中成藥廢水處理工藝
江西某制藥廠是一家以中草藥為原料生產口服液、膠囊制劑為主的中成藥生產企業，生產過程中產生一定量的廢水。該企業原有廢水處理站采用的是水解+接觸氧化工藝處理廢水，現因企業擴建生產，使原有污水處理站處理能力不能滿足廠區生產排放的污水量，處理效果持續下降，出水水質不能穩定達標，現對原有污水處理站進行改造擴建，確保污水經系統處理后出水排放各項水質指標均達到國家污水綜合排放標準（GB8978－1996）中的二級排放標準。
1廢水水源及水質
1.1廢水組成及特點
中成藥生產廢水主要有中藥材淘洗廢水、提取廢水、洗瓶廢水、設備清洗廢水及衛生清潔、車間地面沖洗水等。廢水中主要的有機污染成分有糖類、有機酸、苷類、木質素、生物堿、蛋白質、單寧、鞣質、蒽醌、淀粉及它們的水解產物等。廢水中有機酸、蒽醌、生物堿等都是高分子有機物，均是結構比較復雜的有機化合物，是比較難被生物降解處理的成分。其中也是這些高分子的有機物導致廢水產生較高的色度；它們不易被絮凝劑去除，是廢水中難以去除的物質。它們一旦進入水體，就會使江河、湖泊受到不同程度的污染，因此如何處理中成藥生產廢水顯得十分重要。
1.2廢水水質及水量
工程設計流量為250m3/d，按Q=10.5m3/h進行設計。本項目廢水SS質量濃度高，主要是植物類的碎片；在生產制藥過程中要用酸或堿處理，pH經常波動變化；在洗藥及提取罐清洗時會產生COD最高可達10000mg/L以上、色度高達1000倍以上，且排放廢水的溫度較高，帶有顏色和中草藥氣味；屬高濃度的有機廢水，其廢水水質、污水處理站總進水口平均水質、廢水經原有處理工藝出水水質及排放標準見表1。
表1廢水水質及排放標準
Tab.1Wastewaterqualityanddischargestandard
2工藝流程的升級改造
2.1改擴建工藝的選擇
原有廢水處理設施采用的處理工藝為水解+接觸氧化工藝，由于水解池的COD負荷高、生物接觸氧化的BOD5負荷高，不能有效的降解廢水中的有機物，需要對水解池和接觸氧化池進行擴建，以降低生化處理的有機物負荷，提高生化處理效果。由于污水的BOD5/COD為0.5，可生化性能較好，因此本次改擴建污水處理工藝采用：水解酸化+生物接觸氧化法為主體處理工藝；化學混凝反應＋沉淀法為輔助處理。擴建的工藝在利用原有水解池、接觸氧化池為一級生化處理設施基礎上（一級A/O），再增加水解2池、接觸氧化2池（二級A/O），即增加一級A/O處理工藝，在生化處理構筑物中去除大部分的污染物，進一步增強生化處理能力。該處理工藝具有耐沖擊負荷能力強，處理效果穩定、操作管理簡單、剩余污泥產量少等特點。且該處理工藝已有大量的工程運用實踐，是一種運用成熟的廢水處理工藝。改擴建后的工藝流程見圖1。
圖1工藝流程
Fig.1Processflowdiagram
2.2工藝說明
2.2.1污水部分
生產廢水經過格柵攔截水中較大的漂浮物和懸浮物后進入調節池，對廢水進行勻質和勻量，在調節池中投加NaOH溶液，將廢水的pH調整為7～9；同時利用鼓風機對廢水進行預曝氣和攪拌，避免SS在池內堆積和發酵，還可吹脫氧化低分子有機物。然后通過潛污泵提升計量進入水解1池。在水解1池中馴化培養厭氧微生物，使廢水中的高分子有機物降解為小分子有機物，提高廢水的BOD5/COD，利于好氧生化處理。經水解酸化反應后的廢水自流進入接觸氧化1池，在接觸氧化1池中培養好氧微生物和硝化菌，利用鼓風機進行曝氣充氧，將有機物分解為CO2和H2O。接觸氧化1池出水自流進入水解2池，將高分子有機物分解為低分子有機物，水解2池出水自流進入接觸氧化2池，利用鼓風機進行曝氣充氧，將有機物分解為CO2和H2O，同時將NH3-N氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，完成大部分污染物質的降解去除。
此時廢水已得到較徹底的凈化，由于廢水的濃度相對較高，接觸氧化二池出水自流進入反應池，通過投加混凝劑PAC進行混凝反應，使水中難以沉淀的膠體顆粒形成大顆粒絮體，再進入二沉池進行固液分離，進一步達到凈化的目的，確保出水達標排放。分離后的上清液溢流進入出水流量堰出水排放，污泥排入污泥濃縮池。
2.2.2污泥部分
沉淀池底集泥斗內的污泥采用氣提裝置將污泥排入污泥濃縮池，進行重力濃縮處理。經濃縮后的污泥利用污泥泵加壓進入廂式壓濾機，并投加PAM并攪拌，增大污泥顆粒直徑，進行擠壓脫水處理。污泥濃縮池上清液、壓濾機的濾液回流到調節池。經脫水后的污泥用運輸車進行外運衛生填埋。
3主要構筑物及設備參數
3.1格柵井
1座，利用原有，尺寸為1.5m×1.0m×2.0m；人工格柵，1臺，利用原有。
3.2調節池
1座，利用原有，地下式硂結構，設計尺寸7.0m×4.0m×5.0m，水力停留時間9.8h，有效容積103m3。原有配套設備：50WQ18-15-1.5型提升潛污泵2套（1用1備）；LPF配套浮球液位計1只；MP113pH在線監測儀1套；NaOH加藥槽1套，設計尺寸為1.4m×1.0m×4.0m，有效容積4.9m3。新增環狀式水下空氣混合裝置1套，曝氣量為1.0m3/(m2·h)。
3.3水解酸化1池
1座，利用原有水解池進行改造，半地上式硂結構，設計尺寸為7.0m×3.0m×5.0m，水力停留時間9.3h，有效容積98m3，平均COD容積負荷4.8kg/(m3·d)。新增UPVC布水裝置、枝狀布水器、出水堰各1套；Φ150-60型組合填料73m3；新增非標A3鋼填料安裝支架1套，總面積42m2。
3.4接觸氧化1池
1座，利用原有接觸氧化池改造，半地下式硂結構，設計尺寸為7.0m×3.0m×5.0m，水力停留時間9.0h，有效容積94m3，BOD5負荷1.26kg/(m3·d)。新增UPVC網狀式布氣裝置1套；新增D215微孔曝氣器52只；Φ150-60型組合填料70m3；新增非標A3鋼填料安裝支架1套，總面積42m2。
3.5水解酸化2池
1座，半地上式硂結構，設計尺寸5.0m×4.0m×5.0m，水力停留時間8.5h，有效容積90m3，COD平均容積負荷3.1kg/(m3·d)。配套PVC出水堰板1套；Φ150-60型組合填料70m3，新增非標A3鋼填料安裝支架1套，總面積40m2。
3.6接觸氧化2池
1座，半地下式硂結構，設計尺寸12.0m×4.0m×5.0m，水力停留時間20.5h，有效容積216m3，BOD5負荷0.52kg/(m3·d)。配套UPVC網狀式布氣裝置2套；D215微孔曝氣器120只；Φ150-60型組合填料163m3；新增非標A3鋼填料安裝支架1套，總面積96m2，曝氣設備采用3L32WC型羅茨鼓風機2臺（1用1備）。
3.7反應池
1座（分為2格），半地下式硂結構，設計尺寸為4.0m×1.0m×5.0m，水力停留時間1.5h，有效容積16m3。新增UPVC環狀式反應攪拌裝置1套；20BF-12型PAC加藥泵2臺；PAM加藥裝置1套，由原反應池改造，設計尺寸為1.4m×1.0m×4.0m。
3.8二沉池
1座，半地下式硂結構，設計尺寸為4.0m×4.0m×5.0m，停留時間3.0h，有效容積32m3。配套Q235、Φ300mm×3000mm導流筒1只；50GW20-15-1.5排泥泵1臺。
3.9流量堰
1座，地下式硂結構，設計尺寸為5.0m×0.7m×1.5m。配套LMC-50明渠流量計1套。
3.10污泥濃縮池
1座，半地下式硂結構，利用原有的污泥池、沉淀池進行改造，增加污泥回流管和氣體攪拌管，污泥濃縮池分為2組，設計尺寸為5.5m×3.0m×5.0m，有效容積66m3。配套PAM加藥裝置1套（利用原有加藥槽改造），G35-1型螺桿泵2臺。新增20BF-12型PAM加藥泵2臺。
3.11脫水機房
1棟，地上式磚混結構，設計尺寸為13.0m×5.0m×3.5m，室內新增XAYJ40/800-UB型廂式壓濾機1套。
4運行效果
廢水在經過兩級級水解酸化工序處理后，將原廢水中大部分不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質分解成易生物降解的小分子有機物，提高廢水可生化性，并有去除生物抑制物質的作用。進一步提高污水的可生化性，降低后續生物處理的負荷。后續的兩級生物接觸氧化工藝對沖擊負荷具有較強的適應能力，生物活性好，污泥產量少，污泥生成量少，由于接觸氧化池停留時間較長，池中存在有原生動物、后生動物等，污泥幾乎不需回流。這是由于吸附生長的生物膜固定在載體填料上，并形成了由菌、藻、原生動物（如輪蟲）及后生動物（如線蟲）組成較長的食物鏈，能維持生物膜的動態平衡。此外，微生物以生物膜的形式附著在載體上，大大減少了曝氣池出水污泥的流失，污泥顆粒大、密度大、易于沉淀，并且不會出現污泥膨脹，從而保證了工藝良好的處理效果。
本工程于2011年3月進行調試，調試期約6個月，結果發現該工藝對COD、BOD5、SS、色度等的去除率達到了預期效果，并通過了環境監測部門的驗收，連續1個月滿負荷運行后各處理工序出水口取樣監測結果見表2。
表2某月各工序出水水質（平均）
Tab.2Averageeffluentqualityineachprocessofamonth
從表2可以看出，改進后處理系統對廢水的COD、BOD5、SS及色度的去除率分別達到96%、98.2%、91.7%、92.6%，出水COD、BOD5和SS的質量濃度分別為80、18、50mg/L，色度為52倍，pH近乎中性，各項指標均達到了污水綜合排放標準（GB8978－1996）中的二級排放標準。
5效益分析
工程造價：該工程總投資為93萬元，其中土建費34.39萬元，設備材料費47.62萬元，其他設計、安裝、運輸及調試等間接費用10.99萬元。
占地面積：該廢水處理工程總占地約784m2，處理1t廢水占地3.13m2。
運行成本：處理廢水的運行成本為1.69元/m3（包括設備折舊、維修費用）,其中電費0.79元/m3，人工費0.33元/m3，藥劑費合計0.57元/m3（PAC投加量為150mg/L、PAM投加量為3.0kg/t（以干污泥計），NaOH投加量為100mg/L廢水）。
環境效益：污水處理站建成后，每年減少約172.8tCOD、84.74tBOD5、25.2tSS排入周圍環境水體，對改善周圍水體環境起到重要的作用。
6結論
經過升級改造后，該中成藥廢水處理的工藝流程實際為“兩級A/O+絮凝沉淀”，相比原有處理系統，新系統容積負荷更高、HRT更短、運行處理效果更穩定。運行結果表明改進后處理系統對廢水的COD、BOD5、SS及色度的去除率分別達到96%、98.2%、91.7%、92.6%，達到了環保部門規定污水綜合排放標準（GB8978－1996）中的二級排放標準。
該污水處理站總投資93萬元，處理廢水總費用為1.69元/m3，系統正常運行每年減排COD約172.8t、BOD5約84.74t、SS約25.2t。因此采用“兩級A/O+絮凝沉淀”工藝處理中成藥廢水是一種投資運行費用低、處理效果好、投資運行省、操作簡單的工藝，是適合于難降解高濃度中成藥廢水處理的可靠工藝流程。
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