中藥廢水處理技術(shù)
廣西作為國家的南藥基地,擁有豐富的中醫(yī)藥資源。近年來,隨著中藥、中成藥制藥企業(yè)的發(fā)展,該類企業(yè)排放的廢水已成為嚴重污染源之一。中藥生產(chǎn)企業(yè)在原料洗滌、藥物提取和沖洗過程中會產(chǎn)生大量廢水,其具有有機污染物濃度高、懸浮物含量高、色度高、可生化性較好的特點〔1〕,如何有效處理該類廢水成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域面臨的一個難題。
1項目背景
桂林某制藥廠位于漓江上游地區(qū),主要使用銀杏葉提取銀杏黃酮,生產(chǎn)銀杏葉片、膠囊等系列產(chǎn)品,是一個具備一定規(guī)模的藥品生產(chǎn)基地。由于其生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生大量廢水,若直接排放會對漓江的水環(huán)境造成嚴重影響。因此,要求該企業(yè)排放廢水達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。
該企業(yè)委托筆者單位對廠區(qū)的污水處理站進行設(shè)計和調(diào)試,筆者作為主要參與者參加了該污水處理項目的設(shè)計與運行調(diào)試。
2廢水來源及水質(zhì)水量
廢水主要來源于中藥材前處理的清洗、蒸煮,提取工藝中的提煉、濃縮,以及殘液傾倒、設(shè)備清洗過程等。其主要污染物為CODCr、BOD5、SS,平均排放量為200m3/d,最大排水量為20m3/h,生產(chǎn)廢水與部分生活污水經(jīng)廠區(qū)污水下水道合并流入廢水處理站。由于企業(yè)受市場需求、產(chǎn)品銷售情況以及原材料的季節(jié)性等因素影響,隨時調(diào)節(jié)產(chǎn)品產(chǎn)量,因此廢水排放無固定規(guī)律,水量水質(zhì)隨時間變化很大。根據(jù)廠方提供的資料,廢水水質(zhì)如表1所示。
表1廢水水質(zhì)
從表1可知,該企業(yè)產(chǎn)生廢水的BOD5/COD>0.3,說明該廢水的可生化性較好,可采用生化工藝進行處理。
3工藝流程
制藥廢水的處理方法很多,物化法主要有混凝沉淀法、氣浮法、吸附法、電解法和膜分離法;化學(xué)法主要有催化鐵內(nèi)電解法、臭氧氧化法和Fenton試劑法;生化法主要有序批式活性污泥法(SBR)、普通活性污泥法、生物接觸氧化法、上流式厭氧污泥床法(UASB)等〔2〕。但上述單一處理方法的效果不好,出水水質(zhì)不穩(wěn)定,通常采用多種工藝聯(lián)合處理,才能保證穩(wěn)定的處理效果。目前,多種處理工藝的聯(lián)合使用在很多工程中得到應(yīng)用,并取得了很好的效果,例如UASB—CASS工藝〔3〕、水解酸化—SBR工藝〔4〕、兼氧—深曝—兩級A/O工藝〔5〕、水解酸化—接觸氧化—氣浮—氧化工藝〔6〕等。結(jié)合該企業(yè)的實際廢水水質(zhì)、水量和地形情況,決定采用水解酸化—SBR工藝處理生產(chǎn)廢水,其工藝流程見圖1。
廢水主要來自中藥加工過程,其中含有大量大顆粒固體污染物,因此將廢水先送入格柵井去除粗大顆粒。格柵井內(nèi)設(shè)粗細兩道格柵,以分離粗大顆粒和較細顆粒。預(yù)處理后的廢水進入水解酸化池,水中難降解的大分子有機物在厭氧微生物作用下進行消化分解,成為易降解的小分子有機物,可提高后續(xù)工藝的CODCr和BOD5去除率。水解酸化池出水進入SBR池曝氣,水中的有機物在好氧微生物作用下繼續(xù)分解為CO2和H2O,使廢水達標(biāo)排放。SBR池產(chǎn)生的污泥由污泥泵排入水解酸化池進行消化減量,剩余污泥用污泥泵定期排入污泥干化場,晾干后外運填埋。
圖1中藥廢水處理工藝流程
4廢水處理站主要構(gòu)筑物
(1)格柵井。設(shè)格柵井1座,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為5.0m×2.0m×1.5m,安裝兩道格柵,其中粗格柵柵條間隙30mm,細格柵柵條間隙5mm,通過物理方法去除廢水中較大的懸浮物質(zhì),采用人工清渣,停留時間10min。
(2)水解酸化池。設(shè)水解酸化池1座,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為12m×15m×2.5m,停留時間2d,池中填充彈性填料,通過厭氧微生物降解高分子有機物,池底均布曝氣管,手工閥門控制曝氣時間,與SBR池共用鼓風(fēng)機,防止污泥沉積,出水使用泥泵送至SBR池。
(3)SBR反應(yīng)池。設(shè)SBR反應(yīng)池2座,鋼砼結(jié)構(gòu),處理量Q=100m3/d,尺寸為5m×4m×6m,運行周期為24h;包括曝氣頭50個,鼓風(fēng)機2臺(1用1備)。
(4)漂白池。設(shè)漂白池1座,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為D8m×2m,安裝攪拌機1臺,投加漂白劑去除色度,若SBR池出水色度已經(jīng)滿足排放要求,則不漂白。
(5)濾池。設(shè)濾池1座,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為3m×3m×4m,填料為普通未分級卵石,主要考慮去除漂白后產(chǎn)生的絮狀體,不考慮反沖洗。
5試運行及問題
5.1工程啟動
(1)SBR池。SBR池接種污泥取自桂林市七里店污水處理廠剩余污泥,投加污泥后向SBR池內(nèi)注清水至4m水位,每池中添加尿素20kg、磷酸二氫鉀10kg,連續(xù)曝氣72h,開始進水調(diào)試。對SBR池定時曝氣,定時適量排出上清液并添加適量的廢水原水,逐步減少尿素和磷酸二氫鉀的投加量直至完全停止投加。在啟動過程中,觀察活性污泥中菌膠團的大小、形狀、顏色并取上清液進行測試,判斷活性污泥微生物的馴化培養(yǎng)效果。在第25天時停止投加氮磷,完全使用生產(chǎn)廢水,只是在第30天和第32天時,因微生物營養(yǎng)不足、菌膠團顏色發(fā)黃變暗,分別投加一次附近養(yǎng)豬場產(chǎn)生的豬糞,持續(xù)曝氣24h后,情況得到改善。在連續(xù)運行45d后,反應(yīng)池中的活性污泥性能良好,廢水處理達到預(yù)期效果,初步判定SBR池啟動成功。
(2)水解酸化池。水解酸化池中使用彈性填料,填料填充度為70%,在啟動初期使用廢水原水來培養(yǎng)厭氧污泥,但效果不明顯,污泥增長緩慢;第25天時SBR池開始回流污泥,將回流污泥作為水解酸化池接種污泥,45d后填料掛膜效果明顯,系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行期。
5.2運行中出現(xiàn)的問題
該項目于2005年竣工并投入使用,試運行期間處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)均能達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。監(jiān)測發(fā)現(xiàn),總排放口的SS雖然達標(biāo),但均高于漂白池出水SS,經(jīng)現(xiàn)場考察后發(fā)現(xiàn),漂白池出水采用穿孔出水,出水口位于濾池填料上方,出水對濾池填料產(chǎn)生沖擊,且出水口只有1個,造成濾池布水不均,可能對過濾效果產(chǎn)生影響。隨后對漂白池出水口進行改造,采用UPVC多孔管布水,減少出水對濾池填料的沖擊并盡可能使布水均勻,改造完成后該問題得到解決。
6驗收與監(jiān)測
環(huán)保部門對該項目進行了驗收,針對該廠排放控制項目(pH、CODCr、BOD5、SS、色度)進行了監(jiān)測。在其正常生產(chǎn)期間內(nèi)連續(xù)采樣4次,監(jiān)測期間生產(chǎn)工況穩(wěn)定,廢水排放量為200m3/d,達到了設(shè)計處理要求。監(jiān)測結(jié)果見表2。
表2數(shù)據(jù)表明,該項目出水水質(zhì)穩(wěn)定,實際處理效果達到設(shè)計要求,出水水質(zhì)達到并優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。
表2項目監(jiān)測結(jié)果
7工程投資和運行成本
該廢水處理工程總投資約50萬元。運行成本主要為動力費用、固定資產(chǎn)折舊費、設(shè)備維修費、藥劑費、人工費等,實際測算的處理成本約為0.76元/m3。
(1)采用水解酸化—SBR工藝可以有效處理中藥廢水,穩(wěn)定運行時對COD的去除率可達95%以上,出水各項指標(biāo)均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)在采用普通未分級卵石作為濾池填料時,濾池進水分布是否均勻?qū)⒂绊戇^濾效果,應(yīng)盡量使布水均勻。
(3)該治理工程采用地下式和半地下式構(gòu)筑物,在滿足工藝流程的前提下,盡量利用處理站原有地勢,降低了動力費用。各構(gòu)筑物間位置合理,工藝管線短、建筑物布置緊湊。項目達到預(yù)期的處理效果,取得了良好的環(huán)境效益。
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