隨著我國(guó)制藥企業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水排放量與日俱增，此類廢水主要在中藥生產(chǎn)的原料洗滌、藥物提取和沖洗等過程中會(huì)產(chǎn)生，主要的特點(diǎn)是有機(jī)污染物濃度高、懸浮物含量高、色度高、生化抑制因素種類復(fù)雜多樣，一旦進(jìn)入周圍環(huán)境水體，將會(huì)對(duì)江河、湖泊原始水資源體系造成很大程度的污染，因此如何快捷有效地處理該類廢水成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。加強(qiáng)對(duì)中藥制藥廢水的治理，也是保持中藥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要措施。
1 工程概況
江西南昌某制藥廠是一家以中草藥為原料大規(guī)模提取并生產(chǎn)中成藥品為主的中成藥生產(chǎn)制造企業(yè)，筆者項(xiàng)目處理的廢水所含COD、SS、BOD5均較高，且pH 為 4.0～6.0，帶有中藥氣味。廢水間歇排放，排放量為200 m3/d左右，日均水質(zhì)波動(dòng)較大。且該廢水中含有多種高指標(biāo)的有機(jī)污染物，但污水的B/C為0.5，可生化性能較好，因此采用水解酸化+生物接觸氧化法為主體處理工藝，絮凝沉淀為輔助處理。該組合處理工藝對(duì)此類中成藥廢水處理效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、剩余污泥產(chǎn)量少，且具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。經(jīng)過處理的廢水最終出水水質(zhì)要求執(zhí)行《污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其原始廢水水質(zhì)情況及排放標(biāo)準(zhǔn)要求如表 1所示。
| 項(xiàng)目 | COD | NH 3 -N | SS | BOD 5 | pH |
| 注：除pH外，其余各項(xiàng)單位均為mg/L。 | |||||
| 廢水水質(zhì) | 600~2 000 | 30 | 400 | 300~1 000 | 4.0~6.0 |
| 排放標(biāo)準(zhǔn) | ≤100 | ≤15 | ≤70 | ≤50 | 6.0~9.0 |
2 廢水處理工藝
2.1 廢水處理工藝的選擇
針對(duì)該公司中成藥制藥廢水的特殊性質(zhì)及實(shí)際排放狀況，綜合分析考慮，確定使用水解酸化+生物接觸氧化+絮凝沉淀處理工藝處理該廢水，具體工藝流程如圖 1所示。
圖 1 工藝流程示意
2.2 工藝流程說明
2.2.1 污水處理工藝流程簡(jiǎn)述
生產(chǎn)廢水中含有的較大藥渣、漂浮物顆粒經(jīng)過前置的格柵攔截后得到有效去除，廢水經(jīng)格柵井后自流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行初步的勻質(zhì)、勻量，同時(shí)在調(diào)節(jié)池內(nèi)由計(jì)量泵添加一定濃度的堿液，將廢水的pH由初始的4.0～6.0調(diào)整為7.0～9.0；在調(diào)節(jié)pH的同時(shí)需利用羅茨鼓風(fēng)機(jī)往池內(nèi)曝氣，主要是因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)池內(nèi)對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)曝氣及攪拌可以盡可能地避免大量SS在調(diào)節(jié)池內(nèi)堆積和發(fā)酵，同時(shí)還能夠?qū)U水中的低分子有機(jī)污染物吹脫氧化。隨后由潛污泵提升至水解酸化池。在水解酸化池中得到馴化、培養(yǎng)的大量厭氧微生物，則直接將廢水中所含的大部分高分子有機(jī)污染物破碎降解為小分子有機(jī)污染物，進(jìn)而提高廢水的可生化性，有效地緩解后續(xù)好氧生化處理工序的處理壓力。廢水經(jīng)水解酸化處理后自流進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池中的好氧微生物種群及硝化菌菌群在池內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機(jī)曝氣充氧的情況下，大量的有機(jī)污染物被好氧微生物種群氧化降解為CO2和H2O，廢水中的氨氮?jiǎng)t被氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽得以去除。經(jīng)接觸氧化池處理后的出水還需通過外加聚合氯化鋁（PAC）進(jìn)行最終的混凝沉淀反應(yīng)，作用是使廢水中不易沉淀的細(xì)小顆粒絮體凝聚形成大顆粒絮體，混合液隨后進(jìn)入二沉池內(nèi)進(jìn)行固液分離，保證最終出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。固液分離后的上清液溢流進(jìn)入出水流量堰可達(dá)標(biāo)排放，剩余污泥則排入污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮處理。
2.2.2 污泥處理工藝流程簡(jiǎn)述
沉淀池底部集泥斗內(nèi)的沉淀污泥由氣提裝置抽入污泥濃縮池，隨后在污泥濃縮池內(nèi)進(jìn)行污泥重力濃縮處置，同時(shí)投加一定量的聚丙烯酰胺（PAM）進(jìn)行攪拌分層，污泥斗凝聚濃縮后的污泥由污泥泵加壓泵入廂式壓濾機(jī)，再進(jìn)行后續(xù)的壓濾脫水處理。最終污泥濃縮池上清液及廂式壓濾機(jī)濾液則統(tǒng)一回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。脫水后的污泥經(jīng)收集后由專用污泥運(yùn)輸車外運(yùn)至衛(wèi)生填埋場(chǎng)進(jìn)行處理。
3 主要構(gòu)筑物及配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)
（1）格柵井。1座，地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸3.0 m×0.7 m×1.6 m，有效水深0.3 m，設(shè)計(jì)過水量取50 m3/h，則過柵流速0.4 m/s；另外配置人工格柵1臺(tái)，柵寬0.6 m，柵高1.7 m，柵條間隙10 mm，安裝角度70°。
（2）調(diào)節(jié)池。1座，地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸8.0 m×4.0 m×4.5 m，有效水深3.0 m，有效容積96.0 m3，HRT=11.5 h；配套水下空氣混合裝置1套，曝氣量1.0 m3/（m2·h），材質(zhì)UPVC，配氣方式為環(huán)狀式，服務(wù)面積24 m2；配套出水提升潛污泵2臺(tái)（1用1備），采用浮球式液位計(jì)自動(dòng)控制水泵啟停運(yùn)行，型號(hào)50WQ10-10-1.1，單泵流量10 m3/h，揚(yáng)程10 m，單臺(tái)裝機(jī)功率1.1 kW；配套浮球液位計(jì)1套，型號(hào)LPF，電纜長(zhǎng)度4 m；潛污泵出水管后安裝電磁流量計(jì) 1套，以對(duì)提升出水進(jìn)行計(jì)量，型號(hào)LDE-65，工作內(nèi)徑DN65 mm，流速范圍 0.5~10 m/s，轉(zhuǎn)換器型式為分體式；配套pH在線監(jiān)測(cè)儀1套，自動(dòng)監(jiān)測(cè)進(jìn)水的pH，型號(hào)MP113，測(cè)量范圍0~14，測(cè)量精度±0.10；配套NaOH加藥裝置1套，利用空氣攪拌，采用重力方式投加，尺寸1.0 m×1.0 m×1.2 m，有效容積1.0 m3。
（3）水解酸化池。1座，半地上式砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深5.2 m，有效容積 83 m3，HRT=10 h，平均容積負(fù)荷2.6 kg/（m3·d）；配套填料安裝支架1套，材質(zhì)A3鋼（防腐處理），層數(shù)2層，總面積32 m2；配套新型組合填料66 m3，規(guī)格D150-60 mm，片距60 mm，有效長(zhǎng)度4.0 m。
（4）接觸氧化池。1座，半地下式砼結(jié)構(gòu)（中間設(shè)隔墻一道），尺寸11.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深 5.0 m，有效容積200 m3，HRT=24.0 h，平均容積負(fù)荷0.62 kg/（m3·d）；池底安裝膜式曝氣盤微孔曝氣器130只，型號(hào)D215型，微孔孔徑80~100 μm，曝氣量1.5~2.5 m2/（個(gè)·h），有效服務(wù)面積0.22~0.55 m2/個(gè)；配套填料安裝支架1套，材質(zhì)A3鋼（防腐處理）， 2層，總面積88 m2；配套新型組合填料150 m3，規(guī)格D 150-60 mm，片距60 mm，有效長(zhǎng)度3.7 m；配套曝氣設(shè)備采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，氣水比為35∶1，2臺(tái)（1用1備），型號(hào)SSR100，排風(fēng)量6.73 m3/min，排出壓力49 kPa，裝機(jī)功率11 kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速1 900 r/min。
（5）反應(yīng)池。1座（分為2格），半地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.0 m×1.0 m×5.5 m，有效水深4.8 m，有效容積13 m3，HRT=90 min；設(shè)反應(yīng)攪拌裝置1套，使其加強(qiáng)混合效果，配氣方式為環(huán)狀式，材質(zhì)UPVC；配套PAC加藥裝置1套，PAC加藥泵2臺(tái)（1用1備），型號(hào)20BF-12，額定輸出流量2 000 L/h，揚(yáng)程12 m，額定功率0.37 kW，過流部件材質(zhì)SUS304；溶藥池 1座，尺寸1.0 m×1.0 m ×1.2 m，有效容積1.0 m3。
（6）二沉池。1座，半地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.0 m×4.0 m×5.5 m，有效水深2.0 m，有效容積32.0 m3，HRT=3.8 h，水力表面負(fù)荷0.5 m3/（m2·h），泥斗傾角60°；配套排泥氣提裝置1只，規(guī)格QT-40，材質(zhì)SUS304；配套導(dǎo)流筒1只，規(guī)格D 300 mm× 3 000 mm，材質(zhì)Q235。
（7）出水流量堰。1座，地下式磚混結(jié)構(gòu)，尺寸3.5 m×1.1 m×1.5 m，有效水深0.6 m。
（8）污泥濃縮池。1座，半地下式砼結(jié)構(gòu)，尺寸4.0 m×1.6 m×5.5 m，有效水深5.0 m，有效容積30 m3；配套PAM加藥裝置1套，PAM加藥泵1臺(tái)，型號(hào)20BF-12，額定輸出流量2 000 L/h，揚(yáng)程12 m，額定功率0.37 kW，過流部件材質(zhì)SUS304；溶藥池1座，尺寸1.0 m×1.0 m ×1.2 m，有效容積1.0 m3；污泥脫水配套廂式壓濾機(jī)1套，型號(hào)XAY20/630-UB，過濾面積20 m2，濾室容積0.3 m3，總裝機(jī)功率1.5 kW。（9）綜合操作間。1座，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸15.6 m×4.5 m×3.4 m。
4 工程啟動(dòng)及運(yùn)行
4.1 水解酸化池
水解酸化池的啟動(dòng)主要是進(jìn)行池內(nèi)接種污泥的馴化及培養(yǎng)工作。工程接種污泥取自鄰近某制藥廠污水處理站的脫水污泥，馴化過程中，進(jìn)水pH控制在7.5左右，DO控制在0.3 mg/L，污泥干投加量在5～10 g/L。在馴化初始階段，水解酸化池平均容積負(fù)荷低于1 kg/（m3·d）；隨著馴化過程的進(jìn)行，大約20 d后，平均容積負(fù)荷升到1～2 kg/（m3·d）；大約30 d后，平均容積負(fù)荷可達(dá)到2.5 kg/（m3·d）以上，35 d后池內(nèi)填料掛膜效果明顯，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期。
4.2 接觸氧化池及反應(yīng)池
接觸氧化池的啟動(dòng)主要是進(jìn)行接觸氧化池內(nèi)所接種污泥的馴化及穩(wěn)定工作，經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算后，啟動(dòng)初期分別向每個(gè)接觸氧化池內(nèi)投加約8.2 t的脫水污泥，為了補(bǔ)充整個(gè)接觸氧化池內(nèi)部水環(huán)境中的碳、氮等營(yíng)養(yǎng)元素，還需分別投加約600 kg的工業(yè)葡萄糖及60 kg的工業(yè)尿素。啟動(dòng)初始階段，接觸氧化池的進(jìn)水水量按設(shè)計(jì)水量的25%進(jìn)行進(jìn)水，同時(shí)通過改變調(diào)節(jié)池內(nèi)NaOH的添加量來嚴(yán)格控制廢水的pH穩(wěn)定維持在7.5左右，pH穩(wěn)定后才能開啟池內(nèi)的曝氣系統(tǒng)，曝氣法則采用悶曝法悶曝（關(guān)閉進(jìn)水但連續(xù)曝氣）8 h后，停止曝氣并保持池內(nèi)廢水靜置沉淀約0.5 h，隨即再次開啟曝氣系統(tǒng)接著悶曝，如此反復(fù)，悶曝氣3 d后，視池內(nèi)廢水液位而適時(shí)補(bǔ)充少量廢水。且在曝氣過程中隨時(shí)監(jiān)控DO及氣水比，接觸氧化池內(nèi)DO最佳質(zhì)量濃度范圍為2～4 mg/L，氣水比35∶1，操作人員每天需定時(shí)測(cè)定池內(nèi)污泥沉降比及進(jìn)出口COD，以隨時(shí)掌握污泥沉降比及進(jìn)出口COD變化。接觸氧化池啟動(dòng)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)：約7 d后，在池內(nèi)填料表面形成了很薄的一層生物膜，約20 d后，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚映群谏锬�，此時(shí)接觸氧化池可按設(shè)計(jì)水量進(jìn)水即可。接觸氧化池掛膜在穩(wěn)定運(yùn)行30 d左右基本完成，性能良好的活性污泥就基本形成了，平均容積負(fù)荷可穩(wěn)定維持在0.62 kg/（m3·d）左右，即可初步判斷該接觸氧化池啟動(dòng)成功。反應(yīng)池絮凝沉淀反應(yīng)選用的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC），污泥濃縮助凝劑為聚丙烯酰胺（PAM），在調(diào)試過程中確定PAC的添加量以5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜，PAM的添加量以0.5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜，此時(shí)混凝及二沉池出水COD去除率最大可穩(wěn)定在50%左右。而污泥濃縮助凝劑PAM最佳投加量為3.0 kg/t。
4.3 運(yùn)行效果
廢水處理效果如表 2所示。
| 項(xiàng)目 | pH | COD | BOD 5 | NH 3 -N | SS |
| 注：除pH外，其余各項(xiàng)單位均為mg/L。 | |||||
| 原水 | 4~6 | 1 | 600 | 30 | 400 |
| 調(diào)節(jié)池出口 | 7~8 | 1140 | 570 | 30 | 400 |
| 單元去除率/% | - | 5 | 5 | - | - |
| 水解酸化池出口 | 7~8 | 1 026 | 513 | 24 | 100 |
| 單元去除率/% | - | 15 | 10 | 20 | 75 |
| 接觸氧化池出口 | 7~7.5 | 123 | 26 | 12 | - |
| 單元去除率/% | - | 88 | 95 | 50 | - |
| 混凝及二沉池 18 12 50 | 6.8~7.3 | 62 | 18 | 12 | 50 |
| 單元去除率/% | - | 50 | 30 | 50 | - |
| 工程總?cè)コ?% | - | 94.9 | 97.0 | 60 | 87.5 |
5 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及環(huán)境效益分析
該工程總投資約為93.32萬元，其中土建費(fèi)用41.22萬元（含稅金），主體設(shè)備及材料費(fèi)用總計(jì) 39.52萬元（含稅金），其他設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)輸及調(diào)試等間接費(fèi)用總計(jì)12.58萬元。此組合工藝處理該中成藥廢水的單位處理成本約為1.48元/m3，其中電費(fèi)172.22元/d，人工費(fèi)60元/d，藥劑費(fèi)合計(jì)63.2元/m3。污水處理站建成后，每年減少約79.3 t的COD、42.0 t的BOD5排入環(huán)境水體，對(duì)當(dāng)?shù)厮h(huán)境污染控制起到積極作用。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6 結(jié)論
（1）工程實(shí)踐表明：運(yùn)行水解酸化+生物接觸氧化+絮凝沉淀組合工藝處理此類廢水，工藝流程周期短、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好，該中藥廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定。運(yùn)行期間，廢水中的COD、NH3-N、SS、BOD5平均去除率分別可達(dá)到94.9%、60%、87.5%、97%，最終出水水質(zhì)可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
（2）經(jīng)過預(yù)處理的水解酸化階段，可以有效地將初始廢水中難生物降解的大分子有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解的小分子有機(jī)污染物質(zhì)，大幅度提高此類廢水的可生化性。而生物接觸氧化工藝最顯著的特征是其較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，同時(shí)可以保證池內(nèi)良好的微生物活性，其次由于在接觸氧化池內(nèi)的微生物是以整體生物膜的形式附著在載體填料上，很大程度地減少了曝氣池出水中因被夾帶而被迫流失的污泥，大大減少了剩余污泥的產(chǎn)生，很好地保證了后續(xù)絮凝沉淀工藝處理效果。
（3）該廢水處理工程中的單體構(gòu)筑物均采用地下式或半地下式構(gòu)筑物形式，不僅能滿足工藝流程的要求，同時(shí)盡量利用施工場(chǎng)地原有地理優(yōu)勢(shì)，充分地降低了動(dòng)力費(fèi)用。各構(gòu)筑物間位置合理，工藝管道線路短、構(gòu)筑物布局緊湊。項(xiàng)目運(yùn)行后達(dá)到預(yù)期的處理效果，噸水實(shí)際處理費(fèi)用僅需1.48元，處理后的水可以得到很好回用，既節(jié)約了水資源，又減少了廢水排放量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
