江西某制藥廠是一家以中草藥為原料生產(chǎn)口服液、膠囊制劑為主的中成藥生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定量的廢水。該企業(yè)原有廢水處理站采用的是水解+接觸氧化工藝處理廢水，現(xiàn)因企業(yè)擴(kuò)建生產(chǎn)，使原有污水處理站處理能力不能滿足廠區(qū)生產(chǎn)排放的污水量，處理效果持續(xù)下降，出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，現(xiàn)對原有污水處理站進(jìn)行改造擴(kuò)建，確保污水經(jīng)系統(tǒng)處理后出水排放各項水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 廢水水源及水質(zhì)

1.1 廢水組成及特點(diǎn)

中成藥生產(chǎn)廢水主要有中藥材淘洗廢水、提取廢水、洗瓶廢水、設(shè)備清洗廢水及衛(wèi)生清潔、車間地面沖洗水等。廢水中主要的有機(jī)污染成分有糖類、有機(jī)酸、苷類、木質(zhì)素、生物堿、蛋白質(zhì)、單寧、鞣質(zhì)、蒽醌、淀粉及它們的水解產(chǎn)物等。廢水中有機(jī)酸、蒽醌、生物堿等都是高分子有機(jī)物，均是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的有機(jī)化合物，是比較難被生物降解處理的成分。其中也是這些高分子的有機(jī)物導(dǎo)致廢水產(chǎn)生較高的色度；它們不易被絮凝劑去除，是廢水中難以去除的物質(zhì)。它們一旦進(jìn)入水體，就會使江河、湖泊受到不同程度的污染，因此如何處理中成藥生產(chǎn)廢水顯得十分重要。

1.2 廢水水質(zhì)及水量

工程設(shè)計流量為250 m3/d，按Q=10.5 m3/h 進(jìn)行設(shè)計。本項目廢水SS 質(zhì)量濃度高，主要是植物類的碎片；在生產(chǎn)制藥過程中要用酸或堿處理，pH 經(jīng)常波動變化；在洗藥及提取罐清洗時會產(chǎn)生COD 最高可達(dá)10 000 mg/L 以上、色度高達(dá)1 000 倍以上，且排放廢水的溫度較高，帶有顏色和中草藥氣味；屬高濃度的有機(jī)廢水，其廢水水質(zhì)、污水處理站總進(jìn)水口平均水質(zhì)、廢水經(jīng)原有處理工藝出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

Tab.1 Wastewater quality and discharge standard

 2 工藝流程的升級改造

2.1 改擴(kuò)建工藝的選擇

原有廢水處理設(shè)施采用的處理工藝為水解+ 接觸氧化工藝，由于水解池的COD 負(fù)荷高、生物接觸氧化的BOD5 負(fù)荷高，不能有效的降解廢水中的有機(jī)物，需要對水解池和接觸氧化池進(jìn)行擴(kuò)建，以降低生化處理的有機(jī)物負(fù)荷，提高生化處理效果。由于污水 的BOD5/COD 為0.5，可生化性能較好，因此本次改擴(kuò)建污水處理工藝采用：水解酸化+生物接觸氧化法為主體處理工藝；化學(xué)混凝反應(yīng)＋沉淀法為輔助處理。擴(kuò)建的工藝在利用原有水解池、接觸氧化池為一級生化處理設(shè)施基礎(chǔ)上（一級A/O），再增加水解2池、接觸氧化2 池（二級A/O），即增加一級A/O 處理工藝，在生化處理構(gòu)筑物中去除大部分的污染物，進(jìn)一步增強(qiáng)生化處理能力。該處理工藝具有耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定、操作管理簡單、剩余污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)。且該處理工藝已有大量的工程運(yùn)用實踐，是一種運(yùn)用成熟的廢水處理工藝。改擴(kuò)建后的工藝流程見圖1。

 圖1 工藝流程

Fig.1 Process flow diagram

2.2 工藝說明

2.2.1污水部分

生產(chǎn)廢水經(jīng)過格柵攔截水中較大的漂浮物和懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，對廢水進(jìn)行勻質(zhì)和勻量，在調(diào)節(jié)池中投加NaOH 溶液，將廢水的pH 調(diào)整為7～9；同時利用鼓風(fēng)機(jī)對廢水進(jìn)行預(yù)曝氣和攪拌，避免SS在池內(nèi)堆積和發(fā)酵，還可吹脫氧化低分子有機(jī)物。然后通過潛污泵提升計量進(jìn)入水解1 池。在水解1 池中馴化培養(yǎng)厭氧微生物，使廢水中的高分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，提高廢水的BOD5/COD，利于好氧生化處理。經(jīng)水解酸化反應(yīng)后的廢水自流進(jìn)入接觸氧化1 池，在接觸氧化1 池中培養(yǎng)好氧微生物和硝化菌，利用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣充氧，將有機(jī)物分解為CO2 和H2O。接觸氧化1 池出水自流進(jìn)入水解2池，將高分子有機(jī)物分解為低分子有機(jī)物，水解2 池出水自流進(jìn)入接觸氧化2 池，利用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣充氧，將有機(jī)物分解為CO2 和H2O，同時將NH3-N氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，完成大部分污染物質(zhì)的降解去除。

此時廢水已得到較徹底的凈化，由于廢水的濃度相對較高，接觸氧化二池出水自流進(jìn)入反應(yīng)池，通過投加混凝劑PAC 進(jìn)行混凝反應(yīng)，使水中難以沉淀的膠體顆粒形成大顆粒絮體，再進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離，進(jìn)一步達(dá)到凈化的目的，確保出水達(dá)標(biāo)排放。分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰出水排放，污泥排入污泥濃縮池。

2.2.2污泥部分

沉淀池底集泥斗內(nèi)的污泥采用氣提裝置將污泥排入污泥濃縮池，進(jìn)行重力濃縮處理。經(jīng)濃縮后的污泥利用污泥泵加壓進(jìn)入廂式壓濾機(jī)，并投加PAM并攪拌，增大污泥顆粒直徑，進(jìn)行擠壓脫水處理。污泥濃縮池上清液、壓濾機(jī)的濾液回流到調(diào)節(jié)池。經(jīng)脫水后的污泥用運(yùn)輸車進(jìn)行外運(yùn)衛(wèi)生填埋。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

3.1 格柵井

1 座，利用原有，尺寸為1.5 m×1.0 m×2.0 m；人工格柵，1 臺，利用原有。

3.2 調(diào)節(jié)池

1 座，利用原有，地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸7.0 m×4.0 m×5.0m，水力停留時間9.8 h，有效容積103 m3。原有配套設(shè)備：50WQ18-15-1.5 型提升潛污泵2 套（1 用1 備）；LPF 配套浮球液位計1 只；MP113 pH在線監(jiān)測儀1 套；NaOH 加藥槽1 套，設(shè)計尺寸為1.4 m×1.0 m×4.0 m，有效容積4.9 m3。新增環(huán)狀式水下空氣混合裝置1 套，曝氣量為1.0 m3/(m2·h)。

3.3 水解酸化1 池

1 座，利用原有水解池進(jìn)行改造，半地上式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為7.0m×3.0m×5.0m，水力停留時間9.3 h，有效容積98m3，平均COD 容積負(fù)荷4.8 kg/(m3·d)。新增UPVC 布水裝置、枝狀布水器、出水堰各1 套；Φ150-60 型組合填料73 m3；新增非標(biāo)A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積42 m2。

3.4 接觸氧化1 池

1 座，利用原有接觸氧化池改造，半地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為7.0 m×3.0 m×5.0 m，水力停留時間9.0 h，有效容積94 m3，BOD5 負(fù)荷1.26 kg/(m3·d)。新增UPVC 網(wǎng)狀式布?xì)庋b置1 套；新增D215 微孔曝氣器52 只；Φ150-60 型組合填料70 m3；新增非標(biāo)A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積42 m2。

3.5 水解酸化2 池

1 座，半地上式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸5.0 m×4.0 m×5.0 m，水力停留時間8.5 h，有效容積90 m3，COD 平均容積負(fù)荷3.1 kg/(m3·d)。配套PVC 出水堰板1 套；Φ150-60 型組合填料70 m3，新增非標(biāo)A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積40 m2。

3.6 接觸氧化2 池

1 座，半地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸12.0 m×4.0 m×5.0 m，水力停留時間20.5 h，有效容積216 m3，BOD5負(fù)荷0.52kg/(m3·d)。配套UPVC 網(wǎng)狀式布?xì)庋b置2套；D215 微孔曝氣器120 只；Φ150-60 型組合填料163m3；新增非標(biāo)A3 鋼填料安裝支架1 套，總面積96 m2，曝氣設(shè)備采用3L32WC 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)2 臺（1用1 備）。

3.7 反應(yīng)池

1 座（分為2 格），半地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為4.0 m×1.0 m×5.0 m，水力停留時間1.5 h，有效容積16 m3。新增UPVC 環(huán)狀式反應(yīng)攪拌裝置1 套；20BF-12 型PAC 加藥泵2 臺；PAM 加藥裝置1 套，由原反應(yīng)池改造，設(shè)計尺寸為1.4 m×1.0 m×4.0 m。

3.8 二沉池

1 座，半地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為4.0 m×4.0 m×5.0 m，停留時間3.0 h，有效容積32 m3。配套Q235、Φ300 mm×3 000 mm 導(dǎo)流筒1 只；50GW20-15-1.5排泥泵1 臺。

3.9 流量堰

1 座，地下式硂結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為5.0 m×0.7 m×1.5 m。配套LMC-50 明渠流量計1 套。

3.10 污泥濃縮池

1 座，半地下式硂結(jié)構(gòu)，利用原有的污泥池、沉淀池進(jìn)行改造，增加污泥回流管和氣體攪拌管，污泥濃縮池分為2 組，設(shè)計尺寸為5.5 m×3.0 m×5.0 m，有效容積66 m3。配套PAM 加藥裝置1 套（利用原有加藥槽改造），G35-1 型螺桿泵2 臺。新增20BF-12 型PAM 加藥泵2 臺。

3.11 脫水機(jī)房

1 棟，地上式磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為13.0m×5.0m×3.5 m，室內(nèi)新增XAYJ40/800-UB型廂式壓濾機(jī)1 套。

4 運(yùn)行效果

廢水在經(jīng)過兩級級水解酸化工序處理后，將原廢水中大部分不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)分解成易生物降解的小分子有機(jī)物，提高廢水可生化性，并有去除生物抑制物質(zhì)的作用。進(jìn)一步提高污水的可生化性，降低后續(xù)生物處理的負(fù)荷。后續(xù)的兩級生物接觸氧化工藝對沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，生物活性好，污泥產(chǎn)量少，污泥生成量少，由于接觸氧化池停留時間較長，池中存在有原生動物、后生動物等，污泥幾乎不需回流。這是由于吸附生長的生物膜固定在載體填料上，并形成了由菌、藻、原生動物（如輪蟲）及后生動物（如線蟲）組成較長的食物鏈，能維持生物膜的動態(tài)平衡。此外，微生物以生物膜的形式附著在載體上，大大減少了曝氣池出水污泥的流失，污泥顆粒大、密度大、易于沉淀，并且不會出現(xiàn)污泥膨脹，從而保證了工藝良好的處理效果。

本工程于2011 年3 月進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試期約6 個月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該工藝對COD、BOD5、SS、色度等的去除率達(dá)到了預(yù)期效果，并通過了環(huán)境監(jiān)測部門的驗收，連續(xù)1 個月滿負(fù)荷運(yùn)行后各處理工序出水口取樣監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 某月各工序出水水質(zhì)（平均）

Tab.2 Average effluent quality in each process of a month

從表2 可以看出，改進(jìn)后處理系統(tǒng)對廢水的COD、BOD5、SS 及色度的去除率分別達(dá)到96%、98.2%、91.7%、92.6%，出水COD、BOD5 和SS 的質(zhì)量濃度分別為80、18、50 mg/L，色度為52 倍，pH 近乎中性，各項指標(biāo)均達(dá)到了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 效益分析

工程造價：該工程總投資為93 萬元，其中土建費(fèi)34.39 萬元，設(shè)備材料費(fèi)47.62 萬元，其他設(shè)計、安裝、運(yùn)輸及調(diào)試等間接費(fèi)用10.99 萬元。

占地面積：該廢水處理工程總占地約784 m2，處理1 t 廢水占地3.13 m2。

運(yùn)行成本：處理廢水的運(yùn)行成本為1.69 元/m3（包括設(shè)備折舊、維修費(fèi)用）,其中電費(fèi)0.79 元/m3，人工費(fèi)0.33 元/m3，藥劑費(fèi)合計0.57 元/m3（PAC 投加量為150 mg/L、PAM 投加量為3.0 kg/t（以干污泥計），NaOH 投加量為100 mg/L 廢水）。

環(huán)境效益：污水處理站建成后，每年減少約172.8 t COD、84.74 t BOD5、25.2 t SS 排入周圍環(huán)境水體，對改善周圍水體環(huán)境起到重要的作用。具體參見http://www.bnynw.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結(jié)論

經(jīng)過升級改造后，該中成藥廢水處理的工藝流程實際為“兩級A/O+ 絮凝沉淀”，相比原有處理系統(tǒng)，新系統(tǒng)容積負(fù)荷更高、HRT 更短、運(yùn)行處理效果更穩(wěn)定。運(yùn)行結(jié)果表明改進(jìn)后處理系統(tǒng)對廢水的COD、BOD5、SS 及色度的去除率分別達(dá)到96%、98.2%、91.7%、92.6%，達(dá)到了環(huán)保部門規(guī)定污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978－1996）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

該污水處理站總投資93 萬元，處理廢水總費(fèi)用為1.69 元/m3，系統(tǒng)正常運(yùn)行每年減排COD 約172.8 t、BOD5 約84.74 t、SS 約25.2 t。因此采用“兩級A/O+絮凝沉淀”工藝處理中成藥廢水是一種投資運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、投資運(yùn)行省、操作簡單的工藝，是適合于難降解高濃度中成藥廢水處理的可靠工藝流程。