高效沉淀裝置在中藥廢水處理工程上的應用

陳永兵　李布青　樊瓊　楊勇　楊向陽　楊永杰　侯展昭　王峰　李暉

摘 要：通過對高效沉淀專利裝置的介紹，同時結合工程應用實際案例，論述了該裝置在污水處理過程中的運行情況。結果證實該裝置在中藥提取廢水處理應用中泥水分離效果顯著，具有良好的經濟和環(huán)境效益。

關鍵詞：高效沉淀裝置；泥水分離；凈化技術

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170601002

高效沉淀裝置是集加藥、絮凝、沉淀等多種功能為一體的污水處理裝置。相比于傳統工藝，該裝置能有效的增加顆粒的沉淀效率，但占地面積大、土建成本高、運行維護成本高。同時還部分存在沉淀速度較慢，出水水質穩(wěn)定性差等一系列問題[1-3]。

針對上述問題，蚌埠市清泉環(huán)保有限責任公司經過多年研究和反復實踐，攻克了泥水分離的技術難題，研發(fā)出結構簡單合理、投資少、沉淀時間短、出水效果好的高效沉淀裝置，并獲得國家專利。本文重點論述該裝置在中藥提取廢水處理中進行應用。

1 高效沉淀裝置

1.1 裝置結構

高效沉淀裝置由快速混合系統、絮凝沉淀系統、加藥系統及自控系統組成。其特征在于：沉降池底端制有多個泥斗，泥斗上方設置有多個相互平行的斜擋板，所述沉降池被斜擋板分割成上部的澄清區(qū)、斜擋板左側的混凝區(qū)和斜擋板下方的沉淀區(qū)，混凝區(qū)和沉淀區(qū)通過擋板隔開。

1.2 快速混合系統

在混合池的進水管道中加入混凝劑，攪拌機使混凝劑與原水充分混合，混合液由管道從底部進入絮凝池。絮凝沉淀系統具有絮凝、沉淀及污泥濃縮的功能，是整個裝置的核心。

1.3 絮凝系統

該部分由二段組成：前段為機械攪拌絮凝，內設導流筒，并在導流筒內設置提升攪拌機，通過提升攪拌機使水在絮凝池中循環(huán)流動，助凝劑加注點設在導流筒內，與原水充分混合后進入后段；后段采用隔板絮凝的形式，污水緩慢經過隔板進入后續(xù)沉淀池。沉淀池采用斜管沉淀工藝，在斜管上方設置隔板，使出水均勻。沉淀池下方是污泥沉淀及濃縮空間，池內的污泥部分回流至前段與原水混合，部分經污泥泵排出池外后處理。

1.4 加藥系統

采用計量泵向處理系統中投加混凝劑及助凝劑。

2 工藝原理

高效沉淀裝置是由蚌埠市清泉環(huán)保有限責任公司自主研發(fā)，已獲得國家專利[4]。裝置運行過程中，隨著水流上升，水中懸浮雜質在斜板中進行沉淀，泥渣在重力作用下沿斜板滑至池底部，有效提高了單位面積沉淀效率，同時經過絮凝系統后，固體顆粒易形成絮體，聚集形成薄泥層，進而增強沉淀效果（圖2）。

3 工程應用

以沈陽紅藥（安徽）制藥有限公司廢水治理工程為例。

3.1 工程概況

沈陽紅藥（安徽）制藥有限公司位于亳州市魏崗鎮(zhèn)。主要經營中藥飲片生產及加工，在生產過程中排出大量廢水，如不經處理直接排放，將會造成嚴重的環(huán)境污染。工程需處理廢水量：500 t/d。廢水的水質：pH=5，CODCr=12000 mg/L，BOD5=8000 mg/L，SS=5000 mg/L。

3.2 高效沉淀裝置的設計

中藥提取廢水為高濃度有機廢水，主要含糖類、生物堿、蛋白質、色素、木質素和水解產物等。中藥提取廢水屬于較難處理的高濃度有機廢水之一，具有組成復雜、有機污染物種類多、COD和BOD5濃度高、SS濃度高且波動性大，廢水的BOD5/COD值差異較大、色度深、毒性大等特點[5，6]。為確保廢水處理達標排放，采取厭氧—好氧（QIC—CASS）二級處理工藝，厭氧處理采用QIC（改進的內循環(huán)厭氧處理，簡稱QIC）工藝，好氧處理采用CASS工藝（循環(huán)活性污泥法，簡稱CASS）。

沉淀設施是該處理工藝的關鍵裝備，本工程采用自主研制的專利技術裝備高效沉淀裝置（詳見圖2 ）。為防止污泥二次污染，對厭氧、好氧產生剩余污泥應進行脫水干化處理。

工藝流程說明：

微濾機：用以去除廢水中較大固形物。

QIC反應罐：厭氧反應器集UASB反應器和流化反應器優(yōu)點于一身，利用反應器內所產沼氣的提升力實現發(fā)酵料液內循環(huán)的一種新型反應器，以IC技術原理研制的高新技術產品。

沉淀池：選用自主研制的專利技術裝備高效沉淀裝置，進一步沉淀QIC厭氧反應產生的浮渣及泥沙，有利后序處理。

調節(jié)池：為調節(jié)廢水的水量和水質。

CASS反應池：循環(huán)活性污泥工藝，以SBR為基礎發(fā)展起來的，即在SBR池內進水端增加了一個生物反應池，實現了連續(xù)進水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進水），間歇排水。

污泥濃縮池：為防止污泥二次污染，污泥脫水用作有機肥料。

污泥干化池：工藝采取砂（或爐灰）過濾脫水干化處理，經脫水后外運。

在沉淀裝置上，本工程案例中泥水分離過程中使用的沉淀池選用了高效沉淀裝置，該裝置在原有的基礎上進行了創(chuàng)新，達到了較好的沉淀效果。

裝置結構上：高效沉淀裝置為箱體結構，用于高濃度廢水處理，用料為不銹鋼材質；專門設計的進水機構；2個串聯的沉淀機構；2個溢流槽；加藥攪拌機構以及排泥、出水機構用于分離厭氧出水中的絮狀污泥，有利減輕后序好氧處理的負荷，大大提高廢水處理系統的效果；同時將沉淀池的污泥部分回流至水解酸化池，也有利于提高厭氧反應效率。

裝置工藝上：高效沉淀裝置工藝是依托污泥混凝、循環(huán)、斜管分離及濃縮等多種理論，通過合理的水力和結構設計，開發(fā)出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝。

高效沉淀裝置技術優(yōu)勢：絮凝體循環(huán)使用提高了絮凝劑的使用效果，節(jié)約10%～30%的藥劑。

斜管的布置提高了沉淀效果，可達20～40m/h。

排放的污泥濃度高：可達30～550g/L。一體化污泥濃縮避免了后續(xù)的濃縮工藝，產生的污泥可直接進行脫水處理。

耐沖擊負荷：對進水波動不敏感。

處理效率高，單位面積處理水量大，占地面積小，土建投資低，尤其適用于改擴建工程；

應用范圍廣。可處理高濃度有機廢水，也可處理低濃度有機廢水和較低溫度的有機廢水。

操作簡便，便于管理。

3.3 運行效果

對處理前后的水質監(jiān)測發(fā)現COD去除率>90%、BOD5去除率>85%、SS去除率>75%。處理后的水質經監(jiān)測，符合國家排放標準。

高效沉淀裝置有效解決了泥水分離的技術問題，提高了安全性和處理效率，拓展了其應用范圍。高效沉淀裝置在原有的基礎上對裝置的結構和工藝進行創(chuàng)新改進，開發(fā)出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝。為各個行業(yè)今后水處理工藝選擇提供了更多的選擇，同時對帶動企業(yè)科技創(chuàng)新起到了良好的示范作用。

4 結語

高效沉淀裝置沉淀效率遠高于普通重力池，體積遠小于二沉池，作為二沉池后續(xù)強化沉淀技術，可以避免對原有二沉池的改造，具有節(jié)約成本，節(jié)能高效、占地面積小、操作簡單、運行可靠等優(yōu)勢，具有廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]郭麗，裴紅洋.高效沉淀裝置處理后期雨水的試驗研究[J].環(huán)境保護科學，2010，36（5）：18-20.

[2]袁勁梅，高占平，沈爍，等.石化廢水循環(huán)高效沉淀裝置條件優(yōu)選[J].山東化工，2015，44（16）：200-203.

[3]張建國，張良純，許保玖.水平管沉淀分離裝置的研究[J].世界有色金屬，2013（10）：33-36.

[4]蚌埠市清泉環(huán)保有限責任公司.一種高效沉淀裝置：中國，ZL201220104501.0[P].2012-3-19.

[5]馮昭華.中藥提取廢水的治理工程[J].環(huán)境工程，2005，

23（5）：29-31.

[6]余莉莉.兩級UASB+接觸氧化法在中藥提取廢水處理中的應用[J].輕工科技，2013（4）：102-103.

作者簡介：陳永兵（1968-），男，安徽蚌埠人；李布青（1962-），男，安徽太湖人，碩士，研究員。