高濃度中藥廢水處理工程設(shè)計(jì)

某中藥廠是生產(chǎn)中藥抗病毒沖劑為主的高科技企業(yè)，其污水主要由生產(chǎn)廢水和少量生活污水組成。生產(chǎn)廢水主要來自藥材洗滌、蒸煮、設(shè)備清洗等工序，廢水中含有大量細(xì)小藥渣、植物纖維和洗滌劑，因此廢水COD高，色度大，是中藥行業(yè)中最難處理廢水之一。另外該企業(yè)沒有污水處理規(guī)劃用地，僅有200m2空地供污水處理使用。為此，筆者在小試研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套一體化污水處理設(shè)施，大大提高了廢水處理能力和抗沖擊負(fù)荷能力。通過近一年的運(yùn)行，工藝處理效果好，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，部分廢水實(shí)現(xiàn)了直接回用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1設(shè)計(jì)水質(zhì)和水量

設(shè)計(jì)水量為400m3/d。構(gòu)筑物流量20.0m3/h（以20h計(jì)算），設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1。

2工藝設(shè)計(jì)

2.1工藝流程的選擇

從廢水水質(zhì)分析來看，該廠廢水具有可以生化性，適合于生物法處理，但廢水中懸浮物和洗滌劑含量較高，在小試研究中發(fā)現(xiàn)若不加預(yù)處理,生化處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，而且廢水色度很高，常規(guī)生物處理脫色效果十分有限，因此需要采用物化-生化組合處理工藝。鑒于污水處理用地面積十分有限，而且場地原來是一個(gè)深4m的泥塘，為了減少地基處理費(fèi)用，污水處理設(shè)施池底標(biāo)高需放在地下5m深處，所以選擇的處理工藝必須處理效率高，占地面積小，適宜建于地下，能夠連續(xù)出水且便于回用。綜合以上因素，結(jié)合小試研究結(jié)果，設(shè)計(jì)了一套一體化的污水處理設(shè)施，該設(shè)施將調(diào)節(jié)池、氣浮池、UASB池、MBR池巧妙地組合在一起，大大節(jié)約了土建工程量和地基處理費(fèi)用，減少了占地面積，提高了處理效率。

2.2工藝流程

工藝流程如圖1所示。廢水經(jīng)機(jī)械格柵去除大塊雜物和懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。廢水調(diào)節(jié)后用離心泵提升進(jìn)入氣浮系統(tǒng)，同時(shí)向離心泵進(jìn)水管加入高效脫色混凝劑和助凝劑PAM，通過水泵葉輪實(shí)現(xiàn)高效混合。在氣浮系統(tǒng)內(nèi)，在微氣泡粘附下，廢水中大部分細(xì)小懸浮物、發(fā)色有機(jī)物、洗滌劑被去除。經(jīng)氣浮處理后廢水自流進(jìn)入U(xiǎn)ASB池上方的配水槽,廢水經(jīng)配水管進(jìn)入U(xiǎn)ASB池底均勻布水，在該池內(nèi)廢水中大部分有機(jī)物被馴化好的厭氧顆粒污泥分解，轉(zhuǎn)化為沼氣和水。經(jīng)UASB厭氧處理后的出水通過三角堰均勻進(jìn)入出水槽，自流進(jìn)入MBR池，在MBR池內(nèi)通過高濃度的好氧菌的降解和定量加入的粉末活性炭的協(xié)同吸附作用廢水中的有機(jī)物被去除，再經(jīng)微濾膜分離后廢水得以凈化，最后出水直接由自吸泵打入工廠低水質(zhì)用水場合和工廠排污口。MBR產(chǎn)生的少量污泥回流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，回流的活性污泥可以吸附并降解水中的污染物，有利于后續(xù)的氣浮分離，也降低了氣浮系統(tǒng)的加藥量，氣浮浮渣和UASB剩余污泥自流進(jìn)入污泥池，經(jīng)螺桿泵打入板框壓慮機(jī)脫水后外運(yùn)。

3主要設(shè)備和構(gòu)筑物

3.1機(jī)械格柵

回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵，最大處理水量50m3/h，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率0.40kW。廢水經(jīng)機(jī)械格柵去除部分大的懸浮物和藥渣。機(jī)械格柵安裝在一體化污水處理設(shè)施入口處。

3.2一體化污水處理設(shè)施

一體化污水處理設(shè)施由調(diào)節(jié)池、氣浮池、UASB池和MBR池構(gòu)成，鋼筋混凝土構(gòu)筑物，設(shè)施池底標(biāo)高位于地面下5m。

3.2.1調(diào)節(jié)池

平面尺寸為8m×4m，有效水深4m，總深4.5m，有效容積128m3，池頂覆土500mm，設(shè)置兩個(gè)Φ800mm的檢查孔和一個(gè)800mm×800mm的離心泵吸水孔，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置反沖洗水管，防止沉渣淤積。調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)流量20m3/h，停留時(shí)間6.4h。

3.2.2氣浮池

池尺寸長×寬×高=5m×2m×1.8m,有效水深1.5m，有效容積15m3，氣浮池位于UASB池池頂，選用上海尼可尼氣液混合泵加壓溶氣氣浮系統(tǒng)。溶氣泵型號(hào)為M50FP-G，產(chǎn)水量8～12m3/h，產(chǎn)生微小氣泡在水中釋放，將混凝反應(yīng)后的絮體帶出水面，實(shí)現(xiàn)固液分離。氣浮設(shè)計(jì)處理水量20m3/h，配套氣液分離罐、刮渣機(jī)、一體化計(jì)量投藥箱等。

3.2.3UASB池

池尺寸長×寬×高=8m×8m×6.8m,有效容積為416m3，停留時(shí)間為20.8h，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為2.45kgCOD/m3•d。三相分離器采用鋼筋混凝土機(jī)構(gòu)，沼氣收集后通過水封罐高空排放。池底配水系統(tǒng)采用UPVC穿孔管均勻布水,孔徑Φ20mm，流速2m/s，排泥用UPVC管從池中部排泥。

3.2.4MBR池

池尺寸長×寬×高=8×4×5.5m,有效水深為5.0m，有效容積為160m3，停留時(shí)間8h，容積負(fù)荷為0.75kgCOD/m3•d，污泥濃度6000mg/L～10000mg/L。池內(nèi)安裝聚偏氟乙烯中空纖維微濾膜，每25片膜組成一個(gè)膜組件，共設(shè)置4個(gè)膜組件，利用4臺(tái)自吸泵（兩用兩備）間歇抽水，運(yùn)行時(shí)間為抽吸7min，停止2min，利用恒流變頻器保持自吸泵出水恒定。曝氣采用兩臺(tái)低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)SSR125供氣，設(shè)計(jì)氣水比25：1。膜組件根據(jù)真空表壓力變化，定期用手動(dòng)葫蘆從MBR池中取出化學(xué)清洗。

3.3污泥池

氣浮池浮渣和UASB池剩余污泥直接排入污泥池，污泥池尺寸長×寬×高=4m×3.6m×2.5m,磚混結(jié)構(gòu)，有效水深2.0m，有效容積28.8m3。

4調(diào)試與運(yùn)行

4.1調(diào)試

該污水處理裝置于2004年2月投入開車試運(yùn)行，同時(shí)取城市污水處理廠脫水污泥作為菌種，分別投入U(xiǎn)ASB池和MBR池進(jìn)行馴化和培養(yǎng)。調(diào)試的重點(diǎn)是UASB池和MBR池，氣浮池加藥和MBR池粉末活性炭投加量根據(jù)小試研究結(jié)果確定。

UASB池調(diào)試初期先放入50m3污水，然后每天加入50m3污水直到加滿水池，然后逐漸加大進(jìn)水量，并定期投加尿素和磷肥補(bǔ)充氮、磷，由于水溫較高，所以在調(diào)試過程中沒有受到氣候的太大影響，約90d后，水量達(dá)到滿負(fù)荷值。UASB池運(yùn)行一月后，啟動(dòng)MBR池，MBR池先加入少量污水，再加入適量的污泥使污泥濃度達(dá)到6000mg/L，而后加入一定比例的營養(yǎng)物質(zhì)，悶曝，直到污泥顏色由黑色變?yōu)辄S褐色，然后逐漸增加處理量，調(diào)試期間嚴(yán)格控制好進(jìn)水COD和出水流量，約30d后鏡檢可以發(fā)現(xiàn)污泥中出現(xiàn)大量原生動(dòng)物，表明好氧活性污泥已經(jīng)成熟，但廢水脫色效率不高，出水仍然有點(diǎn)黃，后來每天投加粉末活性炭后，脫色效率逐漸提高，約50d后MBR池中活性炭濃度達(dá)到450mg/L，出水開始透明。整個(gè)工程調(diào)試?yán)塾?jì)102d。

4.2運(yùn)行及測試結(jié)果

調(diào)試完成后，經(jīng)過連續(xù)多次測試，結(jié)果表明，該污水經(jīng)調(diào)節(jié)池均化后COD值為2000～7000mg/L、色度500～1000倍時(shí)，出水COD平均值為50mg/L，色度30倍左右，其它污染指標(biāo)均達(dá)到國家規(guī)定的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行結(jié)果見表2。

5經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程設(shè)計(jì)水量為400m3/d,工程總投資95萬元，占地200㎡，運(yùn)行費(fèi)用主要為電費(fèi)、投藥費(fèi)（含粉末活性炭）和膜折舊費(fèi)用，電費(fèi)平均216元/d,藥劑費(fèi)224元/d，膜折舊費(fèi)164元/d，再將人工費(fèi)疊加，單位處理廢水成本需1.76元/m3。而原廠區(qū)地面沖洗和綠化用水均使用自來水，水價(jià)為1.5元/m3，采取排水回用后，按每天回用水量50m3,則每年節(jié)約經(jīng)費(fèi)27375元。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6結(jié)論

（1）使用氣浮-UASB-MBR工藝處理高濃度中藥廢水，排水水質(zhì)好，排水可以直接回用，能在較小面積內(nèi)達(dá)到高效處理的目的，實(shí)踐證明該工藝是可行的，可以在該類型工廠推廣應(yīng)用。

（2）實(shí)踐證明，在MBR池內(nèi)添加粉末活性炭可以提高M(jìn)BR對(duì)色度和COD的去除率，減緩膜的污染，對(duì)廢水中的中藥氣味也有一定的吸附作用。

（3）將調(diào)節(jié)池、氣浮池、UASB池和MBR池巧妙地組合在一起，氣浮池和部分設(shè)備置于UASB池頂，部分池壁公用，可以減少土建費(fèi)用，大大降低工程占地面積。

（4）UASB三相分離器采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，既降低了工程造價(jià)，又避免了鋼設(shè)備三相分離器的定期保養(yǎng)維護(hù)，實(shí)踐證明鋼筋混凝土型式的三相分離器也能達(dá)到滿意的效果。

（5）MBR池定期補(bǔ)充粉末活性炭，增加了工程的運(yùn)行成本，采用該廠鍋爐炭渣（過濾160目），并用酸性煙道淋水改性，來代替粉末活性炭，是否可行，有待于今后的研究。(中國石化股份公司西南分公司勘探開發(fā)研究院 成都理工大學(xué)材料與生物工程學(xué)院)