張延坤

(上海電氣集團國控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030001)

引 言

通過對過去連續(xù)五年中國市場中藥材提取行業(yè)消費規(guī)模及同比增速的解讀，中藥材提取行業(yè)的市場潛力是非常可觀的，即需求量供不應求。但在中成藥的生產提取過程中產生的廢水處理問題一直是環(huán)保企業(yè)、科研機構的研究重點。

我國的中藥材品種較多，如，黃芩、丹參、連翹、槐米、山楂、甘草、黃芪、金銀花、絞股藍、人參、甜葉菊、葛根、銀杏葉等，是中藥材飲片和提取物加工主要原料，具有規(guī)?；褪袌龌熬?。因原料不同，廢水在水質和污染物成分方面存在較大差異，常用的處理方法難以達到現(xiàn)行的出水水質指標要求，本文推薦一套高效的中藥廢水處理組合方法。

1 廢水污染特征

根據(jù)中國藥典，中草藥經提取、絮凝、膜過濾、酸沉、中和、柱吸附、醇洗脫、精餾等操作獲得植物提取物。過程排出的水主要有膜濃縮液、膜過濾清洗水、

吸附柱水洗液、吸附柱酸洗液、吸附柱堿洗液、柱漏出液的膜透過液、酸堿中和液等。

廢水中成分主要為植物體內的熱水抽出物，由于生產過程中已經過膜處理，水的懸浮物很少，但由于提取液經過酸、堿處理，而各段膜的再生、吸附柱的再生都需要酸堿洗滌，因此水中的鹽類含量較高，會造成生物處理的困難。廢水指標分別為：COD為7 200 mg/L、BOD為52 400 mg/L、ρ(NH3-N)=54 mg/L、ρ(TN)=225 mg/L，其廢水BOD5/COD的比值大于0.3，屬于可生化廢水，采用以生物處理為核心的處理工藝效果較好。

2 出水水質要求

根據(jù)《中藥類制藥工業(yè)水污染排放標準》(GB21906-2008)，在國土開發(fā)密度較高、環(huán)境承載能力開始減弱，環(huán)境容量相對較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重水環(huán)境污染問題而需要采取特別保護措施的地區(qū)，中藥提取企業(yè)按照現(xiàn)在環(huán)保要求其排放的廢水執(zhí)行表1規(guī)定的水污染物特別排放限值。

表1 水污染物排放標準

3 污水處理方法

如果各類中藥提取共同生產，由于原料來源廣泛，造成排放的廢水水質成分復雜，生產過程廢水排放點較多，排放也有間歇過程，這就造成水質水量變化很大，因此，設計的調節(jié)池應充分考慮水質水量的均衡，采用較大的調節(jié)池容積設計，保證廢水處理系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行[1-2]。

根據(jù)廢水的污染特征，污染物的去除分析如下：

3.1 懸浮物的去除

各段排放的廢水懸浮物非常少，但各段廢水匯于調節(jié)池后由于水質之間性質的不同也會形成絮體，但懸浮物直徑均較小，因此不設斜篩或微濾機等過濾手段，直接采用前端加混凝劑的初沉池對懸浮物進行處理，減少對后續(xù)生化處理的影響，同時可利用混凝作用去除部分總磷。

在系統(tǒng)的末端設纖維轉盤濾池，攔截前端系統(tǒng)的懸浮物漏網之魚，保證懸浮物的達標排放。

3.2 有機物去除

可降解有機物最合理的處理方式是生物處理，雖然植物提取物廢水中鹽類的含量較高，但仍屬于可生化廢水，采用以生物處理為主的工藝效果最好，進入系統(tǒng)的廢水有機物濃度較高，采用厭氧-好氧組合的生物處理手段，在厭氧生物處理過程中，廢水中高濃度有機物經大量厭氧微生物的共同作用，轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨，進入好氧的污水中，呈非溶解狀態(tài)的大分子有機物被活性污泥吸附后，首先在微生物分泌的胞外酶作用下，分解成小分子的溶解性有機物，這些小分子有機物與污水中的溶解性有機物一起進入微生物細胞內，通過各種代謝反應被降解和轉化。在最終處理階段，殘余和難降解的有機物采用芬頓為主的高級氧化技術，兼有混凝作用，水中的有機污染物被處理干凈，達到排放標準。

3.3 脫氮除磷

由于廢水主要成分為植物提取物，水中的氮磷含量較高，在工藝選擇中必須予以考慮，由于廢水中的有機物濃度較高，因此宜采用生物同步脫氮除磷技術，在以缺氧、厭氧為主的水解-厭氧反應器處理中，有機氮在微生物的氨化作用下轉化為氮氮，并在后續(xù)好氧處理中轉化為硝酸鹽氮，并被回流到缺氧池由反硝化菌作用轉化為氮氣排出系統(tǒng)而去除?？偭讋t在厭氧釋磷、好氧過量吸磷的作用下由活性污泥的排放而清除出系統(tǒng)。系統(tǒng)末端設深度處理，利用藥劑的混凝作用保證磷的達標排放。

4 各工藝單元(見圖1)

圖1 中藥廢水處理工藝流程示意圖

4.1 過濾

采用格柵過濾手段，除去大塊漂浮物等雜質，以保護提升泵。

4.2 匯集

廢水匯集至調節(jié)池，形成綜合廢水，調節(jié)水質水量。各車間洗吸附柱的酸堿廢水排放規(guī)律性不強，在各車間單獨收集，泵送至酸性、堿性廢水池，池內酸性、堿性廢水根據(jù)pH值的需要注入調節(jié)池內。設應急池處理不正常狀態(tài)的廢水及用于車間化學原料泄漏后應急收集。

4.3 預處理

混凝池、初沉池作用：通過混凝并重力固液分離，盡量去除綜合水中的SS并初步降低廢水中的有機污染物。

4.4 生化組合處理

水解酸化：有機物預酸化作用，主要是將廢水中大分子類污染物轉化為易生物降解類小分子物質，這樣進一步提高了污水有機污染物的可生化性，同時，由于微生物的新陳代謝活動消化了污水中部分有機物，降低了污水有機物污染濃度。作為厭氧處理的預處理工段，水解酸化池也用于調節(jié)廢水的溫度和pH值，水池控制在35 ℃～38 ℃，水解酸化池設計一臺測量循環(huán)泵，在測量循環(huán)泵的出口管路上安裝pH計和溫度計用于pH和溫度的控制。

厭氧處理：厭氧處理采用高負荷厭氧反應器，在PEIC厭氧反應器內，存在大量經過馴化的厭氧顆粒污泥，通過與廢水充分接觸，廢水中有機污染物通過三個階段的作用被分解并產生沼氣。經厭氧反應器處理后廢水從反應器末端流出，由集水管道重力自流入好氧處理池。厭氧反應器多余的顆粒污泥通過專門的污泥槽儲存?zhèn)溆谩?/p>

A2O處理：采用厭氧-缺氧-好氧的脫氮除磷去除有機物組合工藝，在厭氧段原污水與從二沉池排出的含磷回流污泥同步進入，在厭氧池里釋放磷，在此期間部分有機物被氨化；在缺氧段，首要脫氮，硝態(tài)氮通過內循環(huán)由好氧池送來，由反硝化菌進行反硝化作用生成氮氣排出系統(tǒng)并補充堿度；好氧段進行足量曝氣，這一反應單元是多功能的，去除BOD5，硝化和吸收磷等均在此處進行，混合液從這里回流到缺氧反應器。二沉池的作用是泥水分離，污泥一部分回流至厭氧反應器，上清液作為處理水排放至下一工段。

4.5 混凝處理

從好氧處理池流出的已被凈化的廢水自流入化學絮凝系統(tǒng)，在混凝沉淀池前端設有混凝加藥反應裝置，進一步去除廢水中有機物，達到現(xiàn)行排放標準后排放。

4.6 深度處理

在深度處理藥劑的氧化混凝作用下，殘余的有機物進一步被礦化成CO2和H2O，并產生網捕和沉淀作用。水中的殘余磷也被沉淀去除。通過濾池的過濾作用，保證各種狀態(tài)下懸浮物達標。

5 結語

以上中藥提取廢水處理方法采用了成熟的厭氧處理工藝PEIC厭氧反應器，好氧工藝采用成熟的A2O處理及其組合工藝，可以達到出水水質指標要求，既重視處理方法的先進性，又注重系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠性，真正做到了高效處理中藥提取工業(yè)廢水。