維生素C生產(chǎn)廢物處理技術(shù)進(jìn)展情況

□文/程雅卓

維生素C生產(chǎn)廢物處理技術(shù)進(jìn)展情況

□文/程雅卓

本文分析維生素C生產(chǎn)廢水的來源及水質(zhì)特征。討論厭氧生物法、好氧生物法、光合細(xì)菌法、中和廢水的循環(huán)利用法以及綜合處理法等生產(chǎn)廢水處理方法，并對(duì)各種方法的原理、研究進(jìn)展、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用等進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述和比較。

維生素C；廢水；生物法；廢渣

一、引言

維生素C，又稱抗壞血酸，是世界上產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用范圍最廣的維生素產(chǎn)品，是具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。由于維生素C生產(chǎn)工藝的固有特點(diǎn)，使其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量高濃度廢水，是環(huán)境的嚴(yán)重污染源之一。維生素C生產(chǎn)中的廢水處理方法有厭氧生物法、好氧生物法、光合細(xì)菌法、中和廢水的循環(huán)利用及綜合處理法等方法。在廢渣處理技術(shù)方面，開發(fā)了一系列用廢渣生產(chǎn)有用產(chǎn)品（如飼料、活性炭等產(chǎn)品），變廢為寶的技術(shù)方法。本文先分析了維生素C生產(chǎn)廢水的主要來源及水質(zhì)特征，然后介紹了維生素C生產(chǎn)廢水處理技術(shù)和廢渣的綜合利用技術(shù)。

二、生產(chǎn)廢水主要來源及水質(zhì)

工業(yè)生產(chǎn)維生素C一般采用二步發(fā)酵法，以玉米為原料，經(jīng)發(fā)酵、提取、轉(zhuǎn)化、精制等工序制得產(chǎn)品。生產(chǎn)1噸維生素C時(shí)，各工藝點(diǎn)中所排放廢水的水量、COD值、pH值及含有的主要成分情況見表1。（表1）由表1可見，維生素C生產(chǎn)廢水中主要為高濃度有機(jī)污染物，包括乙醇、乙酸、菌絲體蛋白質(zhì)、古龍酸、Vc等，還含有銨態(tài)氮及各種無機(jī)鹽等，水質(zhì)總體偏酸性。

三、維生素C生產(chǎn)廢水的處理方法

目前，國內(nèi)主要以生物法對(duì)維生素C工業(yè)廢水進(jìn)行處理。另外，還有光合細(xì)菌法、中和廢水循環(huán)利用等方法。

（一）生物法。由于維生素C生產(chǎn)廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，不含有毒物質(zhì)，可生化性好，因此國內(nèi)外常用的處理方法是生物法。根據(jù)作用微生物的不同，可分為好氧處理和厭氧處理。

表1 古龍酸生產(chǎn)廢水水量及水質(zhì)

1、厭氧生物法。厭氧生物法是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜的有機(jī)物分解為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，同時(shí)把部分有機(jī)質(zhì)合成細(xì)菌胞體，通過氣、液、固分離，使廢水得到凈化的一種廢水處理方法。

目前，國內(nèi)的Vc廢水處理工程主要采用高效厭氧反應(yīng)器，主要有UASB、EGSB、Ic等，其主要特點(diǎn)有：有機(jī)負(fù)荷率高；單位容積反應(yīng)器的生物量高；污泥與廢水混合充分；污泥活性高、沉降性能好、粒徑較大、強(qiáng)度較好等。2004年石家莊維生藥業(yè)采用UASB工藝處理Vc廢水時(shí)，優(yōu)化回流量、回流比等技術(shù)參數(shù)，提高了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，減少了因調(diào)節(jié)進(jìn)水pH而消耗的堿量，容積負(fù)荷提高到5kg COD/（m·d），COD去除率大于85%。

2、好氧生物法。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩類?；钚晕勰喾ū旧砭褪且环N處理單元，它有多種運(yùn)行方式。生物膜法有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池及生物流化床等。氧化塘和土地處理法即自然生物處理。氧化塘有好氧塘、兼氧塘、厭氧塘和曝氣塘等；土地處理法有灌溉法、滲濾法、浸泡法及毛紉管凈化法等。

活性污泥法是利用微生物（細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物）將廢水中一部分有機(jī)物降解、分解成CO2和H2O等無害物，一部分有機(jī)物作為其自身代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而除去有機(jī)物。生物接觸氧化工藝是好氧活性污泥法的一種，其實(shí)質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。自1993年起寧波制藥廠對(duì)于Vc廢水的處理采用的即是生物接觸氧化工藝，進(jìn)水COD為1，000～1，500mg/L時(shí)，去除率在75%～80%。

（二）光合細(xì)菌法。日本自20世紀(jì)六十年代起開展利用光合細(xì)菌法（縮寫為PSB）處理高濃度有機(jī)廢水的實(shí)驗(yàn)研究，先后成功地對(duì)食品、淀粉、糞尿、皮革等廢水進(jìn)行處理，并建立了日處理量幾十至幾千噸廢水的大中型實(shí)用系統(tǒng)。我國從20世紀(jì)五十年代就對(duì)PSB進(jìn)行了基礎(chǔ)理論的研究，但應(yīng)用研究起步較晚。

光合細(xì)菌法優(yōu)點(diǎn)是：處理效果好、無二次污染、工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、處理成本低、副產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量較高、無毒性、可再利用等。與其他處理方法相比，具有占地少、投資省、工期短等特點(diǎn)。該工藝處理過程中，廢水偏堿性，腐蝕較小，設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)。

（三）綜合處理法

1、厭氧-好氧生物組合法。由于維生素C工業(yè)廢水中COD的平均含量在10，000mg/L以上，單獨(dú)采用厭氧生物法或好氧生物法處理高濃度維生素C廢水，往往不能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，需組合其他處理技術(shù)或?qū)煞N生物法組合起來對(duì)維生素C廢水進(jìn)行處理。先采用UASB技術(shù)對(duì) COD 在 5，000～50，000mg/L 的高濃度廢水進(jìn)行處理，處理后的廢水與低濃度廢水混合，再進(jìn)入生物接觸氧化池，最后再由生化處理把關(guān)，盡可能降低水中污染物濃度和水的色度，使出水達(dá)標(biāo)排放。利用厭氧-好氧聯(lián)合工藝處理維生素C廢水COD去除率達(dá)98.6%，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。江蘇一Vc企業(yè)于20世紀(jì)九十年代對(duì)原有廢水處理設(shè)施進(jìn)行改造，改造后的組合處理工藝為：過濾中和-UASB-氧化溝工藝，工程運(yùn)行結(jié)果表明，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2、厭氧-兼氧-好氧。高濃度廢水經(jīng)集水池，提升到高位配水槽，再由配水槽向管道厭氧消化器配水，進(jìn)行厭氧消化處理。廢水中的有機(jī)污染物COD、BOD大部分被除去。厭氧出水經(jīng)氣水分離器后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池。低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，與厭氧處理出水混合后，提升到兼氧接觸曝氣池，生物接觸氧化池處理，再經(jīng)二次沉淀池后，出水排入排水總管。二次沉淀池污泥，部分回流到兼氧接觸曝氣池和厭氧消化池進(jìn)行分解，剩余污泥經(jīng)濃縮后，用板框壓濾機(jī)脫水，干污泥摻入煤中焚燒。管道厭氧消化器處理產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后，送入貯氣柜，經(jīng)阻火器供用戶使用。

3、循環(huán)利用中和廢水技術(shù)。維生素C生產(chǎn)過程中排放的各股廢水中，中和工序產(chǎn)生的廢水水量最大，污染嚴(yán)重，應(yīng)探討中和廢水的回用技術(shù)，來保護(hù)環(huán)境和節(jié)約用水。采用“中和-催化氧化-沙濾-吸附”工藝來處理維生素C生產(chǎn)廢水，COD可從 16，642mg/I降至 2，308mg/I，去除率可達(dá)86.1%，處理后的廢水可以重復(fù)灌溉農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)了廢水的回收利用。

四、結(jié)束語

通過分析維生素C生產(chǎn)廢水的主要來源及水質(zhì)特征，可看出維生素C生產(chǎn)中排放出大量高濃度的有機(jī)廢水及廢渣，既嚴(yán)重污染環(huán)境，又增加了生產(chǎn)成本，不利于維生素C工業(yè)的發(fā)展。利用好氧和厭氧生物法、光合細(xì)菌法以及綜合處理方法來處理生產(chǎn)廢水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；中和廢水的循環(huán)利用技術(shù)可以達(dá)到節(jié)約用水和保護(hù)環(huán)境兩種目的；利用改進(jìn)工藝方法可以達(dá)到節(jié)能效果。另外，解決維生素C生產(chǎn)的污染問題還可以從改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使用清潔生產(chǎn)工藝入手。

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（作者單位：華藥集團(tuán)維爾康制藥有限公司）