中药提取类制药废水处理工艺研究与工程实践 4页

'朱杰高1，于明强2，薛俊仁1（1.山东太平洋环保有限公司，济南250101；2.济南大学，山东250022）摘要：文章主要介绍了PEIC厌氧反应器+高效接触式活性污泥池对中药废水的处理，并对工艺流程的其他构筑物进行了简单介绍，旨在探索处理中药废水的不同办法，更好的对中药废水加以处理，达标排放。关键词：中药废水；PEIC厌氧反应器；活性污泥；达标排放中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1007-0370（2011）09-0110-031概述中药生产废水中主要成分有糖类、乙醇、苷类、蒽醌、木质素、生物碱、鞣质、蛋白质、色素等物质，废水的水质、水量随着中药生产操作的间歇性和产品种类的多样性波动也比较大，相对于其他工业废水中药生产废水是较难处理的废水之一。由于目前技术水平还不够，很难实现达标，或者说要达标会投入很大。传统的处理方法主要为化学方法，但化学药品较贵，处理费用较高，企业难以承受，同时化学药品又会对环境造成二次污染。国内外也对制药废水的处理进行了卓有成效的研究，目前较为理想的处理方法是物理、化学和生物处理方法相结合。笔者有幸参与了通化万通药业股份有限公司废水处理工程的工艺研究，设计和施工,在设计期间得到了厂家提供的废水的一些详实的数据资料，经过反复推敲研究设计计算，得到了一份切实可行的工艺路线，并付诸实施，现已验收达标且运行良好，出水水质符合《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB21906-2008）中污染物最高允许排放浓度中的一级标准。2废水来源及其特征2.1废水水质水量根据公司提供的数据，废水水量每天为1000立方米，CODcr为3500-7000mg/L，BOD为1500-4500mg/L，TSS小于300mg/L，PH在5.0-12之间。为安全起见，设计进水CODcr为7000mg/L，BOD为4500mg/L，SS为300mg/L,pH为12。经过处理后，出水水质要求达到CODcr≤60mg/L，BOD≤20mg/L，NH3-N≤8mg/L，SS≤50mg/L，pH在6-9之间。2.2废水主要特性废水的主要特性有：（1）废水成分复杂，主要污染物为：糖类、乙醇、苷类、蒽醌、木质素、生物碱、鞣质、蛋白质、色素等物质，CODcr、BOD含量高。（2）废水的排放不规律，中药提取类制药工艺为非连续性生产工艺，生产各时段的排水水质相差较大，各个车间在不同品种的药品时排放污染物成份相差较大，对废水处理构筑物具有较大的冲击负荷。本工程进水COD一般在3500mg/L，醇提废水入污水站时，COD值高达10000mg/L以上。（3）废水的pH值波动范围较大。3废水处理工艺3.1废水处理工艺流程废水工艺流程图见下图。3.2处理工艺特点因为该系统处理废水为生产废水和生活污水，而两者的COD相差很大，如果混合起来处理会增加废水处理系统的运行费用，故对其分别处理。生产废水主要通过PEIC厌氧反应器和高效接触式活性污泥池进行处理，生活污水通过调节池之后直接进入接触氧化池，两者混合后通过二沉池排放，节省运行费用的同时，出水水质也能够达标。3.3各工艺单元说明3.3.1格栅去除其中较大悬浮物，以防止堵塞水泵机组及管道阀门，保证后续处理构筑物的正常运行。3.3.2调节池设置调节池对废水进行水质和水量的均化，同时在调节池内大分子的有机物将被酸化菌部分酸化为挥发性脂肪酸，有利于提高后续生化处理系统的有机物去除率。3.3.3配水井配水井内设有流量计，显示厌氧反应器的进水流量，通过阀门调节进水流量，保证厌氧反应器的稳定进行。还设有pH计和温度计，对废水的pH和温度进行检测和控制。3.3.4PEIC厌氧反应器这是该废水处理系统的核心部分。PEIC厌氧反应器是我公司汲取、吸收并改进了国内、国际最先进的厌氧处理技术，形成的更加适合国情的独特的尖端技术，属第三代厌氧反应器。该反应器在处理高浓度有机废水、高悬浮物及高生物毒性废水与间歇性生产废水领域有独特的优势，对COD的去除率在95%左右，产生的沼气与颗粒污泥可作为资源进行回收，为企业带来可观的经济效益和社会效益。该反应器主要有四个不同功能部分组成：混合区、膨胀区、精处理区和循环部分。PEIC厌氧反应器主要具有以下特点：（1）容积负荷率高，水力停留时间短。PEIC厌氧反应器生物量大，污泥龄长。特别是由于存在着内、外循环，传质效果好。处理高浓度有机废水，进水容积负荷率可达25kgCOD/(m3.d)。（2）抗冲击负荷高。在PEIC厌氧反应器中，当COD负荷增加时，沼气的产生量随之增加，由此内循环的气体增加。处理高浓度有机废水时，内循环的流量可达进水流量的10-20倍。废水中高浓度和有害物质得到充分稀释，大大降低有害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷；当COD负荷较低时，沼气产量也低，从而形成降低的内循环流量。因此，内循环实际为反应器起到了自动平衡COD冲击负荷的作用。（3）避免了固形物沉积。有一些废水中含有大量的悬浮物质，会在UASB等流速较慢的反应器内容易发生累积，将厌氧污泥逐渐置换，最终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在PEIC厌氧反应器中，高的液体和气体上升流速，将悬浮物带出反应器。（4）基建投资省和占地面积少。由于PEIC厌氧反应器的容积负荷率比普通的UASB反应器要高3-4倍以上，则PEIC厌氧反应器的体积为普通UASB反应器的1/4-1/3左右。而且有很高的高径比，所以占地面积特别省，非常适合于占地面积紧张的厂家采用，并且可降低反应器的基建投资。（5）依靠沼气提升实现自身的内循环，减 少能耗。厌氧流化床载体的膨胀和流化，是通过出水循环出水泵加压实现。这样必须消耗一部分动力。而PEIC厌氧反应器正常运行时是以自身产生的沼气作为提升的动力，实现混合液内循环，不必完全依靠水泵实现强制循环，从而减少了能耗。（6）减少药剂投量，降低运行费用。PEIC厌氧反应器内部循环系统，对pH起到缓冲作用，使反应器内的pH保持稳定。可减少进水的投碱量，从而节约药剂用量，而减少运行费用。（7）可以在一定程度上减少结垢问题。对于一些含盐量高的废水，由于废水中含有超量的钙盐、同时还具有氨氮和磷酸盐，所以在厌氧出水管路上容易形成钙盐沉积和磷酸铵镁沉淀，严重的会堵塞管路。而PEIC厌氧反应器采用的是内循环+外循环，减少了沼气中的CO2从水中逸出的机率，从而可以降低结垢的机率。（8）出水稳定性好。因为PEIC厌氧反应器相当于上下两个UASB反应器串联运行，下面一个UASB反应器有很高的有机负荷率，起“粗”处理作用，上面的一个负荷较低，起“精”处理作用。一般说，多处理工艺比单级处理的稳定性好，出水水质稳定。（9）PEIC厌氧反应器操作控制简单。PEIC厌氧反应器无运转部件，无需维修，易于操作管理，可以减少操作管理人员。3.3.5高效接触式活性污泥池高效接触式活性污泥工艺的实质之一是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机物得到去除，污水得到净化。高效接触式活性污泥工艺和活性污泥工艺在有机物去除原理、曝气方式和活性污泥回流方式上是一样的，不同点主要有以下三个方面：（1）高效接触式活性污泥工艺容积负荷更高。高效接触式活性污泥工艺相对于活性污泥工艺增加了供微生物栖息的填料，增加了微生物与废水的接触面积，有利于微生物的生长繁殖；由于其活性污泥浓度相对较高，故提高了有机物的容积负荷。（2）高效接触式活性污泥工艺占地面积较小。由于高效接触式活性污泥工艺具有较高的有机负荷，对有机物的去除效率高，因此减少了池容，占地面积小。（3）高效接触式活性污泥工艺抗冲击负荷能力较强。高效接触式活性污泥工艺保留了传统活性污泥工艺污泥回流的优点，当进水的有机物浓度增加时，通过污泥回流可以保证好氧系统的抗冲击能力，保证好氧处理系统的稳定运行。（4）相对于传统的活性污泥工艺,高效接触式活性污泥工艺不产生污泥膨胀现象。高效接触式活性污泥工艺产生的污泥颗粒较大，易于沉淀，不会产生污泥膨胀现象。3.3.6二沉池与污泥浓缩池采用平流式沉淀池，实现泥水分离。污泥依靠自身重力浓缩后，利用板框压滤机压缩外运。3.4防腐保温、除臭设计3.4.1防腐设计（1）埋地管采用三油二布防腐措施，架空管道涂油漆防腐。（2）PEIC厌氧反应器内部采用环氧树脂三布五油防腐。3.4.2保温设计（1）PEIC厌氧反应器的罐体采用100mm岩棉加0.5mm彩钢板保温。（2）局部管道采用埋地方式，地面上的管道采用50mm岩棉加0.5mm彩钢板进行保温。3.4.3除臭设计（1）调节池内的搅拌设备采用潜水搅拌机，该设备在起到均质作用的同时，对废水的扰动较小，使废水的气味不易扩散；另外，调节池做加盖密封处理，防止废水臭味外溢污染环境。（2）PEIC厌氧反应器高度18m，废水臭气不会对污水处理站环境造成影响。4主要构筑物及设备主要构筑物及设备详见表1、2。表1废水处理系统主要构筑物主要设计参数序号构筑物数量总容积有效容积容积负荷水力停留时（m3）（m3）（kgCOD/m3.d）间（h）1调节池1座1100--24PEIC厌氧反应器21座508-11.8-3接触氧化池1座900772.2--3平流式二沉池表面负荷0.55m/41座27014562（m.h）表2废水处理系统主要设备及设施序号名称数量规格型号主要参数作用去除较大悬浮物1格栅1套3mm调节池潜水搅拌机QJB4/6-320/3-960/C22台N=4.0kW搅拌混匀Q=50m3/h，H=25m，N=7.5kWQ=110m3/h,H=10m,N=5.5kW3配水井提升泵2台80WQ50-25-7.5提升污水4PEIC回流泵2台100WL110-10-5.5回流PEIC厌氧反应器厌氧去除COD51套D=6m，H=18m管道、管件、阀门、开关和流量计等按常规配用6若干5工程调试和正常运行5.1颗粒污泥的接种具备调试条件后，厌氧反应器开始接种颗粒污泥。接种的菌种采用的是稳定运行中的厌氧反应器内的较好的颗粒污泥菌种并经过我们公司一段时间驯化后的活性较好的菌种。接种前通过回流加温或其他方式提升厌氧反应器内水温到35℃左右，再利用工厂中生产浓度较低的废水，使用螺杆泵通过排泥管打入厌氧反应器的方法进行接种，这样既可使污泥分布均匀又降低了污泥的粉碎损失量。之后进入反应器调试的四个阶段：启动阶段、驯化阶段、提高负荷阶段和试运行阶段。5.2运行效果在该废水处理系统调试期间，该厂日产废水1000吨以上。废水处理工程经过两个月的调试和运行，处理水质、水量经相关权威部门现场监测，全部达到设计指标。相关环保部门监测结果见表3。表3现场水质监测结果水样（混合废水）pHBOD5(mg/L)COD（mg/L）SS(mg/L)处理前1138005630300处理后（平均值）8.5125843GB21906-2008中药类制药工业污染物排放标准限值6-92010050 格是1000元/吨，沼气日收益为2160元。日回用水量300m3/由表3可见，经过处理后的污水均能达到排放标准，运行效果良好。6技术经济指标6.1工程投资该工程总投资为498.57万元，每天处理废水1000m3，吨处理费0.78元，相对于其他制药废水处理工程，降低了投资。6.2工程运行费用6.2.1劳动生产定员及工资福利定员：5人工资：1000元/(人.月)福利费用：0.16元/t水6.2.2药费投加药剂：0.3kg/t水药剂价格：0.1元/kg药费：0.03元/t水6.2.3电费装机容量：61.00kW平均日耗电量：450.40kW.h电费：0.5元/(kW.h)动力费用：0.225元/t水6.2.4加热费PEIC厌氧反应器的适宜的反应温度是30-37℃，因此需要对废水加热。按照最低水温30℃加热到34℃计算，需要0.4MPa的饱和蒸汽量6.1吨/d，每吨蒸汽50元，则每吨废水加热费用为0.305元/天。由以上可知，每天的处理总费用为720元，则每年的处理费用为720×360=259200元。6.3工程效益分析该工程预计产气量2160m3/d，折合标煤2.16t/d，标煤的价d，当地自来水价格为0.3元/立方米，回用水日收益为90元。可知该废水处理系统每天总收益为2790.00元，则年总收益为2790×360=1004400元，大约为100.44万，相较于运行费用，每年还有大约72.2万元的收益，经济效益相当可观。由于商业因素颗粒污泥产量与价格未列出。相对于经济效益，该处理工程同样具有可观的社会效益，废水处理站建成后，可减少对周围环境的影响，保护了周边的生态环境，保障了人民的身体健康，也为祖国的环保事业做出了杰出贡献。7结论该污水处理站设计方案采用了目前国内先进和成熟的厌氧处理工艺PEIC厌氧反应器，好氧工艺采用成熟的生物接触氧化池工艺，工程中使用的设备为先进、节能设备，既重视处理技术的先进性，又重视系统运行的稳定可靠性，既降低了工程造价，又保证了废水处理效果，真正地做到了经济效益、环境效益和社会效益的统一。参考文献[1]任南琪,李建政,刘士锐等.中药生产废水处理技术的研究[J].哈尔滨建筑大学学报,2000,33（4）：40-42.[2]马文鑫,陈卫中,任建军等.制药废水预处理技术探索[J].环境污染与防治,2001,23（2）:87-89.[3]楼茂兴,王方园.制药废水综合的处理[J].工业用水与废水,2003,34（5）:45-47.收稿日期：2011-08-26作者简介：朱杰高（1981-），男，本科，高级工程师，研究方向：水和大气污染防治.（上接第31页）3污染原因分析3.1装饰装修材料污染室内装饰装修所用的胶合板、油漆、内墙涂料、刨花板等均含有甲醛、苯等有机物质，在使用过程中及装修后，污染物缓慢释放，造成室内空气污染。3.2建筑物自身造成的污染建筑物自身的污染是目前造成室内氨气超标污染及放射性污染的主要因素。一种是在墙体施工中加入了含尿素的混凝土防冻剂和高碱混凝土膨胀剂；另一种是在建筑中使用的砌块、石材、水泥中的放射性物质超标，造成室内的放射性污染。3.3室内家具造成的污染家具是家庭和写字楼内的重要组成部分，也是室内装饰的重要组成部分。部分厂家为了追求不当利润，使用环保不达标的人造板材，再加上制造工艺不规范，结果顾客购买后，就等于买回去了一座小型废气排放站。3.4办公用品及电器污染由于大量使用现代化办公设备和家用电器产生的空气污染给人们的身体健康带来不可忽视的影响。尤其是在空调房间里，由于人体、空调机和室内空气在室内形成了一个封闭的循环系统，容易使房间中的霉菌、病毒、细菌等微生物大量繁衍。4防止室内环境污染的建议4.1装饰材料要选择环保材料装修时选用符合相关国家环保标准的材料，尽量选用无害、无毒、无污染的绿色环保装饰材料，要多用布艺装饰和软性装饰，油漆、粘合剂和涂料要选用无污染或者少污染的水性材料。4.2防止家用电器污染在购买家用电器时，要选择噪声小、质量好、辐射低的产品，尽量不要把家用电器集于一个房间，并尽可能不要放在卧室。尽量避免各种家用电器同时使用，家用电器一旦发生故障要及时进行排除。4.3室内装修应坚持绿色方向为了保证住宅室内环境质量，小区建设从整体布局、施工工艺、室外环境绿化等方面，都应突出环境保护和“以人为本”的主题，建筑和装饰材料都应经过严格的检验，推广“绿色居室环境”示范小区。室内装饰设计时，尽量多地利用自然元素和天然材质，尽量减少能源、资源的消耗。引导人们改变现有的、世俗的审美标准，提倡不搞过度装饰，以减少污染。参考文献[1]张灵芝等.石家庄市环境质量报告书[R].河北省石家庄市：石家庄市环境监测中心,2011年.179-183.[2]GB18883-2002,室内空气质量标准[S].[3]张成芬.室内甲醛污染的危害及测定方法的研究[J].化学教学,2007(01).收稿日期：2011-07-20作者简介：刘素敏（1962-）,女,大专,助理工程师，研究方向：环境监测. file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt涵盖各行业最丰富完备的资料文献，最前瞻权威的行业动态，是专业人士的不二选择。file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt2012/8/2612:19:58'