中藥廢水處理工藝，中天恒遠(yuǎn)小編李德馨為您介紹，希望對您有所幫助。
隨著我國制藥企業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水排放量與日俱增，此類廢水主要在中藥生產(chǎn)的原料洗滌、藥物提取和沖洗等過程中會產(chǎn)生，主要的特點是有機(jī)污染物濃度高、懸浮物含量高、色度高、生化抑制因素種類復(fù)雜多樣，一旦進(jìn)入周圍環(huán)境水體，將會對江河、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廢水成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域面臨的一個難題。加強(qiáng)對中藥制藥廢水的治理，也是保持中藥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要措施。
，工程概況
江西南昌某制藥廠是一家以中草藥為原料大規(guī)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)波動較大。且該廢水中含有多種高指標(biāo)的有機(jī)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中成藥廢水處理效果穩(wěn)定、操作簡單、剩余污泥產(chǎn)量少，且具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。經(jīng)過處理的廢水比較終出水水質(zhì)要求執(zhí)行《污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)，其原始廢水水質(zhì)情況及排放標(biāo)準(zhǔn)要求如表 1所示。
第二，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 工藝流程說明
2.2.1 污水處理工藝流程簡述
生產(chǎn)廢水中含有的較大藥渣、漂浮物顆粒經(jīng)過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(diào)節(jié)池進(jìn)行初步的勻質(zhì)、勻量，同時在調(diào)節(jié)池內(nèi)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(diào)整為7.0～9.0;在調(diào)節(jié)pH的同時需利用羅茨鼓風(fēng)機(jī)往池內(nèi)曝氣，主要是因為在調(diào)節(jié)池內(nèi)對廢水進(jìn)行預(yù)曝氣及攪拌可以盡可能地避免大量SS在調(diào)節(jié)池內(nèi)堆積和發(fā)酵，同時還能夠?qū)U水中的低分子有機(jī)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(yǎng)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(jī)污染物破碎降解為小分子有機(jī)污染物，進(jìn)而提高廢水的可生化性，有效地緩解后續(xù)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(nèi)羅茨鼓風(fēng)機(jī)曝氣充氧的情況下，大量的有機(jī)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外加聚合氯化鋁(PAC)進(jìn)行比較終的混凝沉淀反應(yīng)，作用是使廢水中不易沉淀的細(xì)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(nèi)進(jìn)行固液分離，保證比較終出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。固液分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰可達(dá)標(biāo)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述
沉淀池底部集泥斗內(nèi)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(nèi)進(jìn)行污泥重力濃縮處置，同時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(jī)，再進(jìn)行后續(xù)的壓濾脫水處理。比較終污泥濃縮池上清液及廂式壓濾機(jī)濾液則統(tǒng)一回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。脫水后的污泥經(jīng)收集后由專用污泥運輸車外運至衛(wèi)生填埋場進(jìn)行處理。
第三，主要構(gòu)筑物及配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)
(1)格柵井。1座，地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸3.0 m×0.7 m×1.6 m，有效水深0.3 m，設(shè)計過水量取50 m3/h，則過柵流速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(diào)節(jié)池。1座，地下式砼結(jié)構(gòu)，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(jī)功率1.1 kW;配套浮球液位計1套，型號LPF，電纜長度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(nèi)徑DN65 mm，流速范圍 0.5~10 m/s，轉(zhuǎn)換器型式為分體式;配套pH在線監(jiān)測儀1套，自動監(jiān)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(jié)構(gòu)，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(fù)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(shù)2層，總面積32 m2;配套新型組合填料66 m3，規(guī)格D150-60 mm，片距60 mm，有效長度4.0 m。
(4)接觸氧化池。1座，半地下式砼結(jié)構(gòu)(中間設(shè)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(fù)荷0.62 kg/(m3·d);池底安裝膜式曝氣盤微孔曝氣器130只，型號D215型，微孔孔徑80~100 μm，曝氣量1.5~2.5 m2/(個·h)，有效服務(wù)面積0.22~0.55 m2/個;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(guī)格D 150-60 mm，片距60 mm，有效長度3.7 m;配套曝氣設(shè)備采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，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(jī)功率11 kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速1 900 r/min。
(5)反應(yīng)池。1座(分為2格)，半地下式砼結(jié)構(gòu)，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(shè)反應(yīng)攪拌裝置1套，使其加強(qiáng)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(jié)構(gòu)，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(fù)荷0.5 m3/(m2·h)，泥斗傾角60°;配套排泥氣提裝置1只，規(guī)格QT-40，材質(zhì)SUS304;配套導(dǎo)流筒1只，規(guī)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(jī)1套，型號XAY20/630-UB，過濾面積20 m2，濾室容積0.3 m3，總裝機(jī)功率1.5 kW。(9)綜合操作間。1座，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸15.6 m×4.5 m×3.4 m。
第四，工程啟動及運行
4.1 水解酸化池
水解酸化池的啟動主要是進(jìn)行池內(nèi)接種污泥的馴化及培養(yǎng)工作。工程接種污泥取自鄰近某制藥廠污水處理站的脫水污泥，馴化過程中，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(fù)荷低于1 kg/(m3·d);隨著馴化過程的進(jìn)行，大約20 d后，平均容積負(fù)荷升到1～2 kg/(m3·d);大約30 d后，平均容積負(fù)荷可達(dá)到2.5 kg/(m3·d)以上，35 d后池內(nèi)填料掛膜效果明顯，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運行期。
4.2 接觸氧化池及反應(yīng)池
接觸氧化池的啟動主要是進(jìn)行接觸氧化池內(nèi)所接種污泥的馴化及穩(wěn)定工作，經(jīng)過嚴(yán)格計算后，啟動初期分別向每個接觸氧化池內(nèi)投加約8.2 t的脫水污泥，為了補(bǔ)充整個接觸氧化池內(nèi)部水環(huán)境中的碳、氮等營養(yǎng)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。啟動初始階段，接觸氧化池的進(jìn)水水量按設(shè)計水量的25%進(jìn)行進(jìn)水，同時通過改變調(diào)節(jié)池內(nèi)NaOH的添加量來嚴(yán)格控制廢水的pH穩(wěn)定維持在7.5左右，pH穩(wěn)定后才能開啟池內(nèi)的曝氣系統(tǒng)，曝氣法則采用悶曝法悶曝(關(guān)閉進(jìn)水但連續(xù)曝氣)8 h后，停止曝氣并保持池內(nèi)廢水靜置沉淀約0.5 h，隨即再次開啟曝氣系統(tǒng)接著悶曝，如此反復(fù)，悶曝氣3 d后，視池內(nèi)廢水液位而適時補(bǔ)充少量廢水。且在曝氣過程中隨時監(jiān)控DO及氣水比，接觸氧化池內(nèi)DO比較佳質(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測定池內(nèi)污泥沉降比及進(jìn)出口COD，以隨時掌握污泥沉降比及進(jìn)出口COD變化。接觸氧化池啟動調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)：約7 d后，在池內(nèi)填料表面形成了很薄的一層生物膜，約20 d后，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚映群谏锬�，此時接觸氧化池可按設(shè)計水量進(jìn)水即可。接觸氧化池掛膜在穩(wěn)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(fù)荷可穩(wěn)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成功。反應(yīng)池絮凝沉淀反應(yīng)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(diào)試過程中確定PAC的添加量以5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜，PAM的添加量以0.5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜，此時混凝及二沉池出水COD去除率比較大可穩(wěn)定在50%左右。而污泥濃縮助凝劑PAM比較佳投加量為3.0 kg/t。
4.3 運行效果
廢水處理效果如表 2所示。
表2 工程運行監(jiān)測結(jié)果項目pHCODBOD 5NH 3 -NSS
注：除pH外，其余各項單位均為mg/L。
原水4~6160030400
調(diào)節(jié)池出口7~8114057030400
單元去除率/%-55--
水解酸化池出口7~81 02651324100
單元去除率/%-15102075
接觸氧化池出口7~7.51232612-
單元去除率/%-889550-
混凝及二沉池 18 12 506.8~7.362181250
單元去除率/%-503050-
工程總?cè)コ?%-94.997.06087.5
第五，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及環(huán)境效益分析
該工程總投資約為93.32萬元，其中土建費用41.22萬元(含稅金)，主體設(shè)備及材料費用總計 39.52萬元(含稅金)，其他設(shè)計、安裝、運輸及調(diào)試等間接費用總計12.58萬元。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(dāng)?shù)厮h(huán)境污染控制起到積極作用。
第六，結(jié)論
(1)工程實踐表明：運行水解酸化+生物接觸氧化+絮凝沉淀組合工藝處理此類廢水，工藝流程周期短、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、處理效果好，該中藥廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定。運行期間，廢水中的COD、NH3-N、SS、BOD5平均去除率分別可達(dá)到94.9%、60%、87.5%、97%，比較終出水水質(zhì)可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)經(jīng)過預(yù)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(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解的小分子有機(jī)污染物質(zhì)，大幅度提高此類廢水的可生化性。而生物接觸氧化工藝比較顯著的特征是其較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，同時可以保證池內(nèi)良好的微生物活性，其次由于在接觸氧化池內(nèi)的微生物是以整體生物膜的形式附著在載體填料上，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(xù)絮凝沉淀工藝處理效果。
(3)該廢水處理工程中的單體構(gòu)筑物均采用地下式或半地下式構(gòu)筑物形式，不僅能滿足工藝流程的要求，同時盡量利用施工場地原有地理優(yōu)勢，充分地降低了動力費用。各構(gòu)筑物間位置合理，工藝管道線路短、構(gòu)筑物布局緊湊。項目運行后達(dá)到預(yù)期的處理效果，噸水實際處理費用僅需1.48元，處理后的水可以得到很好回用，既節(jié)約了水資源，又減少了廢水排放量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
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