UASB:兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水

史海強(qiáng)(河北冀都環(huán)?？萍加邢薰?

李鑫(河北省科學(xué)院地理科學(xué)研究所 河北 石家莊 050021)

河北某藥業(yè)股份有限公司產(chǎn)品主要為膠囊、口服液、片劑、顆粒劑等中成藥，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)有日處理廢水500 m3的污水處理站已不能滿足要求，因此對污水處理站進(jìn)行改造，將好氧生化處理廢水工藝改造為UASB--兩級生物接觸氧化工藝，同時將污水處理站規(guī)模由500 m3/d擴(kuò)大至2000 m3/d。污水處理站改擴(kuò)建工程于2012年6月通過了當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門的驗收。

一、廢水水質(zhì)分析

該公司廢水主要有洗藥廢水、設(shè)備沖洗廢水、洗瓶廢水、地面沖洗廢水等，廢水中污染物成分主要為天然有機(jī)物，生物降解性好，色度較大，主要污染因子為COD、BOD5、SS、pH、色度，排放特點為連續(xù)排放，廢水水質(zhì)為：CODCr604～17510mg/L、BOD5124～7645mg/L、SS101～625mg/L、色度80～800，pH5～7。

對該公司廢水水質(zhì)進(jìn)行綜合分析，結(jié)合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(G B 8978-1996)二級標(biāo)準(zhǔn)，確定污水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 污水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計參數(shù)

二、污水處理站主要處理單元及設(shè)計參數(shù)

1.格柵:格柵間隙寬度10mm，格柵尺寸為800mm×800mm。采用人工清渣，格柵傾角為60°。

2.中和調(diào)節(jié)池:廢水參數(shù):流量Q=2000m3/d，進(jìn)水COD8000mg/L，BOD53500mg/L，pH7～10，設(shè)計COD去除率10%，BOD去除率10%；外形尺寸:19000×10000×4500(mm)，總有效容積760m3，HRT=9.0h。

3.上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB):廢水參數(shù):流量Q=2000m3/d，進(jìn)水COD7200mg/L，BOD53325mg/L，pH7～9，設(shè)計COD去除率80%，BOD去除率85%；外形尺寸:23000×14000×10000(mm)，UASB有效容積3000m3(鋼砼制)，HRT=36.0h。

4.一級接觸氧化池:廢水參數(shù):流量Q=2000m3/d，進(jìn)水COD1440mg/L，BOD5500mg/L，pH7～8，設(shè)計COD去除效率50%，BOD去除效率70%；外形尺寸：19000×10500×5000(mm)，總有效容積890m3，HRT=10.1h。

5.混凝沉淀氣浮池:廢水參數(shù):流量Q=2000m3/d(85m3/h)，進(jìn)水COD720mg/L，BOD150mg/L，SS192mg/L，pH6～8，設(shè)計混凝氣浮沉淀池中COD、BOD的去除率為30%，SS的去除率為80%，色度去除率80%；混凝氣浮沉淀池總體外形尺寸:14000×3000×4500(mm)。

6.二級接觸氧化池：廢水參數(shù)：流量Q=2000m3/h，進(jìn)水COD504mg/L，BOD5135mg/L，pH7～8，設(shè)計COD去除率70%，BOD5去除率70%；外形尺寸：14000×10500×5000(mm)，總有效容積650m3，HRT=7.5h。

7.二沉池：廢水參數(shù)：流量Q=2000m3/d；外形尺寸：14000×6500×5000(mm)，總有效容積250m3，HRT=3.0h。

8.污泥濃縮池：外形尺寸：6000×6000×5000(mm)，總有效容積100 m3。

三、廢水處理工藝流程

1.污水處理站改擴(kuò)建工程采用UASB反應(yīng)器+兩級生物接觸氧化工藝處理廢水，工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

(1)中和調(diào)節(jié)。廢水經(jīng)格柵去除水中的漂浮物后，進(jìn)入中和調(diào)節(jié)池，池內(nèi)設(shè)p H值測定儀及p H值調(diào)節(jié)自動控制系統(tǒng)，并通過風(fēng)機(jī)向池中通風(fēng)攪拌，中和調(diào)節(jié)集水池能起到調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量作用，使不同工序的廢水得到充分混合。

(2)UASB厭氧反應(yīng)。調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入UASB厭氧反應(yīng)器，內(nèi)設(shè)有布水裝置、厭氧顆粒污泥床，頂部設(shè)有三相分離器。廢水由底部的布水裝置送入，然后均勻地由下而上流動，流經(jīng)污泥床層時高活性的厭氧顆粒污泥將廢水中的有機(jī)污染物吸附，進(jìn)而分解轉(zhuǎn)變?yōu)檎託?CH4、CO2等)，使水質(zhì)得到凈化。沼氣和水流、污泥繼續(xù)向上流動，進(jìn)入三相分離器后，沼氣被分離送出反應(yīng)器，污泥返回反應(yīng)器的污泥床層繼續(xù)使用，澄清的廢水從反應(yīng)器頂部排出口[1]。

(3)一級生物接觸氧化。UASB厭氧反應(yīng)器出水流至一級接觸氧化池，池內(nèi)裝有填料，好氧微生物附著于填料上形成生物膜；池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置，通過鼓風(fēng)機(jī)向池內(nèi)鼓入空氣，廢水中的污染物在微生物作用下充分降解。

(4)混凝沉淀。一級接觸氧化池出水提升至混凝沉淀氣浮池，在絮凝劑的作用下生成不溶性SS和膠狀雜質(zhì)顆粒絮凝，比重大的絮凝體先在沉淀區(qū)沉淀，然后比重小的絮凝體在氣浮區(qū)與微小氣泡附著上浮，通過氣浮池刮渣器將氣浮泥渣收集輸送到污泥槽。

(5)二級生物接觸氧化。氣浮分離泥渣后，清液流入二級接觸氧化池，池內(nèi)裝有填料，好氧微生物附著于填料上形成生物膜，池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置，通過鼓風(fēng)機(jī)向池內(nèi)鼓入空氣，廢水中的污染物在微生物作用下得到充分的降解[2]。

(6)二沉池。二級接觸氧化池出水通過二沉池分離出污泥后達(dá)標(biāo)排放?；炷恋沓?、二沉池污泥部分回流，剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池，然后經(jīng)板框壓濾脫水后，泥餅外運(yùn)。

四、運(yùn)行效果分析

2012年6月當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)管理部門對廢水處理站改擴(kuò)建工程進(jìn)行了驗收，對廢水處理設(shè)施進(jìn)出口進(jìn)行連續(xù)兩天12個批次的監(jiān)測，統(tǒng)計結(jié)果見表2。由驗收監(jiān)測結(jié)果可知，采用UASB兩級好氧接觸工藝處理制藥廢水，能夠達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)要求。

表2 廢水污染物處理效率

UASB反應(yīng)器不需通過壓縮空氣充氧和攪拌，因而節(jié)省動力消耗，其還具有氣、固、液分離效率高、生物量富集能力強(qiáng)、設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷高、耐沖擊力強(qiáng)、易于操作控制、廢水處理運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點，是目前國內(nèi)較成熟的一種高效廢水厭氧生化處理方法，因此，UASB廣泛應(yīng)用于制藥、化工、生物等有機(jī)物濃度高的廢水處理中。生物接觸氧化工藝兼有活性污泥法和生物膜法的特點，對沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，生物活性好，污泥產(chǎn)生量小，不會出現(xiàn)污泥膨脹[3]。

該污水處理站總投資414.4萬元，處理規(guī)模2000 m3/d，年運(yùn)行330 d。全年運(yùn)行費用共計59.07萬元，噸水處理成本0.89元。運(yùn)行費用合理，整個工藝經(jīng)濟(jì)可行。

[1]王凱軍.UASB工藝的理論與工程實踐[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000.

[2]余金申.生物接觸氧化處理廢水技術(shù)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[3]相會強(qiáng)，張杰，于而捷.水解酸化一生物接觸氧化工藝處理制藥廢水[J].給水排水，2002，28(1):54-56.