丹參提取生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

上海華源安徽錦輝制藥有限公司是國內(nèi)生產(chǎn)丹參滴注液的主要企業(yè)之一。丹參滴注液的生產(chǎn)工藝是將丹參中藥材加工成高純度的丹參有效成分提取液，然后與其它藥物配伍生產(chǎn)丹參滴注液。丹參有效成分的提取主要采用煎煮水提、濃縮醇沉的方式，在提取過程中會產(chǎn)生大量含有鞣酸蛋白、糖類、纖維素、乙醇等有機(jī)成分的廢水。經(jīng)過多年研究和不斷改進(jìn)，該企業(yè)廢水治理工程采用厭氧-兼氧-好氧串聯(lián)工藝，廢水處理量為400 t/d，廢水處理取得了較好的效果，減輕了對周圍環(huán)境的污染。

1 廢水來源及水量、水質(zhì)

丹參提取的生產(chǎn)工藝如圖1 所示。該廠廢水排放量為400 t/d，包括淋洗廢水及沉渣、濾渣的沖洗廢水等，其中主要成分為鞣酸蛋白、糖類、纖維素、丹參酮、丹酚酸、乙醇等有機(jī)物。

處理出水執(zhí)行GB 21906—2008《中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。綜合廢水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

圖1 丹參提取的生產(chǎn)工藝

表1 丹參提取生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 廢水處理工藝及說明

2．1 處理工藝的選擇

丹參有效成分提取生產(chǎn)廢水為高濃度有機(jī)廢水，各工序產(chǎn)生的廢水混合后，pH 值為5 ～ 6，SS的質(zhì)量濃度為300 mg/L，沒有大的根莖和顆粒，溫度為30 ～40 ℃，且不含重金屬及其它對微生物有害的物質(zhì)，故不需要對混合廢水進(jìn)行預(yù)處理。廢水的m（BOD5）/m（CODCr）值約為0．35，適宜采用生化法處理。生化法中的厭氧法容積負(fù)荷較高、能耗低、污泥產(chǎn)生量少、投資及運(yùn)行費(fèi)用低，且占地少，但其處理過程中微生物生長繁殖速率慢，處理時間長，對低濃度有機(jī)廢水的處理效率低。常規(guī)好氧法處理高濃度有機(jī)廢水時，供氧速率不能滿足微生物代謝有機(jī)物的需氧速率，去除率不高，出水水質(zhì)難以達(dá)到排放要求，且能耗大，因此對高濃度有機(jī)廢水多采用厭氧-好氧處理。在厭氧處理中，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）負(fù)荷能力大，設(shè)備簡單，不需要充填填料和攪拌，不需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，能適應(yīng)較大幅度的沖擊負(fù)荷、溫度和pH 的值變化，適用于高濃度有機(jī)廢水的處理，并且運(yùn)行、管理方便，造價相對較低。為提高好氧處理效果，先采用兼氧處理去除一部分污染物。在好氧處理過程中，SBR 工藝通過進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水等工序，完成好氧的生化過程，這樣不僅可進(jìn)一步去除CODCr、BOD5，而且可以達(dá)到良好的生物脫氮除磷效果。對丹參提取生產(chǎn)廢水而言，其CODCr的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)大于3 000 mg/L，宜采用厭氧-兼氧-好氧聯(lián)合法處理，先利用厭氧單元去除廢水中的大部分有機(jī)污染物，再利用兼氧-好氧進(jìn)一步處理，利用厭氧處理能力大和好氧處理去除率高的優(yōu)勢，使出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2．2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程如圖2 所示。

圖2 廢水處理工藝流程

丹參提取過程中產(chǎn)生的淋洗廢水及濾渣、沉渣等的沖洗廢水進(jìn)入集水混合調(diào)節(jié)池均勻混合，以達(dá)到穩(wěn)定水質(zhì)的目的，然后送入UASB，廢水通過反應(yīng)器底部的進(jìn)水管進(jìn)入內(nèi)筒，逐步上升到反應(yīng)器頂部的水分布器，通過虹吸管均勻進(jìn)入外筒和中筒之間，與其中馴化好的污泥相混合，在厭氧菌的作用下，廢水中的有機(jī)物被分解產(chǎn)生沼氣，通過三相分離器的分離作用，水通過分離器上部的出水管排入兼氧池，污泥被留在反應(yīng)器的底部，沼氣通過水封的作用經(jīng)管道排出進(jìn)入沼氣儲罐。兼氧池中的廢水經(jīng)微量曝氣后進(jìn)入SBR 反應(yīng)池進(jìn)一步去除CODCr、BOD5，并進(jìn)行脫氮除磷。曝氣處理后的廢水經(jīng)靜止沉淀后，清水從上部潷水器排出。從UASB 和SBR 反應(yīng)池定期排放污泥至污泥池，污泥經(jīng)脫水后外運(yùn)。儲罐中的沼氣供生產(chǎn)及生活使用。

3 主要處理構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

（1）集水混合調(diào)節(jié)池。由2 組260 m3蓄水池組成。2 組調(diào)節(jié)池周轉(zhuǎn)使用，HRT 在12 h 以上。

（2） UASB。根據(jù)廢水排放量為400 t/d 可知，廢水中CODCr總量約為2 800 kg/d，設(shè)計UASB 處理負(fù)荷為8．0 kg［CODCr］/（m3·d）、容積為420 m3（Ф9 000 mm × 7 000 mm），有效容積為330 m3，厭氧消化溫度為35 ℃，HRT 為20 h。

（3）兼氧池。2 座，單池池容100 m3，池內(nèi)懸掛彈性立體填料，填充率為70％。HRT 為6 h，溶解氧的質(zhì)量濃度為0．5 mg/L，pH 值為6．5 ～ 8．0，處理負(fù)荷為0．5 kg［CODCr］/（m3·d）。

（4） SBR 反應(yīng)池。SBR 反應(yīng)池2 座，單池尺寸為11 000 mm × 6 000 mm × 4 500 mm，有效容積為260 m3，分布260 個曝氣頭，通過SSR-80 羅茨鼓風(fēng)機(jī)供氧，溶解氧的質(zhì)量濃度大于2 mg/L，污泥的質(zhì)量濃度為3 000 mg/L，污泥負(fù)荷為0．3 kg［CODCr］/（kg·d），pH 值為7 ～ 8，溫度為20 ～35℃，排出比為1 ∶ 2．5，處理負(fù)荷為0．8 kg［CODCr］/（m3·d），對CODCr和氮、磷的去除率分別達(dá)到85％和70％以上。1 個運(yùn)行周期為12 h，進(jìn)水2 h，曝氣5 h，沉淀1 h，排水2 h，閑置2 h，每天運(yùn)行2個周期。

（5）污泥池。尺寸為3 000 mm × 5 000 mm ×2 000 mm，有效容積為30 m3，從UASB 和曝氣池（停風(fēng)機(jī)后）定期排入污泥池的污泥，經(jīng)濾帶污泥脫水機(jī)過濾脫水后外運(yùn)，作為農(nóng)田有機(jī)肥料。

4 運(yùn)行結(jié)果

4．1 廢水處理效果

在以上工藝條件下，跟蹤監(jiān)測廢水處理工程的運(yùn)行情況，廢水處理效果如表2 所示。

表2 廢水處理效果

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，每段處理工序的出水水質(zhì)都能達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)，最終廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。

4．2 工藝特征分析

（1）采用厭氧-兼氧-好氧串聯(lián)處理流程有利于提高污染物去除效果。采用厭氧-兼氧-好氧串聯(lián)生化處理流程，充分利用了各處理方法的優(yōu)點，合理分擔(dān)處理負(fù)荷，使每個處理單元都能在較高效率下工作。先采用厭氧法使CODCr和BOD5的去除率達(dá)到85％，大大減輕能耗高的后處理工序的負(fù)擔(dān)。然后采用兼氧法，去除30％左右的CODCr、BOD5后，再利用好氧曝氣法去除85％的CODCr、90％的BOD5，由于兼氧法所需曝氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于好氧法，因此，這樣安排比只用好氧法或厭氧-好氧處理流程能耗少，從而降低了處理成本，而且先用兼氧法處理去除一部分污染物，有利于提高好氧部分的處理效果。

（2）采用中溫厭氧消化以降低能耗。由于車間排放廢水的溫度為30 ~ 40 ℃，若采用高溫（60 ℃）厭氧發(fā)酵，生化反應(yīng)速率雖高，但需進(jìn)行升溫處理，耗用大量能源。采用中溫（35 ℃）厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度與車間排放廢水溫度一致，不需增加處理費(fèi)用，而出水溫度適中，可以直接進(jìn)入兼氧池。

（ 3）采用UASB 厭氧處理強(qiáng)化處理過程。UASB 厭氧反應(yīng)器可以使活性污泥自身固定化，形成生物聚體結(jié)構(gòu)———顆粒污泥。顆粒污泥生物相呈層分布，即外層占優(yōu)勢的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌，各種細(xì)菌組成了一條很完整的食物鏈。顆粒污泥使反應(yīng)器中保持較高的污泥濃度和容積負(fù)荷，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，該法可簡化處理流程，降低成本。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

該工程總投資195 萬元，其中土建費(fèi)用110 萬元，設(shè)備65 萬元，其它費(fèi)用20 萬元，2011 年6月建成投運(yùn)。系統(tǒng)自運(yùn)行以來，丹參提取生產(chǎn)廢水處理量為400 m3/d，處理后廢水的CODCr平均質(zhì)量濃度在110 mg/L 以下，BOD5的平均質(zhì)量濃度低于25 mg/L，SS 的質(zhì)量濃度在60 mg/L 以下，pH 值為6 ~ 9，達(dá)到GB 21906—2008 的要求，每年可減排CODCr 1 000 t、BOD5 340 t、SS 35 t，減輕了對環(huán)境的污染。

本系統(tǒng)采用自動控制方式，處理效果穩(wěn)定，操作簡單，易于維護(hù)，便于管理，該廢水處理站不設(shè)置專職操作人員，由車間后勤人員兼職管理，減少了人工費(fèi)用。

由于先采用低處理成本的厭氧、兼氧技術(shù)使絕大多數(shù)污染物降解，然后再利用高處理成本的好氧曝氣法進(jìn)一步處理，從而使廢水處理成本降低。目前每天耗電250 kW·h 左右，每天的電費(fèi)約200元，加上折舊、物料消耗等，廢水處理費(fèi)用為0．70元／m3 左右。具體參見http://www.m26888.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

厭氧處理單元每天可產(chǎn)生沼氣約1 000 m3，相當(dāng)于標(biāo)煤700 kg，除可作為職工食堂生活用燃料之外，還可以供生產(chǎn)使用，節(jié)約了燃料，同時，用沼氣代替煤炭也可降低大氣污染物的排放量。

6 結(jié)語

采用厭氧-兼氧-好氧串聯(lián)法處理高濃度丹參提取生產(chǎn)廢水，處理后出水各項水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到GB 21906—2008 的要求，所產(chǎn)生的沼氣可作為燃料供生產(chǎn)、生活使用，具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。