高浓度中药提取废水的治理技术

高浓度中药提取废水的治理技术冯昭华(福建省环境保护设计院,福建福州350003):采用气浮+UBF+CASS工艺处理高浓度中药提取废水,实践表明,出水水质满足《污水综合排放标准》(GB89781996)的一级标准。:中药提取废水;气浮;UBF工艺;CASS工艺:X703.1:C:1000-4602(2005)08-0074-03TreatmentTechnologyforHigh-concentrationWastewaterfromExtractedChineseTraditionalMedicineFENGZhao-hua(FujianProvincialDesignInstituteofEnvironmentalProtection,Fuzhou350003,China)Abstract:Air-flotation/UBF/CASSprocesswasusedtotreatthehigh-concentrationwastewaterfromextractedChinesetraditionalmedicine.ThepracticalresultshowsthattheeffluentqualitymeetsI-classcriteriaspecifiedintheIntegratedWastewaterDischargeStandard(GB8978-1996).Keywords:wastewaterextractedfromChinesetraditionalmedicine;air-flotation;UBFprocess;CASSprocess从水质特征来看,中药提取废水属于可生化性较好(B/C比值可达0.4左右)的有机废水。但是,由于中药生产操作的间歇性和产品种类的多样性,废水水量、水质波动性很大,加之废水COD高达4000~6000mg/L,所以对其进行达标处理通常难度很大。考虑到气浮工艺对色度、SS的去除效果较好,同时兼有对COD的预处理作用,提出了以气浮+UBF+CASS为主的中药废水治理工艺,并结合工程实例对其运用进行了介绍。1工程概况太极集团四川绵阳制药有限公司排放的废水主要包括生产废水和生活污水,排放总量为400m3/d,其中生活污水约30m3/d,其余均为车间生产废水。原水水质见表1。按照环保主管部门的要求,出水水质执行《污水综合排放标准》(GB89781996)第二类污染物的一级标准(见表1)。1Tab.1Influentandeffluentquality项目pH色度/倍COD/(mgL-1)BOD5/(mgL-1)SS/(mgL-1)水温/原水6.0~6.8250~4001200~12000420~6000500~280025~60出水6~95010020702处理工艺21分析原水水质可知,该废水具有一些特殊性:①呈弱酸性;②进水水质波动性大;③水质成分复杂,有些组分不易被生物降解,甚至对微生物具有一定的抑制作用。受业主的委托,有针对性地采用气浮+UBF+CASS工艺,并进行了工程设计,工艺流程如图1所示。74第21卷第8期2005年8月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVo.l21No.8Aug.20051Fig.1Flowchartofwastewatertreatmentprocess22整个流程以气浮系统、UBF池、CASS池和OWQE(OutletWaterQualityEnsuring)系统为4个关键处理单元,可确保出水各项指标稳定达标。①高效组合气浮系统通过混凝反应产生的絮体可对废水中各污染物产生聚并、粘结和吸附作用,并随着微气泡群上浮、长大,最终成为浮渣实现与废水的分离。通过上述作用,废水中的SS和色度能得到较为充分的去除,同时COD也得到一定的预去除(特别是对于不可生物降解的无机组分),从而大为降低了后续生化处理的污染负荷和难度。②UBF厌氧池作为UASB和AF两种厌氧工艺的优化,UBF工艺克服了UASB颗粒污泥难于形成和启动的缺点,结合了AF耐冲击负荷和适应性强的优点。UBF反应器底部由沉淀性能良好的厌氧颗粒污泥形成污泥床,上部悬挂填料附着的生物膜对游离菌胶团具有吸附截留作用,降低了三相分离器的固、液分离负荷和性能要求,同时由于填料层的存在,夹带污泥的气泡在上升过程中与之碰撞,加速了污泥与气泡的分离,减少了污泥的流失,从而使得反应器内部能保持更高的生物浓度。因此,UBF反应器具有启动快、稳定高效的特点,现已广泛地用于处理高浓度、难降解有机废水。③CASS池作为SBR的改进型,CASS工艺实现了连续进水,其主要特点:a.采用多池串联、推流方式,依次流经生物选择、预反应和主反应区,而反应区又呈完全混合的复杂流态,这不仅保证了稳定的处理效果,而且提高了容积利用率;b.利用前端的生物选择器,能有效地实现对有机底物的快速吸附和吸收,增强了系统运行的稳定性;c.运行中的池容可变,提高了系统对水量、水质变化的适应性和操作灵活性;d.通过控制生物反应速率,以厌氧缺氧好氧序批方式运行,降低了系统的运转费用。④OWQE系统该工程设计开发了OWQE系统,集快滤、吸附和化学氧化作用于一体,作为仅在出现事故排放和进水负荷的大幅波动时才启用的出水水质保证措施。23①通过工艺和结构优化,在调节池中同时实现了初沉和预酸化作用。物化预处理(如初沉、气浮单元)降低了后续生物处理的污染负荷和难度。②充分发挥气浮+UBF工艺组合在脱除色度、SS方面的优势,解决了中药废水中色度、SS的治理难题。③经预酸化、UBF的高效厌氧处理,废水可生化性得以提高,且进一步降低了后续好氧处理的负荷。④为适应药品种类随市场的多变性,在流程末端还设置了OWQE系统作为出水水质保证措施。⑤采用PLC自控并设有故障报警系统,保障了运行的自动化和稳定可靠。3主要工艺设计①初沉调节预酸化池采用组合式钢混结构,1座,外形尺寸为8.0m4.0m6.0m。前端为调节预酸化区(HRT为9.0h),悬挂2m高的生物组合填料(56m3),底部安装2台潜水搅拌机;后端为初沉区(HRT为1.0h),设置1台吸砂机。②高效组合气浮系统采用压力溶气方式,1套,处理水量为15~20m3/h,溶气水量为5~7m3/h,溶气罐为1.4m1.6m,外形尺寸为4.7m2.9m2.4m。75第8期冯昭华:高浓度中药提取废水的治理技术第21卷③过渡池采用钢混结构,1座,外形尺寸为2.5m2.5m2.5m,HRT为0.75h。池内设置2台潜污泵(1用1备)。④UBF厌氧池采用钢混结构,2座,并联,外形尺寸为5.4m8.1m6.0m,容积负荷为3.36~4.96kgCOD/(m3d),总HRT为30h。每座池下半部悬挂1m高的生物组合填料(44m3),上半部安装4套玻璃钢制三相分离器。⑤沉淀池该池与UBF池为组合池(为UBF池的出水沉淀区),1座,外形尺寸为1.5m8.1m6.0m,HRT为3.0h。取污泥回流比r=0.5,安装2台排污泵(1用1备),以实现厌氧污泥的回流。⑥CASS生化池采用钢混结构,2座,并联,总HRT为17.5h。单池尺寸为7.3m3.9m6.0m,总体容积负荷为1.03~1.10kgCOD/(m3d),V生物选择区V预反应区V主反应区=102070,池内安装1台旋转式滗水器。2池交替运行,单个周期处理水量为100m3,历时12.0h,其中:进水7.5h→曝气9.5h(进水开始时就曝气)→沉淀1.5h→滗水1.0h。⑦充氧曝气系统采用鼓风曝气方式,取气水比为361,选用2台罗茨风机交替运转。每座CASS池的预、主反应区内均安装50套硅橡胶膜微孔曝气管,其动力效率可达7.0kgO2/(kWh),氧利用率为29%。⑧OWQE系统该系统仅在出现事故排放时才应急启用,处理能力为100~150m3/h,配备ClO2发生装置,且需定期清洗、更换过滤和吸附介质。⑨污泥处理系统污泥以含水率为99.5%计,总产量约10m3/d,经厢式压滤机(1台)脱水后,产生含水率为75%的泥饼0.2t/d,最终将其外运填埋或作农用肥。4治理效果与经济估算该工程于2003年完成调试后,委托当地环境监测部门进行采样监测分析,其结果如表2所示。2Tab.2Determinationresults指标pH色度/倍COD/(mgL-1)BOD5/(mgL-1)SS/(mgL-1)原水6.138061502583937预酸化出水7.334562273795702气浮出水7.112044832780197UBF出水7.052876.0569.4110CASS出水6.83053.513.846.5最终出水6.83053.513.846.5注:预酸化池出水加碱调节pH,监测时未启用OWQE系统。监测结果表明,该工艺对各污染物去除率均可达到90%以上,能实现出水的全面达标排放,各主要处理单元也达到了预期的设计功能和目标。该工程造价约为145.0万元,吨水运行费用约为0.93元(含人工费、电耗和药耗等),占地面积为455m2左右。5结语①对于高浓度中药提取废水采用气浮+UBF+CASS工艺处理是可行的。②实践表明,该工艺解决了中药废水处理中色度、COD和SS去除的难题,能确保出水水质满足《污水综合排放标准》(GB89781996)一级标准。③监测结果表明,该工艺对各污染组分均能取得90%以上的去除率(BOD5为99.5%,COD为99.1%,SS为95.0%,色度为92.1%)。④该套治理设施结构简单,操作简便(自动化程度较高),效果稳定,投资与运行费用也较低。:[1]任南琪,李建政,刘士锐,等.中药生产废水处理技术的研究[J].哈尔滨建筑大学学报,2000,33(4):36-38.[2]郑怀礼,龙腾锐,袁宗宣.絮凝法处理中药制药废水的试验研究[J].水处理技术,2002,28(6):339-342.[3]施悦,任南琪,闫险峰,等.中药废水高效生物处理技术生产性试验研究[J].大连理工大学学报,2003,43(4):438-441.[4]李建政,任南琪,刘艳玲,等.中药废水高效生物处理技术的研究[J].中国给水排水,2000,16(6):5-8.:[phone]E-mail:[e-mail]:2005-04-0476第8期中国给水排水第21卷