3 t的COD、42.0 t的BOD5排入環(huán)境水體，對當地水環(huán)境污染控制起到積極作用。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結論
（1）工程實(shí)踐表明：運行水解酸化+生物接觸氧化+絮凝沉淀組合工藝處理此類(lèi)廢水，工藝流程周期短、系統運行穩定、處理效果好，該中藥廢水處理系統穩定。運行期間，廢水中的COD、NH3-N、SS、BOD5平均去除率分別可達到94.9%、60%、87.5%、97%，最終出水水質(zhì)可以達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中一級排放標準要求。

（2）經(jīng)過(guò)預處理的水解酸化階段，可以有效地將初始廢水中難生物降解的大分子有機污染物質(zhì)轉化為易降解的小分子有機污染物質(zhì)，大幅度提高此類(lèi)廢水的可生化性。而生物接觸氧化工藝最顯著(zhù)的特征是其較強的耐沖擊負荷能力，同時(shí)可以保證池內良好的微生物活性，其次由于在接觸氧化池內的微生物是以整體生物膜的形式附著(zhù)在載體填料上，很大程度地減少了曝氣池出水中因被夾帶而被迫流失的污泥，大大減少了剩余污泥的產(chǎn)生，很好地保證了后續絮凝沉淀工藝處理效果。

（3）該廢水處理工程中的單體構筑物均采用地下式或半地下式構筑物形式，不僅能滿(mǎn)足工藝流程的要求，同時(shí)盡量利用施工場(chǎng)地原有地理優(yōu)勢，充分地降低了動(dòng)力費用。各構筑物間位置合理，工藝管道線(xiàn)路短、構筑物布局緊湊。項目運行后達到預期的處理效果，噸水實(shí)際處理費用僅需1.48元，處理后的水可以得到很好回用，既節約了水資源，又減少了廢水排放量，取得了良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。