內循環厭氧反應器處理中藥廢水工程實例

楊紹康

[中冶（天津）檢測技術有限公司，天津 300392]

藥品按其特點可分為抗生素、有機藥物、無機藥物和中草藥四大類。目前我國生產的常用藥物達2000 種左右，不同種類的藥物采用的原料種類和數量各不相同，生產工藝和合成路線亦區別較大。因此，制藥生產工藝及廢水的組成十分復雜[1,2]。

中藥生產產生的廢水主要來自藥材的前處理、提取制劑等過程。中藥生產廢水包括原藥的洗滌廢水、提取液的殘液，分離、精制和濃縮過程中的萃取、過濾、蒸餾等工藝產生的廢水，洗滌生產設備的沖洗水等[3]。

中藥廢水中的污染物主要是從藥材中煎出的各種天然有機物，這些物質相對分子量范圍很寬[4]。中藥廢水是一種污染物種類多、成分復雜的高色度、高濃度有機廢水，因此，對合適的工藝選擇需要深入研究。

1 工程概括

某制藥廠的產品以中藥為主，中西藥結合，產品有100 多個系列。因公司產能擴大，需要新建配套的污水處理系統。中藥生產廢水含有機質多、濃度高、色度高，從日益加嚴的環保要求及運行成本方面考慮，決定采用生化方法處理該廢水[5]。

根據業主提供的資料，新建污水處理能力為2500m3/d，24h 連續運行，進水水質見表1。

表1 設計進水水質

所有廢水經處理后，達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準，設計出水水質見表2。

表2 設計出水水質

2 處理工藝

2.1 處理工藝的選擇

根據上述廢水水質特點及出水水質要求，考慮中藥廢水中植物類懸浮物（SS）及無機鹽的微細顆粒較小的特點，設置篩網后，選擇混凝沉淀工藝去除SS。根據進水化學需氧量（COD）濃度高、可生化性好的特點，選擇了厭氧處理工藝中負荷高的內循環（IC）厭氧反應器，后續輔以“缺氧-好氧+膜生物反應量（AO+MBR）”工藝，保證出水水質達標。廢水處理工藝流程見下圖。

2.2 流程說明

廢水主要是車間生產而產生的廢水，有機物濃度很高，屬于高濃度廢水，可生化性較好，廢水在調節池易因發酵產酸而導致pH 值降低，因此需要進行pH 值的調節和控制。

（1）廢水收集于調節池，調節池內設有空氣攪拌設施，以均和廢水水質。

（2）廢水經調節后，提升至無動力篩網，過濾掉大部分的細小顆粒及SS 后，進入混凝系統，加入混凝劑和絮凝劑，進一步去除廢水中的SS。

（3）經物化處理后，廢水進入IC 厭氧反應器，通過厭氧菌將水中大分子有機污染物分解為小分子物質，同時去除大部分有機污染物；經厭氧處理后，廢水的有機污染物濃度已經大幅降低，再在好氧微生物的作用下，進一步去除廢水中的有機污染物。為了確保出水水質達到較高的排放要求，好氧段后端采用MBR 工藝。

廢水處理工藝流程圖

（4）經MBR 系統處理后的出水，SS 濃度很低，完全滿足出水要求。為了降低出水色度，采用臭氧消毒工藝對廢水進行氧化脫色處理，同時也能去除一部分污染物，確保出水穩定達標。

（5）沉淀池及MBR 池內的剩余污泥進入污泥槽，經濃縮后的污泥通過氣動隔膜泵輸送進板框壓濾機。壓制成的泥餅定時外運處置。污泥池上清液及壓濾機濾液回流至調節池內進行再處理。

3 主要構筑物及設備規格

（1）進水調節池1 座，規格為40 000mm×25 000mm×3000mm，有效容積3000m3。鋼砼結構。配套提升泵2 臺，一備一用，單泵流量130m3/h，揚程12m，功率7.5kW；配套空氣攪拌裝置1 套，配套pH 計1 臺，配套膜片式藥液注入泵2 臺，一備一用，單泵流量180L/h。

（2）混凝絮凝池4 座，規格為4000mm×4000mm×3000mm，鋼砼結構，有效容積45m3。配套立式攪拌機2 臺，3.0kW；配套膜片式藥液注入泵2 臺，一備一用，單泵流量180L/h。

（3）混凝沉淀池2 座，規格為8000mm×8000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積150m3。配套中心傳動刮泥機2 臺；配套污泥泵2 臺，一備一用，單泵流量10m3/h。

（4）中間水池1 座，規格為4000mm×4000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積96m3。配套提升泵2 臺，一備一用，單泵流量110m3/h、揚程30m、功率18.5kW；配套空氣攪拌裝置1 套。

（5）IC 厭氧反應器3 座，規格為12 000mm×23 000mm，碳鋼結構，有效容積2500m3，容積負荷為1.2kgCOD/（m3·d），配套三相分離器2 套、布水系統2 套。

（6）沉淀池1 座，規格為12 000mm×6000mm，碳鋼結構，有效容積330m3。配套污泥泵2 臺，一備一用，單泵流量200m3/h、揚程40m、功率1.5kW；配套出水堰裝置1 套。

（7）缺氧池1 座，規格為14 000mm×30 000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積2500m3。配套潛水攪拌機4 臺，功率3.0kW；配套彈性調料一套。

（8）好氧池1 座，規格為28 000mm×30 000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積5000m3。配套鼓風機3 臺，兩用一備，風量22.78m3/min、壓力60kPa、功率45.0kW；配套曝氣裝置1 套。

（9）MBR 池1 座，規格為14 000mm×30 000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積2500m3。配套鼓風機1 臺，風量22.78m3/min、壓力60kPa、功率45.0kW；配套提升泵2 臺，一備一用，單泵流量110m3/h、揚程18m、功率11.0kW；配套污泥2 臺，一備一用，單泵流量18m3/h、揚程14m、功率1.5kW。

（10）污泥濃縮池1 座，規格為4000mm×4000mm×6000mm，鋼砼結構，有效容積60m3。配套污泥泵3 臺，兩備一用，單泵流量8m3/h；配套壓濾機2 臺，過濾面積為120m2，功率3.0kW。

4 工程運行情況

本項目經試運行后滿負荷運行，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準，連續監測各項水質指標平均值見表3。

表3 各處理單元的處理效果

5 經濟分析

本系統主要運行成本包括電費、藥劑費、人工費等。本系統正常使用功率約為65kW，電費為1.31 元；本系統中用到的藥劑主要有NaOH、PAC、PAM，藥劑費依次為0.08 元/t、0.009 元/t、0.004 元/t，合計藥劑費為0.093 元/t；人工費為0.30 元/t。

本系統廢水處理總運行成本為1.70 元/t。

6 結語

本系統采取“物化預處理+IC 厭氧處理+AO 處理工藝”進行處理，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準，廢水處理成本為1.70 元/t，產生了較好的經濟效益和環境效益。