中药提取废水处理ABR-生物接触氧化-BAF工艺

广东云浮某制药厂从天然植物中提取药用成分，通过清洗、煎煮、浓缩、灭菌、干燥等工序生产中成药片剂、口服液、颗粒剂和胶囊。在生产过程的原料清洗、煮罐换料清洗、地面冲洗等环节产生废水，废水中的主要成分有糖类、乙醇、苷类、生物碱、木质素、蛋白质、色素等物质及相关水解产物。由于中药生产操作的间歇性和产品种类的多样性，废水具有水质、水量变化大，成分复杂，有机污染物浓度高，悬浮物细小难沉，色度较高等特点。该药厂所在工业园区域环保要求较严格，根据环评批复要求，处理后出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准和《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)表2标准较严值的要求，常规的处理工艺难以达到标准的要求。针对废水的特点和环保要求，设计采用ABR―生物接触氧化―BAF工艺处理该厂废水，自2017年正式运行以来，工艺运行稳定，处理效果良好。

1、废水水量及进出水水质

根据工厂建设规划，一期设计规模为800m3/d，按照总体规模2000m3/d预留远期扩建用地。出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准和《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)表2标准较严值的要求，设计进出水水质见表1。

2、工艺设计

2.1 工艺流程

该废水可生化性良好，B/C比在0.35~0.4之间，以生化处理作为主体处理工艺，因药渣悬浮物较多且原水酸化，设置预处理以调节pH值和去除悬浮物质。废水处理工艺流程如图1所示。

2.2 工艺说明

车间排放的生产废水经厂区废水管道收集后进入格栅井，通过转鼓格栅去除药渣等悬浮颗粒物后进入调节池均质均量，调节池内设置机械搅拌加强混合和防止沉淀。由于废水可生化性较好，在前端有一定的酸化效果，经水泵提升后进入混凝沉淀池，通过调节pH值，投加混凝剂和助凝剂，加强对细微悬浮物及胶体的去除。混凝沉淀池出水进入ABR折板厌氧池，通过折板形成的水力折流加强泥水混合，在厌氧条件下经过水解、酸化、产甲烷等阶段将有机物分解。厌氧出水进入生物接触氧化池，通过微孔鼓风曝气方式进行充氧，依靠生长在生物填料中的好氧生物膜将废水中的有机物进一步降解，同时将废水中的氨氮硝化为硝酸盐。好氧出水经斜管沉淀池固液分离，出水进入曝气生物滤池(BAF)，通过滤料及其上附着生长的微生物对废水中的污染物过滤、吸附、降解去除。出水经清水池和规范排放口后达标排放。

曝气生物滤池采用清水池储水作为反冲洗水源，反冲洗排水排入调节池。混凝沉淀池和斜管沉淀池剩余污泥排入污泥浓缩池进行重力浓缩，加药调理后泵入叠螺式污泥脱水机，脱水后外运处置。

2.3 主要构筑物及设计参数

(1)格栅井和调节池：1座，工艺尺寸18.0×12.0×5.0m，按照远期规模一次性建设，停留时间10h，底部安装2台潜水搅拌机和1台转鼓式格栅机。

(2)混凝沉淀池：1座，工艺尺寸9.0×3.5×5.5m，分2组，反应区停留时间30min，设置机械搅拌装置和酸碱调节加药装置；沉淀区为竖流式沉淀，表面负荷0.93m3/(m2•h)，设置导流筒和反射板。

(3)ABR厌氧反应器：1座，工艺尺寸9.0×19.0×5.5m，分两组，水力停留时间24h，容积负荷3.2kgCOD/(m3•d)。采用密封式结构，分3个隔室串联，上升段流速0.5m/h，最后一格设蜂窝斜管填料层。设置沼气收集管道，经脱硫除湿后进入内燃式沼气燃烧系统。

(4)生物接触氧化池：1座，工艺尺寸8.6×19.0×5.5m，分两组，水力停留时间22h，容积负荷0.8kgCOD/(m3•d)。池内设置组合填料，采用微孔曝气管曝气，气水比30∶1。

(5)斜管沉淀池：1座，工艺尺寸8.6×19.0×5.5m，分两组，表面负荷0.8m3/(m2•h)，内置蜂窝斜管填料。

(6)曝气生物滤池：1座分2格，工艺尺寸7.0×3.5×5.0m，容积负荷0.12kgBOD/(m3滤料•d)，水力负荷1.85m3/(m2•h)。采用气水联合反冲洗，反冲水强度6L/(m3•s)，反冲气强度15L/(m3•s)。

(7)污泥处理系统：初沉池污泥和生化剩余污泥均排入污泥浓缩池，污泥浓缩池采用重力浓缩，有效容积56m3，配置1台叠螺式污泥脱水机，泥饼外运处置。

3、工程调试与运行

3.1 调试过程

工程于2016年11月竣工，12月进入生产调试。预处理调试选用多种药剂进行试验研究，结果表明：在预处理阶段投加烧碱以调节废水pH值并以PAC为混凝剂以PAM为助凝剂可取得较好的沉淀和后续生化效果。生化调试采用厌氧好氧调试分步进行，初期采用静态方式进行，以市政污水处理厂脱水污泥接种、培养和驯化菌种。调试过程中，对厌氧影响较大的主要是pH值和温度，由于水质酸化的影响必须调整至适合的pH值进入厌氧环节，并观察pH值变化与COD降解效率之间的关系；本项目调试期间正值冬季，水温偏低，微生物驯化工作进展较慢，温度回升后进展迅速。好氧调试在达到设计厌氧处理50%效果后进行，逐步调节进水量和曝气量，并按比例投加氮源和磷源。大约经历近5个月的时间，ABR池内形成黑色絮状污泥，生物接触氧化池填料上形成稳定的黄褐色生物膜。通过显微镜观察，微生物生长稳定，表明污泥培养成功，整个系统进入正常运行状态。

3.2 运行效果

该工程于2017年5月完成调试后，委托当地环境监测部门进行了采样监测分析，其结果如表2所示。

监测结果标明，该工艺对各污染组分有较高的去除率，能实现出水的全面达标排放，各主要处理单元也达到了预期的设计功能和目标。

4、技术经济分析

本工程占地约1048m2，构筑物占地632m2，建筑面积174m2。工程总投资520万元，吨水投资6500元/吨水，单位投资1548元/kgCODCr。工程装机容量105kW，工作容量72kW，日耗电量1106kW•h。吨水运行费用为1.86元，其中电费0.97元，药剂费0.24元，人工费0.53元，其它费用0.12元。

5、结论

(1)采用预处理―ABR―生物接触氧化―BAF工艺处理该厂中药提取废水，通过针对性的合理化设计，处理后出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准和《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)表2标准较严值这一较高的要求。

(2)监测结果表明，该工艺对于各污染组分均能取得较高的去除率，符合设计要求，其中BOD5为99.25%，CODCr为98.86%，氨氮为80.36%，色度为87.1%。

(3)中药提取废水的运行过程需密切关注进水的酸化，在前端处理设置pH值调节装置对于保障污水处理的稳定运行十分重要。

(4)该工艺在整体保证处理效果稳定和较高的去除率同时，减少了占地面积，降低了投资和运行费用，方便日常维护，具有较好的节能效果。（来源：广州中大环境治理工程有限公司）