劉昕松， 萬(wàn)統(tǒng)軍

（棗莊市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所有限公司， 山東 棗莊 277800）

某中藥制藥有限公司主要以天然三七為原料生產(chǎn)軟膠囊、 硬膠囊、 顆粒劑等成品。 在生產(chǎn)過(guò)程中， 排放出大量高、 低濃度的有機(jī)廢水， 這些廢水若未經(jīng)處理， 直接排放將會(huì)對(duì)下游接納水體造成較大影響。 本案例對(duì)該類廢水污染物進(jìn)行有針對(duì)性地處理， 出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求， 為同類型工業(yè)廢水的處理提供參考。

1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

根據(jù)企業(yè)提供的資料， 處理站進(jìn)水來(lái)自于提取和制劑2 個(gè)車間， 合計(jì)排水量為200 m3／d。 廢水經(jīng)過(guò)處理后出水水質(zhì)達(dá)到GB／T 31962—2015《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》表Ⅰ中A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放。具體設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、 出水水質(zhì)指標(biāo)Tab. 1 Design influent and effluetn water quality

2 處理工藝流程

提取車間利用乙醇對(duì)三七總皂苷和板藍(lán)根稠膏等原料進(jìn)行提取， 廢水非連續(xù)排放， 污染物濃度高， 主要成分為醇類、 糖類、 木質(zhì)素纖維、 生物堿、 蛋白質(zhì)、 色素及它們的水解產(chǎn)物等［1］。 制劑車間主要生產(chǎn)軟膠囊、 顆粒劑、 硬膠囊等成品， 產(chǎn)生的廢水屬于混裝制劑廢水， 污染物濃度較低， 但水質(zhì)波動(dòng)較大， 主要是包裝容器和工藝設(shè)備清洗時(shí)產(chǎn)生的清洗廢水、 沖洗廠房地面的沖洗水等。 由于制劑過(guò)程中使用了油類， 因此廢水中含有較高濃度的植物油。 根據(jù)對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn)的詳細(xì)分析， 綜合比較后確定， 采用篩網(wǎng)-氣浮工藝先對(duì)廢水中的油類和SS 類物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理； 之后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)占地， 以及污染物可生化性好的特性， 采用EGSB-生物接觸氧化工藝。 對(duì)廢水中有機(jī)污染物進(jìn)行降解， 確保出水達(dá)標(biāo)排放。 具體的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

車間排放的生產(chǎn)廢水首先經(jīng)人工斜篩網(wǎng)截留去除廢水中的懸浮態(tài)大顆粒物質(zhì)， 之后在綜合調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、 均量， 再通過(guò)組合氣浮裝置進(jìn)一步去除廢水中部分溶解態(tài)的顆粒性物質(zhì)以及油類物質(zhì)。 經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水先進(jìn)入中間水池加熱升溫后， 泵提至EGSB 反應(yīng)器， 在EGSB 反應(yīng)器內(nèi)利用產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌等厭氧微生物將廢水中的有機(jī)污染物降解成沼氣和H2O， EGSB 反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置三相分離器，它由沉淀區(qū)、 集氣室和氣封組成， 用于把沼氣、 污泥和液體進(jìn)行分離［2］， 產(chǎn)生的沼氣經(jīng)管道收集， 脫水、 脫硫后利用火炬點(diǎn)燃后排放［3］。 EGSB 反應(yīng)器出水自流入生物接觸氧化池， 池體內(nèi)部設(shè)置組合填料， 在有氧條件下利用好氧微生物將廢水中的有機(jī)物降解成CO2和H2O［4］。 出水在豎流沉淀池進(jìn)行泥水分離， 上清液達(dá)標(biāo)排放。

3 主要工藝單元設(shè)計(jì)參數(shù)

（1） 綜合調(diào)節(jié)池。 設(shè)計(jì)尺寸為6.0 m×3.5 m×4.0 m（利用原廠區(qū)廢水收集池）， 設(shè)計(jì)停留時(shí)間為8.0 h。 池內(nèi)新增空氣穿孔攪拌裝置， 設(shè)計(jì)液堿（40%）投加量為300 mg／L。

（2） 組合氣浮裝置。 采用一體化平流氣浮裝置， 設(shè)計(jì)尺寸為3.0 m×1.0 m×2.0 m， 置于鋼制中間水池之上。 沉淀區(qū)表面負(fù)荷為4.0 m3／（m2·h），出水回流比為30%。 設(shè)計(jì)PAC 投加量為200 mg／L， PAM 投加量為2.0 mg／L。

（3） 中間水池。 采用鋼制池體， 設(shè)計(jì)尺寸為4.0 m×2.0 m×3.0 m， 設(shè)計(jì)停留時(shí)間為1.5 h。 池內(nèi)設(shè)置蒸汽加熱裝置用于維持EGSB 反應(yīng)器溫度在30 ～35 ℃， 設(shè)置碳酸鈉投加裝置用于控制反應(yīng)器內(nèi)堿度在適宜范圍內(nèi)。

（4） EGSB 反應(yīng)器。 采用升流式厭氧反應(yīng)器，利用分支狀管道布水， 設(shè)計(jì)上升流速為5 m／h［5-6］。設(shè)計(jì)尺寸為φ 3.0 m×27.0 m， 1 座， 設(shè)計(jì)有效容積負(fù)荷為6.0 kg［COD］／（m3·d）， 設(shè)計(jì)反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間為19.6 h， 反應(yīng)區(qū)有效水深為23 m。 三相分離器為碳鋼材質(zhì)， 表面采用環(huán)氧防腐， 上下兩組隔式重疊。 集氣室的縫隙部分面積占該反應(yīng)器總面積的20%［2］， 沉淀區(qū)表面負(fù)荷小于0.4 m3／（m2·h）， EGSB反應(yīng)器設(shè)置內(nèi)、 外強(qiáng)制循環(huán)泵。

（5） 生物接觸氧化池。 設(shè)計(jì)尺寸為6.0 m×4.2 m × 4.5 m， 總停留時(shí)間為12 h， 池內(nèi)設(shè)置組合填料， 污泥質(zhì)量濃度為3 500 mg／L， 填料容積負(fù)荷為1.32 kg［BOD5］／（m3［填 料］·d）， 污 泥 回 流 比 為100%， 氣水比為15 ∶1。

（6） 豎流沉淀池。 設(shè)計(jì)尺寸為3.5 m×3.5 m×4.5 m， 污泥泥斗角度為60°， 沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0.82 m3／（m2·h）。

4 運(yùn)行情況分析

處理站自2016 年11 月中旬開始調(diào)試運(yùn)行， 系統(tǒng)初期進(jìn)水量在130 m3／d 左右。 經(jīng)過(guò)45 d 調(diào)試運(yùn)行， 在中間水池蒸汽加熱系統(tǒng)／堿度投加系統(tǒng)不運(yùn)行情況下， 處理站出水COD 指標(biāo)不能持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)， 尤其是EGSB 反應(yīng)器對(duì)COD 去除效果受系統(tǒng)堿度及溫度影響較大。 調(diào)試期間實(shí)測(cè)出水水質(zhì)見表2。

經(jīng)取樣分析發(fā)現(xiàn)， 車間來(lái)水可生化性較好， 在調(diào)節(jié)池和EGSB 反應(yīng)器內(nèi)極易水解， 當(dāng)不及時(shí)補(bǔ)充堿度時(shí)， 易造成系統(tǒng)酸敗而導(dǎo)致厭氧污泥流失， 進(jìn)而影響厭氧系統(tǒng)產(chǎn)甲烷菌效率。 調(diào)試期間雖然當(dāng)?shù)匕滋鞖鉁剌^高， 但冬季晝夜溫差較大， EGSB 反應(yīng)器無(wú)法維持在30 ～35 ℃范圍內(nèi)。 針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)厭氧系統(tǒng)堿度和溫度進(jìn)行控制， 持續(xù)補(bǔ)充蒸汽將厭氧溫度控制在30 ℃左右， 在綜合調(diào)節(jié)池投加液堿控制pH 值在9.0， 在中間水池投加碳酸鈉進(jìn)行緩沖， 保證EGSB 反應(yīng)器pH 值在7.2 ～7.5 左右。 經(jīng)過(guò)上述調(diào)整， 半個(gè)月后通過(guò)對(duì)系統(tǒng)觀察發(fā)現(xiàn)， EGSB 反應(yīng)器出水狀況良好， 未出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象， 出水較清澈， 重新對(duì)EGSB 反應(yīng)器和生物接觸氧化池出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)， EGSB 反應(yīng)器出水COD質(zhì)量濃度可以穩(wěn)定在1 000 mg／L 左右， 去除率穩(wěn)定在85% 左右， 生物接觸氧化池出水COD 質(zhì)量濃度可穩(wěn)定在350 mg／L， 完全達(dá)到排放要求。

表2 調(diào)試期間實(shí)測(cè)出水水質(zhì)Tab. 2 Actual measured effluent water quality during debugging period

5 運(yùn)行費(fèi)用分析

本項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行后， 經(jīng)過(guò)核算直接運(yùn)行費(fèi)用為3.47 元／m3， 其 中 電 費(fèi)1.38 元／m3， 藥 劑 費(fèi)（含 液堿、 碳酸鈉、 PAC、 PAM）合計(jì)0.84 元／m3， 人工費(fèi)1.25 元／m3， 其他蒸汽、 折舊、 大修等不計(jì)。

6 結(jié)語(yǔ)

采用綜合調(diào)節(jié)-組合氣浮-EGSB-生物接觸氧化的組合工藝處理某中藥制藥廢水， 出水可穩(wěn)定達(dá)到GB／T 31962—2015 表Ⅰ中A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

該類中藥制藥廢水可生化性較好， 由于本項(xiàng)目占地較為緊張， 采用EGSB 反應(yīng)器可以節(jié)省占地，同時(shí)COD 去除率可穩(wěn)定達(dá)到85% 甚至更高。 但EGSB 相比其他普通厭氧反應(yīng)器， 上升流速更高，容積負(fù)荷更大， 對(duì)系統(tǒng)控制條件及人員操作水平要求更高， 在厭氧處理過(guò)程中須控制好進(jìn)水pH 值，保證進(jìn)水堿度在適宜范圍內(nèi)， 避免進(jìn)水偏酸性或水解反應(yīng)過(guò)快導(dǎo)致厭氧出現(xiàn)酸化， 進(jìn)而出現(xiàn)EGSB 反應(yīng)器跑泥現(xiàn)象， 影響厭氧出水效果。

中藥制藥車間生產(chǎn)排水規(guī)律性較差， 常以銷定產(chǎn)， 排水經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變化， 建議在條件許可的情況下， 前端收集調(diào)節(jié)池盡量按照停留時(shí)間24 h 設(shè)置，以滿足各種不同工況下系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。