水解酸化+A/O 法處理高濃中藥廢水處理工程案例

周述均*

(懷化市康宇環(huán)?？萍加邢薰?，湖南 懷化 418000)

當前，中藥行業(yè)迎來歷史性發(fā)展契機[1]。但中藥行業(yè)原料處理、產(chǎn)品加工生產(chǎn)過程中亦會產(chǎn)生大量的高濃有機廢水，其特點有COD 濃度高、水量水質(zhì)及污染物種類變化多、色度大等，同時，廢水中含有木質(zhì)素類、鞣質(zhì)類、生物堿及少量的金屬離子，使得廢水具有較強的抗降解性，處理難度大[2,3]。目前國內(nèi)外處理中藥廢水的方法主要有物理處理法、化學處理法、生物處理法以及組合工藝處理法，其中水解酸化+A/O 工藝在中藥廢水的處理過程中具有較好的性價比[4,5]?；诖耍疚牟捎盟馑峄?A/O 法處理湖南省某茯苓中藥廠廢水，經(jīng)處理水質(zhì)達到《中藥類制藥工業(yè)污染物排放標準》(GB21906-2008)排放要求，且成本效益佳。

1 廢水水質(zhì)

公司生產(chǎn)廢水主要源自中藥材原料清洗、中藥材蒸煮提取環(huán)節(jié)，以高濃度有機廢水為主，加工的主要中藥材原料為：鮮茯苓、人參、枸杞等中藥材和乙醇、氫氧化鈉、聚乙酸等輔助化工原料，茯苓中藥產(chǎn)品在加工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的酸液，和洗瓶沖洗廢水。工廠每種產(chǎn)品各為生產(chǎn)周期，廢水有時混合。進水水質(zhì)及排放標準見表1。

表1 進水水質(zhì)及排放標準*

*排放標準執(zhí)行《中藥類制藥工業(yè)污染物排放標準》(GB21906-2008)排放標準；除pH 值、色度外,其余指標單位均為mg/L。

2 工藝流程

根據(jù)工廠近三年實際用水量的數(shù)據(jù)分析，包含生活用水在內(nèi)的用水量月均約1800m3/a，日均用水約60m3/d。項目進水水質(zhì)要求按60m3/d 污水量，每天按12 小時運行，平均每小時處理能力為：5m3/h。綜合考慮原水水質(zhì)和排放要求，本著經(jīng)濟可靠、處理效率高等原則，本項目污水采用水解酸化+A/O 法進行處理，其工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

3 主要工段設計說明

3.1 預處理

廢水由格柵去除大的漂浮物、懸浮物后，進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量水質(zhì)。廢水處理工程中，高濃有機廢水常采用氣浮法作為預處理，其原理是使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，形成水、氣及被去除物的三相混合體，并在多種力的共同作用下，使污染物粘合體密度小于水而上浮到水面得以分離去除[6]。

3.2 生化處理

生化處理是利用微生物的生命活動過程將廢水中的可溶性的有機物及部分不溶性的有機物有效地去除，使廢水得以凈化。其中，水解階段是大分子有機物水解為小分子有機物，以便進入微生物細胞內(nèi)進一步降解。酸化階段是有機物降解的提速過程，因為它將水解后的小分子有機物進一步轉化為簡單的化合物并分泌到細胞外[7]。A/O 工藝中，缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物；好氧段，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-，通過回流控制返回至缺氧池，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)。該工藝效率高，對污染物有較高的降解效率和去除效果，流程簡單、投資省、操作費用低，水質(zhì)波動時仍能承受負荷沖擊[8]。

3.3 生物除臭

微生物除臭技術的工作原理是微生物細胞對惡臭物質(zhì)的吸附、吸收和降解功能，將惡臭物質(zhì)吸附吸收后轉化為無毒害的CO2、H2O、H2SO4、HNO3等簡單無機物，其過程分為三步：臭氣同水接觸并溶解到水中；水溶液中的惡臭成分被微生物吸附、吸收，惡臭成分從水中轉移至微生物體內(nèi)；進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解、利用，從而使污染物得以去除[9]。

4 主要構筑物及設備

4.1 預處理單元

粗格柵，1 臺，規(guī)格L×B×H：6.0×6.0×2.0m，碳鋼防腐處理，定期人工清理。沉淀、厭氧預處理池，1 座，規(guī)格L×B×H：6.0×5.5×3.0m，土建/鋼砼結構，停留時間9h。污水提升泵QW18-1.5-2.2，2 臺。渣液分離氣浮一體化設備(含集泥斗、集水斗)，3.0×2.35×3.0m 主材質(zhì)玻璃鋼(底板厚度10mm、周邊板厚8mm、內(nèi)部隔板厚度8mm)瀝青防腐，處理量8 噸/h，含溶氣釋放器8 套。

4.2 水解酸化+A/O 好氧生化池

水解酸化池1 座，土建/ 鋼砼地上結構，8.0m×6.0m×3.0m，有效容積144m3，停留時間18h。水解酸化池鋼制填料支架，Φ12 的鋼筋+L63 角鐵材質(zhì)(刷防腐漆)。A/O 好氧生化池1座，土建/鋼砼結構，8.0m×5.0m×4.5m，有效容積180m3，停留時間20h。生化池鋼制填料支架Φ12 的鋼筋+L63 角鐵材質(zhì)(刷防腐漆)；厭氧生物模塊填料，Φ100 柔性纖維填料，L=2m，78m3；好氧生物模塊填料，Φ100 柔性纖維填料，L=2m，101m3；羅茨鼓風機，2 臺，4KW、3.3m3/min。

4.3 生物洗滌除臭單元

項目采用生物洗滌除臭系統(tǒng)對設備間及好氧池產(chǎn)生臭氣進行除臭處理。具體如下：通過收集風管將好氧池的臭氣收集后先進入噴淋緩沖裝置加濕后，再進入后續(xù)生物洗滌除臭裝置經(jīng)生物除臭處理后達標排放，設計處理量為2000m3/小時，除臭塔由懷化市康宇環(huán)保科技有限公司自行設計并加工，除臭塔出口Φ1600，含引風機、循環(huán)泵2 臺、φ200 引風管1 節(jié)。

5 運行效果

整套廢水處理系統(tǒng)于2019 年12 月通過環(huán)保部門驗收，各項指標達到并優(yōu)于《中藥類制藥工業(yè)污染物排放標準》(GB21906-2008)排放標準的規(guī)定。目前該廢水處理系統(tǒng)一直穩(wěn)定運行，其各工段的處理效果如表2 所示。

表2 廢水系統(tǒng)處理各工段處理效果

6 工程技術經(jīng)濟分析

該工程總投資121.04 萬元，其中設備采購及其他費用48.60 萬元，土建工程72.44 萬元，折合每噸污水投資2.02 萬元。本工程每噸污水處理運行費用1.27 元/噸廢水，其中藥劑費用0.14 元/噸廢水，電費1.08 元/噸廢水，其他費用0.05 元/噸廢水。

7 結論

本工程采用水解酸化+A/O 工藝處理湖南省某茯苓制藥廠生產(chǎn)廢水，實際運行結果表明，該工藝對CODcr、BOD5、NH3-N、SS、色度具有良好的處理效果，出水水質(zhì)滿足《中藥類制藥工業(yè)污染物排放標準》(GB21906-2008)排放要求。項目每噸污水投資2.02 萬元，每噸污水綜合處理運行費用1.27 元，雖在投資上較類似廢水高，但運行費用更具有成本優(yōu)勢，可作為其它中藥廢水處理工程參考。