铁碳微电解－UASB－两级HCR－气浮工艺处理中成药生产废水
摘要：介绍了铁炭微电解-UASB- 两级HCR-气浮工艺在中成药生产废水处理工程中的应用。运行结果表明，该系统处理效果好、性能稳定、维护管理方便，出水pH 为8.21～8.56，COD 为41.20～49.65 mg/L，BOD5 为12.95～15.60mg/L，ρ(SS)为12.00～24.00 mg/L，经处理后的排水水质指标执行GB 21906－2008 规定的标准。
关键词：中药废水；铁炭微电解；UASB；HCR；气浮
中药制药行业废水是一类含难降解物质和生物毒性物质的高浓度有机废水，国内制药行业废水排放量大水体污染严重。中药制药行业废水的处理已成为亟待解决的问题，因此开发经济有效的制药废水处理技术具有重要的理论意义和现实意义。中成药废水处理技术在国内外报道不是太多，本文以实际工程项目为研究对象，在整个工程稳定运行中研究各反应器的去除效果和影响运行的各种因素，为同类制药和相关行业废水处理工程的设计和运行调试提供技术参考和依据[1-2]。
1 废水处理工程概况
1.1 废水水质水量
河南省某中药生产企业所产消癌平片主要成分为乌骨藤。乌骨藤经前处理工序制成一定厚度的切片，即乌骨藤饮片。取乌骨藤饮片，加水煎煮3 次，第1 次加8 倍量水浸泡12 h，煎煮2 h，第2 次加7 倍量水，煎煮1.5 h，第3 次加7 倍量水，煎煮1 h，合并煎液，滤过，滤液浓缩至相对密度为1.20 （70～80℃）的稠膏，加入淀粉适量混匀制成颗粒，采用微波干燥设备干燥颗粒，对颗粒进行“差圆整型”，打光，最后制得浓缩丸。
排放的废水平均水量约为2 500 m3/d。废水水质列于表1。
1.2 工艺流程
废水处理工艺流程如图1 所示。
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图1 废水处理工艺流程
Fig.1 Flow chart of wastewater treatment process
生产废水由管道汇集后通过机械格栅由提升泵提升进入脱水机房上的撇渣池，经过隔去浮渣后自流进入微电解反应池。在微电解池内，难以降解的多环芳香类大分子物质及毒性物质被断裂开环、去除和减少，废水可降解性大大提高，盐度降低，而且提高了废水的可生化性，为下一步生化系统提供良好的条件；微电解出水进入沉淀池进一步泥水分离，然后再进入升流式厌氧污泥床（UASB）反应池，利用厌氧菌去除大部分有机物，同时维持废水的可生化[3]；经过预处理及厌氧处理后，废水依次进入一级、二级高压射流反应器（HCR），通过好氧高速代谢，完成对有机物的大量去除；最后的低浓度废水进入气浮池，经气浮池再次去除SS、色度后，达标外排。系统产生的污泥通过板框压滤机处理后，泥饼外运处置。
表2 各单元的处理效果
Tab.2 Treatment effect of each unit
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2 主要工艺单元及设备
2.1 撇渣池
单元功能：进一步撇去尚未被格栅拦截的浮渣，降低后续构筑物处理负荷。
尺寸为8.60 m×6.00 m×2.50 m。
2.2 微电解池
微电解对化工制药废水中有机物的改性和去除都有较好的效果，可以有效提高废水可生化性，降低盐度、有毒物质对后续生化处理的影响，为生化系统提供可靠的保障，而且对发色物质有明显的降解；对废水的pH 有很好的调节作用，降低废水酸度，减少了加药调pH 的费用[4-5]。
单元功能：中和、降低合成废水的毒物，打开环状有机物，支解多支链有机物，提高其可生化性，降低废水色度，分解废水中的气泡物质。
结构型式为地上式钢混结构（与调节池合建，设于调节池上部）；总容积为303m3；尺寸为11.15m×6.35 m×5.30 m。
2.3 沉淀池
单元功能：通过重力沉淀作用去除微电解池出水中的固体悬浮物质（SS）、色度、部分COD 等污染物质。
结构形式为半地下式钢混结构；尺寸为10.90 m×10.90 m×6.50 m；总有效容积为618 m3；表面负荷为1.0 m3/(m2·h)。
2.4 UASB 池
单元功能：在厌氧条件下，进一步深度甲烷化，大幅度降解污染物质，维持废水可生化性。
有效容积为5400m3；停留时间为50h；COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)；上升流速为0.2 m/(m2·h)；外形尺寸为30.0 m×20 m×9.0 m。
2.5 一级HCR 池
有效容积为1 845 m3；总停留时间为17 h；反应区容积为1 200 m3；沉淀区容积为645 m3；沉淀区表面负荷为1.3 m3/(m2·h)；配水管过水流量为0.02～0.05 m3/s；外形尺寸：15.0 m×15.0 m×8.5 m。
2.6 二级HCR 池设计参数
有效容积为1 800 m3；总停留时间为17 h；反应区容积为850 m3；沉淀区容积为950 m3；沉淀区表面负荷为0.9 m3/m2·h；配水管过水流量为0.02～0.05m3/s；外形尺寸为15.0 m×15.0 m×8.5 m。
2.7 气浮池
结构形式为钢制；平面尺寸为10.8m×3.0m×2.2m。
2.8 污泥浓缩池
单元功能：储存并浓缩各段工艺产生的剩余污泥结构形式为半地下式钢混结构；尺寸为7.00 m×3.60 m×4.30 m（共两格）。
3 工程运行
本工程项目采用铁炭微电解-UASB-HCR- 气浮池联合工艺处理中药制药废水，并对稳定运行期的运行结果进行了较为详细的分析（见表2），最终出水达到了中药类制药工业水污染物排放标准（GB 21906－2008）。总的来说，该联合工艺对于处理中药制药废水从技术角度来说是完全可行的。COD、BOD5、悬浮物平均去除率分别为98.37%、98.17%、96.22%，且COD 年总排放量为34.16 t/a（年生产300 d 计）。
该废水处理设施系统投入运行后，废水处理运行总成本为1.213 元/m3，其中电费0.88 元/m3，人工费0.033 元/m3，其它费用等0.30 元/m3。将该工程废水达标排放而减少的排污费支出计算在内，则该项目经济效益十分显著。
4 结语
验收监测表明，铁炭微电解-UASB- 两级HCR-气浮工艺对COD、BOD5、悬浮物总去除率分别为98.37%、98.17%、96.22%，达到了设计要求且具有良好的环境效益。
废水经铁炭微电解后，达到了预期的处理效果，可生化性得到了提高，为后续的厌氧生物处理提供了可靠保障。
本工艺组合比较适宜于BOD5/COD 较小的中药综合废水，并可使废水达标排放，为其他中药废水提供了可靠的处理方法。
参考文献：
[1] 孙满,赵淑婷,王永广.电解-Fentno 法处理中药废水[J].油气田地面工程,2004,23(12):28.
[2] 任南琪,高郁,冯文.两相厌氧- 好氧工艺处理中药生产废水[J].中国给水排水,2003,19(06):72-73.
[3] 郗金娥.微电解-UASB-PSB 立式氧化槽处理制药废水中试研究[D].兰州:西北师范大学,2011.
[4] 胡斌.铁炭微电解- 生物组合工艺处理制药废水试验研究[D].重庆:重庆大学,2008.
[5] 朱乐辉,张玉,顾睿,等.UASB-BCO-BAF 工艺在中成药废水处理中的应用[J].水处理技术,2009,35(2):111-114.
作者简介：任朝斌（1976-），男，讲师，从事给排水教学工作。
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