江西某制藥廠(chǎng)是一家以中草藥為原料生產(chǎn)口服液、膠囊制劑為主的中成藥生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生一定量的廢水。該企業(yè)原有廢水處理站采用的是水解+接觸氧化工藝處理廢水，現因企業(yè)擴建生產(chǎn)，使原有污水處理站處理能力不能滿(mǎn)足廠(chǎng)區生產(chǎn)排放的污水量，處理效果持續下降，出水水質(zhì)不能穩定達標，現對原有污水處理站進(jìn)行改造擴建，確保污水經(jīng)系統處理后出水排放各項水質(zhì)指標均達到國家污水綜合排放標準（GB 8978－1996）中的二級排放標準。
1 廢水水源及水質(zhì)
1.1 廢水組成及特點(diǎn)
中成藥生產(chǎn)廢水主要有中藥材淘洗廢水、提取廢水、洗瓶廢水、設備清洗廢水及衛生清潔、車(chē)間地面沖洗水等。廢水中主要的有機污染成分有糖類(lèi)、有機酸、苷類(lèi)、木質(zhì)素、生物堿、蛋白質(zhì)、單寧、鞣質(zhì)、蒽醌、淀粉及它們的水解產(chǎn)物等。廢水中有機酸、蒽醌、生物堿等都是高分子有機物，均是結構比較復雜的有機化合物，是比較難被生物降解處理的成分。其中也是這些高分子的有機物導致廢水產(chǎn)生較高的色度；它們不易被絮凝劑去除，是廢水中難以去除的物質(zhì)。它們一旦進(jìn)入水體，就會(huì )使江河、湖泊受到不同程度的污染，因此如何處理中成藥生產(chǎn)廢水顯得十分重要。
1.2 廢水水質(zhì)及水量
工程設計流量為250 m3/d，按Q=10.5 m3/h 進(jìn)行設計。本項目廢水SS 質(zhì)量濃度高，主要是植物類(lèi)的碎片；在生產(chǎn)制藥過(guò)程中要用酸或堿處理，pH 經(jīng)常波動(dòng)變化；在洗藥及提取罐清洗時(shí)會(huì )產(chǎn)生COD 最高可達10 000 mg/L 以上、色度高達1 000 倍以上，且排放廢水的溫度較高，帶有顏色和中草藥氣味；屬高濃度的有機廢水，其廢水水質(zhì)、污水處理站總進(jìn)水口平均水質(zhì)、廢水經(jīng)原有處理工藝出水水質(zhì)及排放標準見(jiàn)表1。
表1 廢水水質(zhì)及排放標準
Tab.1 Wastewater quality and discharge standard
2 工藝流程的升級改造
2.1 改擴建工藝的選擇
原有廢水處理設施采用的處理工藝為水解+ 接觸氧化工藝，由于水解池的COD 負荷高、生物接觸氧化的BOD5 負荷高，不能有效的降解廢水中的有機物，需要對水解池和接觸氧化池進(jìn)行擴建，以降低生化處理的有機物負荷，提高生化處理效果。由于污水 的BOD5/COD 為0.5，可生化性能較好，因此本次改擴建污水處理工藝采用：水解酸化+生物接觸氧化法為主體處理工藝；化學(xué)混凝反應＋沉淀法為輔助處理。擴建的工藝在利用原有水解池、接觸氧化池為一級生化處理設施基礎上（一級A/O），再增加水解2池、接觸氧化2 池（二級A/O），即增加一級A/O 處理工藝，在生化處理構筑物中去除大部分的污染物，進(jìn)一步增強生化處理能力。該處理工藝具有耐沖擊負荷能力強，處理效果穩定、操作管理簡(jiǎn)單、剩余污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)。且該處理工藝已有大量的工程運用實(shí)踐，是一種運用成熟的廢水處理工藝。改擴建后的工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1 工藝流程
Fig.1 Process flow diagram
2.2 工藝說(shuō)明
2.2.1污水部分
生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)格柵攔截水中較大的漂浮物和懸浮物后進(jìn)入調節池，對廢水進(jìn)行勻質(zhì)和勻量，在調節池中投加NaOH 溶液，將廢水的pH 調整為7～9；同時(shí)利用鼓風(fēng)機對廢水進(jìn)行預曝氣和攪拌，避免SS在池內堆積和發(fā)酵，還可吹脫氧化低分子有機物。然后通過(guò)潛污泵提升計量進(jìn)入水解1 池。在水解1 池中馴化培養厭氧微生物，使廢水中的高分子有機物降解為小分子有機物，提高廢水的BOD5/COD，利于好氧生化處理。經(jīng)水解酸化反應后的廢水自流進(jìn)入接觸氧化1 池，在接觸氧化1 池中培養好氧微生物和硝化菌，利用鼓風(fēng)機進(jìn)行曝氣充氧，將有機物分解為CO2 和H2O。接觸氧化1 池出水自流進(jìn)入水解2池，將高分子有機物分解為低分子有機物，水解2 池出水自流進(jìn)入接觸氧化2 池，利用鼓風(fēng)機進(jìn)行曝氣充氧，將有機物分解為CO2 和H2O，同時(shí)將NH3-N氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，完成大部分污染物質(zhì)的降解去除。
此時(shí)廢水已得到較徹底的凈化，由于廢水的濃度相對較高，接觸氧化二池出水自流進(jìn)入反應池，通過(guò)投加混凝劑PAC 進(jìn)行混凝反應，使水中難以沉淀的膠體顆粒形成大顆粒絮體，再進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離，進(jìn)一步達到凈化的目的，確保出水達標排放。分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰出水排放，污泥排入污泥濃縮池。
2.2.2污泥部分
沉淀池底集泥斗內的污泥采用氣提裝置將污泥排入污泥濃縮池，進(jìn)行重力濃縮處理。經(jīng)濃縮后的污泥利用污泥泵加壓進(jìn)入廂式壓濾機，并投加PAM并攪拌，增大污泥顆粒直徑，進(jìn)行擠壓脫水處理。污泥濃縮池上清液、壓濾機的濾液回流到調節池。經(jīng)脫水后的污泥用運輸車(chē)進(jìn)行外運衛生填埋。
3 主要構筑物及設備參數
3.1 格柵井
1 座，利用原有，尺寸為1.5 m×1.0 m×2.0 m；人工格柵，1 臺，利用原有。
3.2 調節池
1 座，利用原有，地下式硂結構，設計尺寸7.0 m×4.0 m×5.0m，水力停留時(shí)間9.8 h，有效容積103 m3。原有配套設備：50WQ18-15-1.5 型提升潛污泵2 套（1 用1 備）；LPF 配套浮球液位計1 只；MP113 pH在線(xiàn)監測儀1 套；NaOH 加藥槽1 套，設計尺寸為1.4 m×1.0 m×4.0 m，有效容積4.9 m3。新增環(huán)狀式水下空氣混合裝置1 套，曝氣量為1.0 m3/(m2·h)。
3.3 水解酸化1 池
1 座，利用原有水解池進(jìn)行改造，半地上式硂結構，設計尺寸為7.0m×3.0m×5.0m，水力停留時(shí)間9.3 h，有效容積98m3，平均COD 容積負荷4.8 kg/(m3·d)。新增UPVC 布水裝置、枝狀布水器、出水堰各1 套；Φ150-60 型組合填料73 m3；新增非標A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積42 m2。
3.4 接觸氧化1 池
1 座，利用原有接觸氧化池改造，半地下式硂結構，設計尺寸為7.0 m×3.0 m×5.0 m，水力停留時(shí)間9.0 h，有效容積94 m3，BOD5 負荷1.26 kg/(m3·d)。新增UPVC 網(wǎng)狀式布氣裝置1 套；新增D215 微孔曝氣器52 只；Φ150-60 型組合填料70 m3；新增非標A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積42 m2。
3.5 水解酸化2 池
1 座，半地上式硂結構，設計尺寸5.0 m×4.0 m×5.0 m，水力停留時(shí)間8.5 h，有效容積90 m3，COD 平均容積負荷3.1 kg/(m3·d)。配套PVC 出水堰板1 套；Φ150-60 型組合填料70 m3，新增非標A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積40 m2。
3.6 接觸氧化2 池
1 座，半地下式硂結構，設計尺寸12.0 m×4.0 m×5.0 m，水力停留時(shí)間20.5 h，有效容積216 m3，BOD5負荷0.52kg/(m3·d)。配套UPVC 網(wǎng)狀式布氣裝置2套；D215 微孔曝氣器120 只；Φ150-60 型組合填料163m3；新增非標A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積96 m2，曝氣設備采用3L32WC 型羅茨鼓風(fēng)機2 臺（1用1 備）。
3.7 反應池
1 座（分為2 格），半地下式硂結構，設計尺寸為4.0 m×1.0 m×5.0 m，水力停留時(shí)間1.5 h，有效容積16 m3。新增UPVC 環(huán)狀式反應攪拌裝置1 套；20BF-12 型PAC 加藥泵2 臺；PAM 加藥裝置1 套，由原反應池改造，設計尺寸為1.4 m×1.0 m×4.0 m。
3.8 二沉池
1 座，半地下式硂結構，設計尺寸為4.0 m×4.0 m×5.0 m，停留時(shí)間3.0 h，有效容積32 m3。配套Q235、Φ300 mm×3 000 mm 導流筒1 只；50GW20-15-1.5排泥泵1 臺。
3.9 流量堰
1 座，地下式硂結構，設計尺寸為5.0 m×0.7 m×1.5 m。配套LMC-50 明渠流量計1 套。
3.10 污泥濃縮池
1 座，半地下式硂結構，利用原有的污泥池、沉淀池進(jìn)行改造，增加污泥回流管和氣體攪拌管，污泥濃縮池分為2 組，設計尺寸為5.5 m×3.0 m×5.0 m，有效容積66 m3。配套PAM 加藥裝置1 套（利用原有加藥槽改造），G35-1 型螺桿泵2 臺。新增20BF-12 型PAM 加藥泵2 臺。
3.11 脫水機房
1 棟，地上式磚混結構，設計尺寸為13.0m×5.0m×3.5 m，室內新增XAYJ40/800-UB型廂式壓濾機1 套。
4 運行效果
廢水在經(jīng)過(guò)兩級級水解酸化工序處理后，將原廢水中大部分不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)分解成易生物降解的小分子有機物，提高廢水可生化性，并有去除生物抑制物質(zhì)的作用。進(jìn)一步提高污水的可生化性，降低后續生物處理的負荷。后續的兩級生物接觸氧化工藝對沖擊負荷具有較強的適應能力，生物活性好，污泥產(chǎn)量少，污泥生成量少，由于接觸氧化池停留時(shí)間較長(cháng)，池中存在有原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等，污泥幾乎不需回流。這是由于吸附生長(cháng)的生物膜固定在載體填料上，并形成了由菌、藻、原生動(dòng)物（如輪蟲(chóng)）及后生動(dòng)物（如線(xiàn)蟲(chóng)）組成較長(cháng)的食物鏈，能維持生物膜的動(dòng)態(tài)平衡。此外，微生物以生物膜的形式附著(zhù)在載體上，大大減少了曝氣池出水污泥的流失，污泥顆粒大、密度大、易于沉淀，并且不會(huì )出現污泥膨脹，從而保證了工藝良好的處理效果。
本工程于2011 年3 月進(jìn)行調試，調試期約6 個(gè)月，結果發(fā)現該工藝對COD、BOD5、SS、色度等的去除率達到了預期效果，并通過(guò)了環(huán)境監測部門(mén)的驗收，連續1 個(gè)月滿(mǎn)負荷運行后各處理工序出水口取樣監測結果見(jiàn)表2。
表2 某月各工序出水水質(zhì)（平均）
Tab.2 Average effluent quality in each process of a month
從表2 可以看出，改進(jìn)后處理系統對廢水的COD、BOD5、SS 及色度的去除率分別達到96%、98.2%、91.7%、92.6%，出水COD、BOD5 和SS 的質(zhì)量濃度分別為80、18、50 mg/L，色度為52 倍，pH 近乎中性，各項指標均達到了污水綜合排放標準（GB8978－1996）中的二級排放標準。
5 效益分析
工程造價(jià)：該工程總投資為93 萬(wàn)元，其中土建費34.39 萬(wàn)元，設備材料費47.62 萬(wàn)元，其他設計、安裝、運輸及調試等間接費用10.99 萬(wàn)元。
占地面積：該廢水處理工程總占地約784 m2，處理1 t 廢水占地3.13 m2。
運行成本：處理廢水的運行成本為1.69 元/m3（包括設備折舊、維修費用）,其中電費0.79 元/m3，人工費0.33 元/m3，藥劑費合計0.57 元/m3（PAC 投加量為150 mg/L、PAM 投加量為3.0 kg/t（以干污泥計），NaOH 投加量為100 mg/L 廢水）。
環(huán)境效益：污水處理站建成后，每年減少約172.8 t COD、84.74 t BOD5、25.2 t SS 排入周?chē)h(huán)境水體，對改善周?chē)w環(huán)境起到重要的作用。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結論
經(jīng)過(guò)升級改造后，該中成藥廢水處理的工藝流程實(shí)際為“兩級A/O+ 絮凝沉淀”，相比原有處理系統，新系統容積負荷更高、HRT 更短、運行處理效果更穩定。運行結果表明改進(jìn)后處理系統對廢水的COD、BOD5、SS 及色度的去除率分別達到96%、98.2%、91.7%、92.6%，達到了環(huán)保部門(mén)規定污水綜合排放標準（GB 8978－1996）中的二級排放標準。
該污水處理站總投資93 萬(wàn)元，處理廢水總費用為1.69 元/m3，系統正常運行每年減排COD 約172.8 t、BOD5 約84.74 t、SS 約25.2 t。因此采用“兩級A/O+絮凝沉淀”工藝處理中成藥廢水是一種投資運行費用低、處理效果好、投資運行省、操作簡(jiǎn)單的工藝，是適合于難降解高濃度中成藥廢水處理的可靠工藝流程。
