吳 奇
(大連理工加華環(huán)境科技有限公司,遼寧 大連 116000)
中藥廠的生產(chǎn)廢水組成比較復(fù)雜,一般包括藥材的清洗廢水、含醇廢水、濃縮廢水、口服液瓶清洗廢水、地面清洗廢水和設(shè)備清洗水等[1]。主要污染物為各種天然有機(jī)污染物,如多糖類、蒽醌類、生物堿、木質(zhì)素等[2],可生化性較好[3],屬于易生物降解污染物質(zhì),不含影響生化處理的抗生素。
以本溪高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)某中藥廠新建500m3/d污水處理工程為例,設(shè)計(jì)出符合排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)安全可靠、運(yùn)行成本低的中藥廠生產(chǎn)廢水處理方案,為同類廠家廢水處理提供實(shí)例參考。
廢水的處理量為:Qd=500m3/d Qh=21m3/h
經(jīng)實(shí)地取樣檢測,其進(jìn)水水質(zhì)見表1。
表1 綜合廢水進(jìn)水指標(biāo)
該中藥廠位于遼寧省本溪市,廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后直接排入地表水,廢水排放濃度執(zhí)行《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21.1627-2008)中表1標(biāo)準(zhǔn),其中上述標(biāo)準(zhǔn)未做規(guī)定的污染因子執(zhí)行《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21906-2008)中表2標(biāo)準(zhǔn)要求,見表2。
表2 出水水質(zhì)指標(biāo) (單位:mg/L)
廢水處理方案設(shè)計(jì)依據(jù)廢水進(jìn)水指標(biāo)和國家有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。
主要的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為:《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015-2003)、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006)、《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50069-2016)、《中華人民共和國水污染防治法》(主席令〔2017〕第70號,2018年1月1日實(shí)施)、《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21.1627-2008)。
根據(jù)中藥廠的實(shí)際情況,選用既能滿足對污水水質(zhì)的處理要求,又占用土地比較少,投資比較省,并且運(yùn)行費(fèi)用低的處理工藝。
根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,盡量選擇自動化程度高的設(shè)備、設(shè)施,提高系統(tǒng)的使用效率,降低運(yùn)行成本。
注意廢水處理工藝自身的環(huán)境保護(hù)問題,避免運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的噪聲、氣味等對周圍環(huán)境的影響。
選用的設(shè)備、設(shè)施要先進(jìn),并且運(yùn)行穩(wěn)定。
依據(jù)中藥廢水水質(zhì)特點(diǎn)和處理規(guī)模,此次工藝流程采用“水解酸化+SBR”的組合工藝進(jìn)行廢水處理。
水解酸化是利用厭氧微生物在無氧條件下,以污水中的有機(jī)污染物為營養(yǎng)物質(zhì),通過自身的生命代謝活動將污染物分解、酸化成小分子有機(jī)酸。SBR (Sequencing Batch Reactor)是序批式(間歇)活性污泥法的簡稱,它和生物接觸氧化都是常見的好氧工藝,SBR工藝流程簡單、造價低,主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器,無二沉池、污泥回流系統(tǒng),布置緊湊、占地面積省,本次設(shè)計(jì)的流量和剩余污泥量小,適合采用SBR工藝。
工藝流程如圖1所示。
圖1 廢水處理工藝流程
為保證提升泵房與后續(xù)構(gòu)筑物能夠正常運(yùn)行,不被阻塞,需設(shè)置格柵確保除去污水中較大的懸浮物。格柵設(shè)計(jì)最大流量Qmax=0.0064m3/s,柵條寬s=10mm,過柵流速υ1=0.5m/s,格柵的安裝角度α=45°,格柵的間隙寬度e=20mm,格柵總寬600mm,格柵槽總長度4m。
水量、水質(zhì)、污水pH值、水溫都是調(diào)節(jié)池工作范圍。由于污水的水質(zhì)和水量會隨時間發(fā)生很大變化。管道和隨后的結(jié)構(gòu)需要正常工作,以避免高峰流量和濃度的污水的影響。調(diào)節(jié)池起著關(guān)鍵的作用。調(diào)節(jié)池長寬為3m×3m,總池深4m,沿對角線設(shè)置兩臺攪拌器,使水質(zhì)均勻混合。
水解酸化是厭氧消化過程,水解酸化池內(nèi)將廢水中的非溶解態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物,即將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì),提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理。
水解酸化池設(shè)計(jì)長寬為5m×4.2m,池深5m,總?cè)莘e105m3,廢水停留時間4h。
SBR池由曝氣池(SBR反應(yīng)器)、曝氣裝置、上清液、排出裝置(潷水器)等組成。經(jīng)過水解酸化處理的廢水進(jìn)入SBR反應(yīng)池,與反應(yīng)池內(nèi)的活性污泥充分接觸,經(jīng)過厭氧、缺氧、好氧等過程,有機(jī)物濃度可以大大降低。
每個運(yùn)行周期包括5個階段:進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和閑置。其中進(jìn)水時間TI=2.0h,曝氣時間(反應(yīng)時間)TA=6.0h,沉淀時間TS=2.0h,排水排泥時間TD=2.0h,一個周期需要12h,每天運(yùn)行2個周期。
排水比1/4。曝氣池6組,每組長寬為7m×5m,池深5m,每組容積175m3,總?cè)莘e1 050m3。
設(shè)計(jì)管道內(nèi)的水流的最大流速為0.88m/s,進(jìn)水管道選用DN200的管道送入SBR反應(yīng)池。在SBR池進(jìn)水管上設(shè)置電動閥門,有利于對每池的進(jìn)水量進(jìn)行控制,進(jìn)水管直接將廢水送入曝氣池內(nèi)。SBR池采用旋轉(zhuǎn)式潷水器出水,出水總管管徑為DN1200。
排泥系統(tǒng)采用穿孔泥管,直徑DN200,沿池的長度布置,孔間距為0.5m,孔眼方向向下,孔的直徑為20mm,與水平角度為45°,排泥管間距3m,共6個,總管道直徑DN600。
污泥濃縮池被設(shè)置以減少污泥的水含量,并減少污泥的體積,以節(jié)省污泥處理成本和減少污泥處理的負(fù)擔(dān)。污泥濃縮是通過壓縮污泥的間隙水。盡管濃縮污泥是在外觀上與糊相似,但仍具有流動性。
濃縮池為圓形,直徑3m,池深4m。3個出水口,第一個和最高水位距離0.5m,第二個出水口和最高水位距離1.0m,第三個出水口和最高水位距離1.8m,設(shè)計(jì)管徑DN80。
帶式壓濾機(jī)是壓帶機(jī)的過濾器。脫水過程包括4個階段:預(yù)處理,重力脫水,楔形區(qū)預(yù)加壓脫水和壓榨脫水。選用1500型帶式壓濾機(jī)對污泥進(jìn)行脫水,脫水后的泥餅含水率65%。處理后的泥餅直接做生活垃圾處理。
經(jīng)過以上廢水處理工藝,處理后的廢水各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了要求,結(jié)合企業(yè)例行監(jiān)測數(shù)據(jù),其綜合廢水處理效果見表3。
表3 廢水處理效果
總投資=土建工程+設(shè)備估算≈210+130=340萬元
年運(yùn)行費(fèi)用=年電費(fèi)+員工年工資+年水費(fèi)+年污泥處理費(fèi)+年設(shè)備維護(hù)費(fèi)+其他費(fèi)用=30.11萬元
年廢水量為500×365=182 500m3
經(jīng)計(jì)算,運(yùn)行費(fèi)用為301 100÷182 500=1.65元/m3,運(yùn)行費(fèi)用較低。
本次中藥廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)以本溪市高新區(qū)某中藥廠新建500m3/d廢水處理工程為例,根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)和處理規(guī)模,采用“水解酸化+SBR”的組合工藝,處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中一級標(biāo)準(zhǔn)的要求,為相似情況的中藥廠廢水處理工程提供實(shí)例參考。