内循环厌氧反应器处理中药废水工程实例

杨绍康

[中冶（天津）检测技术有限公司，天津 300392]

药品按其特点可分为抗生素、有机药物、无机药物和中草药四大类。目前我国生产的常用药物达2000 种左右，不同种类的药物采用的原料种类和数量各不相同，生产工艺和合成路线亦区别较大。因此，制药生产工艺及废水的组成十分复杂[1,2]。

中药生产产生的废水主要来自药材的前处理、提取制剂等过程。中药生产废水包括原药的洗涤废水、提取液的残液，分离、精制和浓缩过程中的萃取、过滤、蒸馏等工艺产生的废水，洗涤生产设备的冲洗水等[3]。

中药废水中的污染物主要是从药材中煎出的各种天然有机物，这些物质相对分子量范围很宽[4]。中药废水是一种污染物种类多、成分复杂的高色度、高浓度有机废水，因此，对合适的工艺选择需要深入研究。

1 工程概括

某制药厂的产品以中药为主，中西药结合，产品有100 多个系列。因公司产能扩大，需要新建配套的污水处理系统。中药生产废水含有机质多、浓度高、色度高，从日益加严的环保要求及运行成本方面考虑，决定采用生化方法处理该废水[5]。

根据业主提供的资料，新建污水处理能力为2500m3/d，24h 连续运行，进水水质见表1。

表1 设计进水水质

所有废水经处理后，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，设计出水水质见表2。

表2 设计出水水质

2 处理工艺

2.1 处理工艺的选择

根据上述废水水质特点及出水水质要求，考虑中药废水中植物类悬浮物（SS）及无机盐的微细颗粒较小的特点，设置筛网后，选择混凝沉淀工艺去除SS。根据进水化学需氧量（COD）浓度高、可生化性好的特点，选择了厌氧处理工艺中负荷高的内循环（IC）厌氧反应器，后续辅以“缺氧-好氧+膜生物反应量（AO+MBR）”工艺，保证出水水质达标。废水处理工艺流程见下图。

2.2 流程说明

废水主要是车间生产而产生的废水，有机物浓度很高，属于高浓度废水，可生化性较好，废水在调节池易因发酵产酸而导致pH 值降低，因此需要进行pH 值的调节和控制。

（1）废水收集于调节池，调节池内设有空气搅拌设施，以均和废水水质。

（2）废水经调节后，提升至无动力筛网，过滤掉大部分的细小颗粒及SS 后，进入混凝系统，加入混凝剂和絮凝剂，进一步去除废水中的SS。

（3）经物化处理后，废水进入IC 厌氧反应器，通过厌氧菌将水中大分子有机污染物分解为小分子物质，同时去除大部分有机污染物；经厌氧处理后，废水的有机污染物浓度已经大幅降低，再在好氧微生物的作用下，进一步去除废水中的有机污染物。为了确保出水水质达到较高的排放要求，好氧段后端采用MBR 工艺。

废水处理工艺流程图

（4）经MBR 系统处理后的出水，SS 浓度很低，完全满足出水要求。为了降低出水色度，采用臭氧消毒工艺对废水进行氧化脱色处理，同时也能去除一部分污染物，确保出水稳定达标。

（5）沉淀池及MBR 池内的剩余污泥进入污泥槽，经浓缩后的污泥通过气动隔膜泵输送进板框压滤机。压制成的泥饼定时外运处置。污泥池上清液及压滤机滤液回流至调节池内进行再处理。

3 主要构筑物及设备规格

（1）进水调节池1 座，规格为40 000mm×25 000mm×3000mm，有效容积3000m3。钢砼结构。配套提升泵2 台，一备一用，单泵流量130m3/h，扬程12m，功率7.5kW；配套空气搅拌装置1 套，配套pH 计1 台，配套膜片式药液注入泵2 台，一备一用，单泵流量180L/h。

（2）混凝絮凝池4 座，规格为4000mm×4000mm×3000mm，钢砼结构，有效容积45m3。配套立式搅拌机2 台，3.0kW；配套膜片式药液注入泵2 台，一备一用，单泵流量180L/h。

（3）混凝沉淀池2 座，规格为8000mm×8000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积150m3。配套中心传动刮泥机2 台；配套污泥泵2 台，一备一用，单泵流量10m3/h。

（4）中间水池1 座，规格为4000mm×4000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积96m3。配套提升泵2 台，一备一用，单泵流量110m3/h、扬程30m、功率18.5kW；配套空气搅拌装置1 套。

（5）IC 厌氧反应器3 座，规格为12 000mm×23 000mm，碳钢结构，有效容积2500m3，容积负荷为1.2kgCOD/（m3·d），配套三相分离器2 套、布水系统2 套。

（6）沉淀池1 座，规格为12 000mm×6000mm，碳钢结构，有效容积330m3。配套污泥泵2 台，一备一用，单泵流量200m3/h、扬程40m、功率1.5kW；配套出水堰装置1 套。

（7）缺氧池1 座，规格为14 000mm×30 000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积2500m3。配套潜水搅拌机4 台，功率3.0kW；配套弹性调料一套。

（8）好氧池1 座，规格为28 000mm×30 000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积5000m3。配套鼓风机3 台，两用一备，风量22.78m3/min、压力60kPa、功率45.0kW；配套曝气装置1 套。

（9）MBR 池1 座，规格为14 000mm×30 000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积2500m3。配套鼓风机1 台，风量22.78m3/min、压力60kPa、功率45.0kW；配套提升泵2 台，一备一用，单泵流量110m3/h、扬程18m、功率11.0kW；配套污泥2 台，一备一用，单泵流量18m3/h、扬程14m、功率1.5kW。

（10）污泥浓缩池1 座，规格为4000mm×4000mm×6000mm，钢砼结构，有效容积60m3。配套污泥泵3 台，两备一用，单泵流量8m3/h；配套压滤机2 台，过滤面积为120m2，功率3.0kW。

4 工程运行情况

本项目经试运行后满负荷运行，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，连续监测各项水质指标平均值见表3。

表3 各处理单元的处理效果

5 经济分析

本系统主要运行成本包括电费、药剂费、人工费等。本系统正常使用功率约为65kW，电费为1.31 元；本系统中用到的药剂主要有NaOH、PAC、PAM，药剂费依次为0.08 元/t、0.009 元/t、0.004 元/t，合计药剂费为0.093 元/t；人工费为0.30 元/t。

本系统废水处理总运行成本为1.70 元/t。

6 结语

本系统采取“物化预处理+IC 厌氧处理+AO 处理工艺”进行处理，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，废水处理成本为1.70 元/t，产生了较好的经济效益和环境效益。