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高濃度中藥廢水處理方案
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高濃度中藥廢水處理方案

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高濃度中藥廢水處理工程設計
 

在中成藥的生產提取過程中,生產工藝產生大量的廢水,造成環境汙染,使得中成藥產業的發展受到製約。因為中成藥的生產廢水,與其它類的工業汙水、廢水在水質和汙染物成分方麵有很大的差異,采用常規的厭氧—好氧法等技術進行處理,效果不好,很難達標。為保護環境,減少向三峽庫區水體排放汙染物,對國光製藥廠中藥生產廢水進行處理,要求達到GB8978-1996一級標準。 

1 工程基本情況簡介

據統計,目前中成藥的生產大都采用水溶法,水溶法的生產過程主要包括洗藥、煮提和製劑三個步驟。因此,廢水主要來自原料的洗滌水、原藥煎汁殘液和地表麵的衝洗水。

經成分分析,中成藥生產廢水中主要含有各種天然有機汙染物,主要成分有糖類、甙類、蒽醌、木質素、生物堿、鞣質、蛋白質、色素及它們的水解產物。廢水中汙染物含量程度見表1。廢水中水質水量變化係數較大,其中,CODcrzui高可達20000mg/L,BOD5zui高可達8000mg/L。

本次處理工程是生產廢水處理工程,設計處理能力為:150m3/d,其汙染物的含量和控製標準見表1。

表1  廢水的汙染狀況及執行的排放標準

Tab1  Pollution Matter Content of Wastewater

序  號

汙 染 物

平均含量

排放標準

1

CODcr(mg/L)

6000

100

2

BOD5(mg/L)

2700

20

3

SS(mg/L)

310

70

4

NH3-N(mg/L)

21

--

5

TP (mg/L)

15

--

6

pH

6

6~9

2 工程主體工藝流程確定

在工藝流程確定的過程中,主要考慮以下幾條原則:

(1)中藥生產廢水含有機質多,濃度、色度高,同時本工程中廢水排放要求較高。

(2)中藥生產廢水可生化性較好,易於生物降解。

(3)本工程要求低運行成本。

根據上述原則,確定采用圖1所示的處理工藝流程。

 

圖1  高濃度中藥廢水處理工藝流程圖

生產工藝廢水通過格柵池進入汙水處理段調節池,調節水質水量,在絮凝劑的作用下,去除廢水中的懸浮物和膠體物質等汙染物,降低後續處理單元的工作負荷。經泵定量提升進入二相厭氧反應器,在厭氧微生物的作用下,將廢水中的各種複雜有機物分解轉化成小分子有機物,甲烷和二氧化碳等物質,剩餘汙泥進入汙泥沉澱池。消化後的廢水再進入接觸氧化池,與附著在生物填料上的好氧微生物的進一步作用,去除剩餘的有機物,部分隨水流帶出的懸浮物在斜管沉澱池中得以沉澱出來,出水再經過生物陶粒反應器(BAF曝氣生物濾池)後廢水達標排放。調節池、厭氧接觸池、接觸氧化池及沉澱池的剩餘汙泥通過汙泥泵進入汙泥儲存池,加入絮凝劑後,經過板框壓濾機脫水處理後運走。濾液回流到調節池進行循環處理。具體分為如下三個階段:

1)廢水物理處理階段。廢水流經細隔柵池,有效去除細小纖維素等不容性懸浮物,減輕後續生化處理的負荷;同時,考慮到中成藥生產廢水排放的不連續和水質變化大的特點,在細隔柵池的後麵設置了一個調節池,以均衡水質水量,便於後續的處理。

2)廢水生化處理階段。經物理處理後的廢水,先流入二相厭氧反應器中,進行厭氧反應處理。在廢水中 ,含有許多有機物都是從植物中帶來的 ,例如單寧、甙類、蒽醌、生物堿等。這類有機汙染物結構比較複雜 ,不宜生物降解。

水解酸化階段作為不完全厭氧過程 ,並沒有直接降低廢水中CODCr及BOD5,而是使廢水中結構複雜的大分子有機物降解轉變成結構簡單的小分子有機物 ,使它們易於生物降解。同進水相比 ,水解酸化階段其CODcr並沒有降低 ,而是pH值降低 ,揮發有機酸升高 ,BOD5/CODcr值提高。因此 ,二相厭氧工藝的引入 ,使廢水中難降解的汙染物變為易降解的汙染物 ,改變了廢水的可生化性 ,為後續好氧生物降解提供了保證。在這一過程中,采用了自行設計的二相厭氧器。在設計中利用了水力自流作用,使廢水進出反應器時,無需外加動力。

采用二相厭氧—好氧組合工藝處理高濃度中藥有機廢水 ,要保證zui後出水水質 ,仍是好氧階段起決定性的作用。在該項工程中 , 好氧處理采用了接觸氧化法,選用了供氧能力大、氧利用效率高的導流式機械曝氣機進行階段曝氣,曝氣機的開啟與停止,均是根據廢水中的DO濃度自動實行在線控製,取得良好效果。通過現場測定 ,曝氣池內殘餘溶解氧在 1.5~ 2.5mg/l之間。

為確保出水水質,經二沉後的廢水再經過生物陶粒反應器(BAF曝氣生物濾池)深度處理後達標排放。

3)二沉階段。向好氧反應器處理排出的廢水中投入微量絮凝劑,使廢水中的懸浮物在絮凝劑的作用下,經斜管填料進行zui後沉澱。

3 主要構築物簡介

(1)沉澱池  

采用鋼筋砼平流式沉澱池一座,地下式,置於廠區綠化帶下,既不影響廠區美觀,又具保溫功效,同時由於生產排水不均勻,可兼有調節池功能。水力停留時間4h, 尺寸為:6 m×1.5 m×3m。

(2)二相厭氧反應器  

采用鋼筋砼結構,中溫消化。產酸反應器有效容積為:140m3,COD容積負荷率6.4kgCOD/(m3·d),BOD5容積負荷率2.89 kgBOD5/(m3·d);產甲烷反應尺寸為:260 m3,COD容積負荷率2.4kgCOD/(m3·d),BOD5容積負荷率3.2 kgBOD5/(m3·d)。                

(3)接觸氧化池

采用矩形鋼筋砼結構,內設PE半軟性填料,有效容積80m3。COD填料體積負荷1.3 kgCOD/(m3·d),BOD5填料體積負荷1.1 kgBOD5/(m3·d)。采用清華同方生產的導流式機械曝氣機2台,一用一備。單台溶氧量8kgO2/h,配套電機4Kw。工程運行時采用階段曝氣,曝氣機的開啟與停止,均是根據廢水中的DO濃度自動實行在線控製。

(4)二沉池

采用斜管填料沉澱池,水力停留時間1.2h。

4.主要技術經濟指標

(1)人員編製

由於本工程基本無需人員操作,現實行三班一人製,即一共三班,每班一人,主要工作為檢查各機械設備的運行情況。

(2)總投資概算

廢水處理站工程總投資:52萬元。其中:土建構築物:26萬元;設備:20萬元;安裝人工費:6萬元。

根據以上總投資,折合單位廢水投資為3466元/(m3·d)。

(3)運行費用

a.動力費  廢水處理站總裝機容量為14kW,實際工作容量為5kW。每m3廢水處理費用為:5×0.5×24/150=0.4元/m3

b.人工費  操作人員以三人計,每人月工資500元,人工費為:(3×500)/(30×150)=0.44元/m3廢水。

以上上二相費用合計為:0.84元/m3廢水。

(4)工程運行結果

工程經四個月調試後,國家法定環境監測單位對工程出水進行監測,結果為:CODcr 60.7mg/l;BOD18.8 mg/l;SS 17.7 mg/l;ph 7.43;色度 7倍。

5.環境效益

經處理後,每年可少向環境排放汙染負荷為:

(1)CODcr :(6000-100)×10-6×150×300 = 265.5t;

(2)BOD :(2700-20) ×10-6×150×300 = 120.6t;

(3)SS   :(310-70)  ×10-6×150×300 = 10.8t;

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