UASB+BCO+BAF工藝在中成藥廢水處理中的應用
摘要：采用UASB+BCO+BAF新工藝處理中成藥廢水，廢水水量為1 500m3/d，水質為COD 600~2 500mg/L,BOD5 600~800 mg/L，SS 400 700 mg/L，出水要求符合污水綜合排放標準(GB8978—1996)一級標準。
關鍵詞：UASB,BCO,BAF,中成藥廢水
本工程為江中藥業股份有限公司污水處理站改擴建工程。原一期工程污水站，采用兩級A／O接觸氧化法，處理量為720 m3/d。隨著廠方二期工程生產線的不斷投產，原污水處理站在處理水量及有機負荷方面均無法滿足要求， 因此在原污水處理站的基礎上進行二期工程擴建，要求達到的污水處理能力為1 500 m3/d，并預留相應的中水回用設施。通過對項目的調查研究及比較分析， 決定采用 UASB-BCO-BAF的厭氧-好氧組合工藝對原有工藝進行改造。以厭氧工藝為第一級生物處理，其廢水中的COD去除率可達85％ 以上，再進行好氧處理可大大降低投資和運行費用。
1 水質水量
1．1 水質特點
廠方主要產品為健胃消食片、復方草珊瑚含片。中成藥主要生產過程為：中藥原材料切片煎煮、濃縮為浸膏，經噴霧干燥后制成干膏粉，再與輔料按比例混合后壓片、薄膜包衣成型。廢水主要來源于提取車間的原料濃縮廢液、煎煮濃縮容器清洗水、噴霧干燥塔清洗水和多功能車間壓片、包衣容器清洗，各車間地面沖洗水及人員清潔用水也一并混入生產廢水。另外生化車間利用干蚯蚓提取蚓激酶，水泡磨漿和離心過濾中都有廢液產生，同時提取樹脂再生用酸堿溶液也直排進入污水管道，雖然產量不大，但在其他車問廢水量小時會對廢水pH造成較大影響。
1．2 處理水量和進、出水水質
工程設計流量為1 500 m3/d，24 h運行，主要設計參數列于表1。
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2 工藝流程
2．1 原工藝流程
廠方原工藝如圖1所示。
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原工藝以內設軟性填料的接觸氧化池為處理主體，兩級串聯運行，進水加酸／堿調節pH，出水加 PAC和PAM 絮凝沉淀。
2．2 改造后工藝流程
改造時新增厭氧和生物濾池處理單元，在盡量保留原處理工藝的基礎上對原構筑物進行了合理改造，改造后的處理工藝為UASB-BCO-BAF厭氧- 好氧組合工藝。新工藝流程見圖2。
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工業廢水經廠方管道排至集水井，經井中細格柵去除懸浮固體雜質后流入集水池，由泵提升進入 pH調整池，加堿液調節至微堿性，經初沉池去除大顆粒易沉降物質后流入調節池(原兼氧池1和調節池2組成)，在調節池中混合、均化、緩沖水質、水量，同時進行初步水解酸化，而后由泵提升至厭氧池，經厭氧細菌生物處理后出流至接觸氧化池(原好氧池1、兼氧池2、好氧池2組成)，廢水經好氧細菌在有氧條件下進一步分解轉化后進入二沉池，通過斜管沉淀進行固液分離， 出水流入BAF濾池，在曝氣作用下廢水流經濾池填料經充分深度處理后排放。部分出水蓄入消毒池作BAF濾池反沖洗用水，反沖洗出水回流至集水井。事故排放時調節池內廢水由溢流口直接進入接觸氧化池，不流經厭氧池。來自初沉池、二沉池的污泥，由污泥泵抽入污泥濃縮池，經重力濃縮后外運處置，污泥濃縮池的上清液返回初沉池。集水井清理細格柵及抽渣泵排出的污泥由人工定期清運。
由羅茨鼓風機在接觸氧化池和BAF濾池的底部連續鼓入進行生化反應所需的空氣，接觸氧化池和BAF濾池分別采用兩套鼓風機組，BAF濾池的反沖洗空氣則由反沖洗羅茨鼓風機提供。在pH調整池中鼓入攪拌空氣，同時在調節池中定期鼓入空氣，確保池內不淤積污泥。
調節pH時加入堿，特殊情況二沉池進水前加入PAC、PAM，外運污泥不考慮加藥脫水。
2.3 主要構筑物
改造工程的主要構筑物列于表2。
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其中厭氧池為UASB反應器，UASB反應器具有工藝結構緊湊、處理能力大、無機械攪拌裝置、處理效果好以及投資費用省等優點[2]。其尺寸為9．0 mX13．0 mx8．0 m，有效容積760 m ，設計COD容積負荷3．0 kgCOD·m3/d， 上升水速約0．55 m/h一。采用穿孔管大阻力布水系統， 雙層共11組三相分離器，沿不同高度設污泥取樣口。因廠方排水溫度較高，未設加溫裝置，反應器常溫運行。
接觸氧化池利用原A/0反應池，除兼氧池1改為調節池外，其余3個反應池均保留原結構及填料，但不再限制兼氧池2曝氣強度，即3個接觸氧化池全改為好氧工藝。
BAF根據水流方向可分為上向流和下向流兩種。下向流BAF，如BIOCARBONE，納污效率不高，運行周期短，現已被上向流BAF逐漸取代。上向流 BAF有BIOSTYR、BIOFOR等多種形式。本工程采用BIOFOR形式，四格并聯運行，單格尺寸2．3 mx 3．6 mx4．2 m，采用國產球形陶粒，濾料層約2．5 m。設計容積負荷約0．9 kgBOD5/m3濾料/d，氣水比3．7：1。濾池部分出水流入清水池備反沖洗用。
3 運行結果
3．1 COD去除效果
穩定運行期間厭氧．好氧工藝沿程COD變化如圖3所示。
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在UASB正常運行情況下，厭氧平均出水 COD 300 mg/L，后續好氧工段處能在低有機負荷條件下運行，整個系統COD總去除率超過94％。值得注意的是當廢水流經UASB后COD的累積去除率就已經接近80％，說明在UASB—BCO—BAF的厭氧一好氧組合工藝中，UASB厭氧反應器起主導作用。因此，只有保障UASB穩定運行，整個系統才能獲得理想的處理效果。
3．2 SS去除效果
初沉池沉淀、調節池水解酸化能有效降低厭氧反應器進水SS濃度；UASB反應器通過污泥床層截留和三相分離器沉降共同減少出水SS；接觸氧化出水經過二沉池沉淀和BAF過濾后最終實現SS達標排放。在工藝平均進水SS 300 mg/L。時，總出水SS 平均為56 mg/L，SS的去除率達到81．1％，處理效果良好。組合工藝SS沿程變化見圖4。
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3.3 色度去除效果
廢水色度主要來源于中藥提取廢水，產生色度的主要成分為草珊瑚、陳皮、山楂、太子參、山藥等中藥材中的黃酮類和甙類物質以及生產中少量添加的胭脂紅色素。原水主要呈黃褐至紅褐色，平均色度 500倍，經UASB處理后色度降低至50~80倍，再經接觸氧化和曝氣生物濾池處理后色度最終降低為 30倍左右。
冬季氣溫較低時，系統對色度的去除效率會受一定影響，尤其是提取車間集中清洗設備排放大量高色度廢水后，BAF濾池出水色度開始泛黃、混濁，出水感官變差，比色測定出水色度接近50倍，需通過在濾池進水端投加PAC和PAM 來增強系統對色度的去除能力。
4 技術經濟分析
日處理水量以1 500 m 計算，不計折舊和維修，合計運行費用為952．5元/d，折合單位廢水為0．64 元/m3。；計折舊和維修，合計運行費用為1 204．6元/d ，折合單位廢水為0．80元/m。
廠方原兩級A／O接觸氧化工藝日常運行需投加PAC及PAM，含絮凝劑及助劑使用費后的處理成本為0．97元/m3，高于改造后厭氧-好氧組合工藝0．64元/m3的處理成本。厭氧-好氧組合工藝的采用，尤其是UASB反應器的使用大大降低了好氧曝氣所需要的電耗。
另外，UASB和BAF濾池可間歇運行的特點克服了原接觸氧化工藝無法完全停機的缺點。原工藝在廠方淡季停產時仍需對接觸氧化池正常曝氣，并人工投加面粉、尿素和磷肥以保持微生物活性，僅此一項每年要多增加13 400元運行費用(以每年停產 50 d，停產時每日安排2名操作工計算)。而UASB 與BAF中的微生物均有很好的饑餓耐受能力，停產時可完全關閉，不用額外投加營養物質，節省了廠方的人力、電耗和藥劑費用。
5 結語
針對中成藥廢水較難處理的特點，采用UASB +BCO+BAF工藝技術，對廢水中的有機污染物進行多級生化處理。實踐證明該工藝不僅是可行的，同時也為中成藥廢水處理找到了一條新途徑。
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