工业水处理, 2019, 39(10): 104-106 doi: 10.11894/iwt.2018-1019

工程实例

“ABR+UBF+A/O”工艺处理中药废水工程实例

张金菊,, 袁孟云, 张瑜倩, 张红川

Example of the traditional Chinese medicine wastewater treatment in the 'ABR+UBF+ A/O' process

Zhang Jinju,, Yuan Mengyun, Zhang Yuqian, Zhang Hongchuan

收稿日期: 2019-06-20  

Received: 2019-06-20  

作者简介 About authors

张金菊(1988-),工程师电话:15595975365,E-mail:814664470@qq.com , E-mail:814664470@qq.com

摘要

根据河南郑州某中药生产企业废水的排放特点和水质,并结合类似废水处理的实际工程经验及实验研究结果,确定采用"混凝沉淀+ABR(厌氧折流板反应器)+UBF(上流式污泥床过滤器)+曝气沉淀+A/O"的主要处理工艺及"曝气生物滤池+过滤"的深度处理工艺对其进行处理。实际运行结果表明,最终处理出水水质能够稳定达到《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906-2008)表2规定的排放标准。

关键词: 中药废水 ; 混凝沉淀 ; 厌氧折流板反应器 ; 上流式污泥床过滤器 ; A/O

Abstract

This study was conducted in a Chinese medicine production enterprise in Zhengzhou of Henan Province, and investigated its discharge characteristics of wastewater and water quality. Combined with the practical experience of the similar wastewater treatment and the experimental results, this study determined to employ the main treatment process of 'coagulation precipitation+ABR+UBF+aerated precipitation+A/O' and the advanced treatment process of 'biological aerated filter+ filtration'. The actual operation results showed that the final effluent water quality reached the standards in Table two of the Discharge Standards of Water Pollutants in Pharmaceutical Industry of Traditional Chinese Medicine Category(GB 21906-2008).

Keywords: Chinese medicine wastewater ; coagulation precipitation ; anaerobic baffled reactor ; upflow blanket filter ; anoxic/oxic

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本文引用格式

张金菊, 袁孟云, 张瑜倩, 张红川. “ABR+UBF+A/O”工艺处理中药废水工程实例. 工业水处理[J], 2019, 39(10): 104-106 doi:10.11894/iwt.2018-1019

Zhang Jinju. Example of the traditional Chinese medicine wastewater treatment in the 'ABR+UBF+ A/O' process. Industrial Water Treatment[J], 2019, 39(10): 104-106 doi:10.11894/iwt.2018-1019

1 工程背景

河南郑州某中药生产企业主要采用黄芩进行中药提取,其产生的中药废水主要包括生产废水和少量的生活办公废水,其中生产废水主要包括前处理车间洗药、泡药废水,黄芩提取车间煎煮废水和部分提取液及冲洗排放废水等。废水的水质特征为酸性废水,pH约为1.0~2.0,废水中主要含中药有效成分残留物、木质素、纤维素、半纤维素、老化的大孔树脂、有机溶剂(乙醇)、甙类、蒽醌类、生物碱及其水解产物等1

2 工程设计

2.1 设计规模及进出水水质

本工程设计处理规模为120 m3/d。设计出水执行《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906—2008)表2规定的标准。废水经处理达标后,排入市政管网。本工程设计进出水水质见表1

表1   设计进出水水质

项目CODBOD5SSNH3-NpH
进水35 00010 50015 0001001.8
出水≤100≤20≤50≤86~9

注:除pH外,其余各项指标单位均为mg/L。

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2.2 工艺确定

根据该企业中药废水的排放特点和水质,并结合类似废水处理的实际工程经验及实验研究结果,确定采用“混凝沉淀+ABR(厌氧折流板反应器)+ UBF(上流式污泥床过滤器)+曝气沉淀+A/O”的主要处理工艺及“曝气生物滤池+过滤”的深度处理工艺对其进行处理,处理工艺流程如图1所示。

图1

图1   污水处理工艺流程


2.3 主要构筑物及设备

(1)调节池。钢筋混凝土结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸6.5 m×4 m×5.5 m。配套2台污水提升泵,单台流量5.8 m3/h,扬程14.4 m,功率0.55 kW,1用1备。设置自动加碱装置,调节pH。

(2)两级混凝沉淀池。碳钢防腐结构,2座,设计流量5 m3/h,混凝区尺寸2.1 m×1.2 m×2.0 m,反应时间0.9 h,沉淀区尺寸2.1 m×2.1 m×4.7 m,表面负荷1.13 m3/(m2·h)。混凝区配置加药系统,投加PAC和PAM,去除水中的悬浮物,以降低后续处理的负荷;沉淀区设置排泥系统。

(3)ABR。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸9 m×2 m×5.3 m,上升流速0.83 m/h。ABR分3格,可实现分相多阶段缺氧,有效分解大分子有机物和毒性物质。在最后一格上流区内设弹性填料,为水解污泥提供载体,防止污泥流失。设置污泥回流泵回流第3格污泥至第1格,污泥回流泵2台,单台流量5.8 m3/h,扬程18 m,功率0.75 kW,1用1备。

(4)1#中间水池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸3 m×2 m×3.3 m。配套污水提升泵2台,单台流量25 m3/h,扬程20 m,功率3 kW,1用1备。

(5)UBF。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸D 8 m×12 m,COD容积负荷4.75 kg/(m3·d),停留时间4.9 d。内设弹性填料,为厌氧污泥提供载体,防止污泥流失。在UBF底部设布水器均匀布水。出水采用电磁流量计计量分流,部分水回流至1#中间水池,回流量为3倍进水量,即为15 m3/h,其作用稀释进水有机物浓度,降低有机物的生物毒性。该工程暂不考虑建设沼气利用系统,厌氧产生的沼气经水封罐后暂高空排放。

(6)曝气沉淀池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,曝气区尺寸1.2 m×1.2 m×2.3 m,沉淀区尺寸D 2.32 m×4.9 m,表面负荷1.18 m3/(m2·h)。曝气区设置布气系统,沉淀区设置排泥系统。

(7)A/O池。钢筋混凝土结构,1座,设计流量5 m3/h,好氧池尺寸6 m×5 m×5.5 m,污泥负荷0.08 kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥质量浓度3 500 mg/L;缺氧池尺寸5 m×3 m×5.5 m。A池内设置推流器1套,功率2.2 kW,防止污泥沉积。设置混合液回流泵2台,单台流量17.5 m3/h,扬程22 m,功率2.2 kW,1用1备。A/O工艺反硝化在前,硝化在后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源,反硝化反应充分,脱氮效率高。

(8)二沉池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸2.5 m×2.5 m×4.8 m,表面负荷0.8 m3/(m2·h)。设置污泥回流泵2台,回流污泥至A/O池,单台流量5 m3/h,扬程20 m,功率2.2 kW,1用1备。

(9)2#中间水池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸1.2 m×1 m×1.8 m。配套污水提升泵2台,单台流量6.5 m3/h,扬程20 m,功率1.1 kW,1用1备。

(10)曝气生物滤池。碳钢结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸D 1.4 m×5.5 m。采用气水反冲洗,水反冲强度4.3 L/(m2·s),气反冲强度13.5 L/(m2·s)。

(11)3#中间水池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸2 m×1.2 m×2.3 m。配套污水提升泵2台,单台流量6.3 m3/h,扬程32 m,功率2.2 kW,1用1备。设反洗水泵2台,用于反洗曝气生物滤池,单台流量17.5 m3/h,扬程22 m,功率2.2 kW,1用1备。

(12)过滤器。多介质过滤器,碳钢结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸D 0.6 m×3 m,采用水反冲洗,反洗时间8~10 min,水反冲强度17.2 L/(m2·s);活性炭过滤器,碳钢结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸为D 0.6 m×4 m,采用水反冲洗,反洗时间10~15 min,水反冲强度17.2 L/(m2·s)。

(13)清水池。碳钢防腐结构,1座,设计流量5 m3/h,尺寸2 m×1.5 m×2.8 m。设置反洗水泵2台,用于反洗多介质过滤器和活性炭过滤器,单台流量17.5 m3/h,扬程22 m,功率2.2 kW,1用1备。

(14)污泥贮池。钢筋混凝土结构,1座,尺寸4 m×3 m×4.3 m。为防止污泥板结不利于压滤,污泥池内设置曝气搅拌系统。

(15)设备间。砖混,1座,尺寸9 m×4.5 m×4.2 m,设备间内包括鼓风机房和配电室。鼓风机房内设置罗茨鼓风机3台,供好氧池、曝气生物滤池供氧及调节池曝气搅拌,单台风量2.28 m3/min,风压53.9 kPa,功率4 kW,2用1备。

(16)综合间。砖混,1座,尺寸6 m×4.5 m×4.2 m,综合间包括污泥脱水间、加药间。设置板框压滤机1套,过滤面积42 m2,功率3 kW;配套螺杆泵1台,流量20 m3/h,压力0.6 mPa,功率7.5 kW。设置加药装置2套,功率1.1 kW。

3 运行效果

该工程于2014年6月完成施工建设,2014年9月开始对系统进行污泥培养和工艺调试,经9个月的工艺调试,系统运行达到正常稳定。本工程实际进水水量100~120 m3/d。当地环境监测站多次对出水水质进行监测,结果表明,出水水质稳定达到设计标准。工程运行监测结果见表2

表2   工程运行监测结果

项目CODBOD5SSNH3-NpH
原水33 260~34 1009 980~10 23013 850~14 52088~961.6~1.8
调节池出水33 260~34 1009 980~10 23013 850~14 52088~966~9
混凝沉淀池出水23 282~23 8707 485~7 672.53 462.5~3 63083.6~91.26~9
单元去除率/%3025755
ABR+UBF出水1 164.1~1 193.5374.25~383.63519.4~544.583.6~91.26~9
单元去除率/%959585
A/O池出水116.41~119.3529.94~30.69103.8~108.916.7~18.26~9
单元去除率/%90928080
曝气生物滤池出水89.6~91.920.96~21.4851.9~54.457.5~8.26~9
单元去除率/%20305055
过滤系统出水80.64~82.7117.82~18.2631.14~32.677.1~7.86~9
单元去除率/%1015405
工程总去除率/%99.7599.8499.7692.8

注:除pH外,其余各项指标单位均为mg/L。

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4 工程投资及运行费用

本工程总投资310万元,包括构(建)筑物、设备等直接投资270万元,设计费、调试费等间接投资40万元。本工程总运行功率40.2 kW,日耗电601.56 kW·h,电价0.8元/(kW·h),电费481.25元/d;污水处理站工作人员4人,工资3 000元/(人·月),人工工资400元/d;药剂(片碱、PAC、PAM)费用约2 150元/d,直接运行费用3 031.25元/d,折合吨水成本为25.3元。

5 结语

(1)工程实践表明,采用“预处理+ABR+UBF+A/O+深度处理”组合工艺处理此类高浓度中药废水2,处理出水稳定达到并优于《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906—2008)表2规定的标准。

(2)本工程ABR内部有多个独立的反应室,可实现分相多阶段缺氧,其流态以推流为主,对冲击负荷具有很好的缓冲适应能力,可有效分解大分子有机物和毒性物质。反应器的最后一格安装有弹性立体填料,污泥截留能力强,稳定性高。

(3)由于原水污染物浓度过高,本工程工艺调试过程中采用混合液回流方式以降低进入UBF中废水污染物的浓度,有效地保证了UBF处理设施的正常运行。UBF出水经过曝气,吹脱出废水中H2S等有害气体,保证了后续好氧处理设施的稳定运行。

(4)采用“曝气生物滤池+多介质过滤+活性炭过滤”进行深度处理,进一步去除水中的氨氮、悬浮物、胶体、色度等,保证了处理出水的稳定达标。

(5)本工程大部分构筑物采用碳钢防腐结构,施工周期短,构筑物整体布置紧凑,管道无迂回,减少了连络管渠的水头损失,节省了运转能耗。

参考文献

祝坚.

中药废水污染特点和处理研究进展

[J]. 工业水处理, 2007, 21 (5): 15- 17.

URL     [本文引用: 1]

王翔,吴连成,张金菊,等.一种用于处理黄芩苷提取废水的系统:中国, 203845909U[P]. 2014-09-24.

[本文引用: 1]

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