中藥提取廢水處理ABR-生物接觸氧化-BAF工藝
廣東云浮某制藥廠從天然植物中提取藥用成分,通過清洗、煎煮、濃縮、滅菌、干燥等工序生產(chǎn)中成藥片劑、口服液、顆粒劑和膠囊。在生產(chǎn)過程的原料清洗、煮罐換料清洗、地面沖洗等環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢水,廢水中的主要成分有糖類、乙醇、苷類、生物堿、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、色素等物質(zhì)及相關(guān)水解產(chǎn)物。由于中藥生產(chǎn)操作的間歇性和產(chǎn)品種類的多樣性,廢水具有水質(zhì)、水量變化大,成分復(fù)雜,有機(jī)污染物濃度高,懸浮物細(xì)小難沉,色度較高等特點(diǎn)。該藥廠所在工業(yè)園區(qū)域環(huán)保要求較嚴(yán)格,根據(jù)環(huán)評批復(fù)要求,處理后出水要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)和《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21906-2008)表2標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)值的要求,常規(guī)的處理工藝難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。針對廢水的特點(diǎn)和環(huán)保要求,設(shè)計(jì)采用ABR―生物接觸氧化―BAF工藝處理該廠廢水,自2017年正式運(yùn)行以來,工藝運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果良好。
1、廢水水量及進(jìn)出水水質(zhì)
根據(jù)工廠建設(shè)規(guī)劃,一期設(shè)計(jì)規(guī)模為800m3/d,按照總體規(guī)模2000m3/d預(yù)留遠(yuǎn)期擴(kuò)建用地。出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)和《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21906-2008)表2標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)值的要求,設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。
2、工藝設(shè)計(jì)
2.1 工藝流程
該廢水可生化性良好,B/C比在0.35~0.4之間,以生化處理作為主體處理工藝,因藥渣懸浮物較多且原水酸化,設(shè)置預(yù)處理以調(diào)節(jié)pH值和去除懸浮物質(zhì)。廢水處理工藝流程如圖1所示。
2.2 工藝說明
車間排放的生產(chǎn)廢水經(jīng)廠區(qū)廢水管道收集后進(jìn)入格柵井,通過轉(zhuǎn)鼓格柵去除藥渣等懸浮顆粒物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量,調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置機(jī)械攪拌加強(qiáng)混合和防止沉淀。由于廢水可生化性較好,在前端有一定的酸化效果,經(jīng)水泵提升后進(jìn)入混凝沉淀池,通過調(diào)節(jié)pH值,投加混凝劑和助凝劑,加強(qiáng)對細(xì)微懸浮物及膠體的去除?;炷恋沓爻鏊M(jìn)入ABR折板厭氧池,通過折板形成的水力折流加強(qiáng)泥水混合,在厭氧條件下經(jīng)過水解、酸化、產(chǎn)甲烷等階段將有機(jī)物分解。厭氧出水進(jìn)入生物接觸氧化池,通過微孔鼓風(fēng)曝氣方式進(jìn)行充氧,依靠生長在生物填料中的好氧生物膜將廢水中的有機(jī)物進(jìn)一步降解,同時(shí)將廢水中的氨氮硝化為硝酸鹽。好氧出水經(jīng)斜管沉淀池固液分離,出水進(jìn)入曝氣生物濾池(BAF),通過濾料及其上附著生長的微生物對廢水中的污染物過濾、吸附、降解去除。出水經(jīng)清水池和規(guī)范排放口后達(dá)標(biāo)排放。
曝氣生物濾池采用清水池儲水作為反沖洗水源,反沖洗排水排入調(diào)節(jié)池?;炷恋沓睾托惫艹恋沓厥S辔勰嗯湃胛勰酀饪s池進(jìn)行重力濃縮,加藥調(diào)理后泵入疊螺式污泥脫水機(jī),脫水后外運(yùn)處置。
2.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)格柵井和調(diào)節(jié)池:1座,工藝尺寸18.0×12.0×5.0m,按照遠(yuǎn)期規(guī)模一次性建設(shè),停留時(shí)間10h,底部安裝2臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)和1臺轉(zhuǎn)鼓式格柵機(jī)。
(2)混凝沉淀池:1座,工藝尺寸9.0×3.5×5.5m,分2組,反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間30min,設(shè)置機(jī)械攪拌裝置和酸堿調(diào)節(jié)加藥裝置;沉淀區(qū)為豎流式沉淀,表面負(fù)荷0.93m3/(m2?h),設(shè)置導(dǎo)流筒和反射板。
(3)ABR厭氧反應(yīng)器:1座,工藝尺寸9.0×19.0×5.5m,分兩組,水力停留時(shí)間24h,容積負(fù)荷3.2kgCOD/(m3?d)。采用密封式結(jié)構(gòu),分3個(gè)隔室串聯(lián),上升段流速0.5m/h,最后一格設(shè)蜂窩斜管填料層。設(shè)置沼氣收集管道,經(jīng)脫硫除濕后進(jìn)入內(nèi)燃式沼氣燃燒系統(tǒng)。
(4)生物接觸氧化池:1座,工藝尺寸8.6×19.0×5.5m,分兩組,水力停留時(shí)間22h,容積負(fù)荷0.8kgCOD/(m3?d)。池內(nèi)設(shè)置組合填料,采用微孔曝氣管曝氣,氣水比30∶1。
(5)斜管沉淀池:1座,工藝尺寸8.6×19.0×5.5m,分兩組,表面負(fù)荷0.8m3/(m2?h),內(nèi)置蜂窩斜管填料。
(6)曝氣生物濾池:1座分2格,工藝尺寸7.0×3.5×5.0m,容積負(fù)荷0.12kgBOD/(m3濾料?d),水力負(fù)荷1.85m3/(m2?h)。采用氣水聯(lián)合反沖洗,反沖水強(qiáng)度6L/(m3?s),反沖氣強(qiáng)度15L/(m3?s)。
(7)污泥處理系統(tǒng):初沉池污泥和生化剩余污泥均排入污泥濃縮池,污泥濃縮池采用重力濃縮,有效容積56m3,配置1臺疊螺式污泥脫水機(jī),泥餅外運(yùn)處置。
3、工程調(diào)試與運(yùn)行
3.1 調(diào)試過程
工程于2016年11月竣工,12月進(jìn)入生產(chǎn)調(diào)試。預(yù)處理調(diào)試選用多種藥劑進(jìn)行試驗(yàn)研究,結(jié)果表明:在預(yù)處理階段投加燒堿以調(diào)節(jié)廢水pH值并以PAC為混凝劑以PAM為助凝劑可取得較好的沉淀和后續(xù)生化效果。生化調(diào)試采用厭氧好氧調(diào)試分步進(jìn)行,初期采用靜態(tài)方式進(jìn)行,以市政污水處理廠脫水污泥接種、培養(yǎng)和馴化菌種。調(diào)試過程中,對厭氧影響較大的主要是pH值和溫度,由于水質(zhì)酸化的影響必須調(diào)整至適合的pH值進(jìn)入?yún)捬醐h(huán)節(jié),并觀察pH值變化與COD降解效率之間的關(guān)系;本項(xiàng)目調(diào)試期間正值冬季,水溫偏低,微生物馴化工作進(jìn)展較慢,溫度回升后進(jìn)展迅速。好氧調(diào)試在達(dá)到設(shè)計(jì)厭氧處理50%效果后進(jìn)行,逐步調(diào)節(jié)進(jìn)水量和曝氣量,并按比例投加氮源和磷源。大約經(jīng)歷近5個(gè)月的時(shí)間,ABR池內(nèi)形成黑色絮狀污泥,生物接觸氧化池填料上形成穩(wěn)定的黃褐色生物膜。通過顯微鏡觀察,微生物生長穩(wěn)定,表明污泥培養(yǎng)成功,整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。
3.2 運(yùn)行效果
該工程于2017年5月完成調(diào)試后,委托當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測部門進(jìn)行了采樣監(jiān)測分析,其結(jié)果如表2所示。
監(jiān)測結(jié)果標(biāo)明,該工藝對各污染組分有較高的去除率,能實(shí)現(xiàn)出水的全面達(dá)標(biāo)排放,各主要處理單元也達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)功能和目標(biāo)。
4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
本工程占地約1048m2,構(gòu)筑物占地632m2,建筑面積174m2。工程總投資520萬元,噸水投資6500元/噸水,單位投資1548元/kgCODCr。工程裝機(jī)容量105kW,工作容量72kW,日耗電量1106kW?h。噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.86元,其中電費(fèi)0.97元,藥劑費(fèi)0.24元,人工費(fèi)0.53元,其它費(fèi)用0.12元。
5、結(jié)論
(1)采用預(yù)處理―ABR―生物接觸氧化―BAF工藝處理該廠中藥提取廢水,通過針對性的合理化設(shè)計(jì),處理后出水可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)和《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21906-2008)表2標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)值這一較高的要求。
(2)監(jiān)測結(jié)果表明,該工藝對于各污染組分均能取得較高的去除率,符合設(shè)計(jì)要求,其中BOD5為99.25%,CODCr為98.86%,氨氮為80.36%,色度為87.1%。
(3)中藥提取廢水的運(yùn)行過程需密切關(guān)注進(jìn)水的酸化,在前端處理設(shè)置pH值調(diào)節(jié)裝置對于保障污水處理的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。
(4)該工藝在整體保證處理效果穩(wěn)定和較高的去除率同時(shí),減少了占地面積,降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用,方便日常維護(hù),具有較好的節(jié)能效果。(來源:廣州中大環(huán)境治理工程有限公司)
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