m3d中药废水处理工艺设计

m3d中药废水处理工艺设计内容摘要：

高浓度中药废水，并进行了中间试验研究。 试验证明，该工艺对难生物降解的高浓度中药有机废水可进行有效的治理，在流量为 3000m3/d，进水浓度为 12020~20200mgCOD/L时， COD总去除率可达 99%以上 [2]。 韩红军等采用微电解 生物接触氧化处理扬州中药厂 的废水，出水水质达到国家一级排放标准。 程汉林、林晓生等采用零价铁强化活性污泥法处理广州某中药厂的高浓度中药废水，在曝气池内安装零价铁复合填料，进行强化处理试验研究，研究结果表明，进水 COD为 2600~3500mg/L，出水 COD为 [3]。 王宝贞采用二氧化氯氧化法对中药废水进行了氧化降解试验研究，初步发现了二氧化氯处理中药废水的氧化规律。 使用稳定性二氧化氯溶液氧化降解中药废水，以废水 COD变化作为评价氧化效率的中药指标，考察了常温常压下二氧化氯的起始浓度、 pH 值、氧化反应时间等主要因素对中 药制药废水处理效果的影响，对中药废水的处理提供了新思路。 美国、日本等生物技术发达国家于 20世纪 50、 60年代试验和建设处理设施，几乎全部是采用好氧生物处理技术。 1949 年美国一位科学家报道中药废水的厌氧处理研究结果， 3 对 pH值、负荷、搅拌效果等因素的影响做了具体研究， BOD去除率为 81%。 1952 年赫威等进行的中药废水厌氧生物处理试验，容积负荷达到()[4]。 新的污水处理核心是处理工艺简单、处理效率高、投资运行费用省等。 目前，国内外尚有许多处理效率高的工艺，但投资 运行费用都相当高，也有许多投资运行费用低的工艺，但其处理效率都很低，甚至操作复杂。 所以目前需要一种处理效率高、投资运行省、操作简单的工艺。 有关中药废水治理技术的报道在国内外都不多见，根据已有的报道，中药废水现有的治理方法依然沿用了目前常用的制药废水的处理方法，即：物化法、生物法和物化 生物法。 下面简单的对这三种方法做以具体的分析。 物化法处理中药废水可作为单独的处理工序，又可作生物法的预处理或后处理工序。 根据水质的不同，采用 的物理化学法有：混凝法、吸附法、电解法、气浮法等。 混凝法是制药废水处理中常用的物化法，通过投加凝聚剂来降低污染物浓度，改善废水的可生物降解性能。 常用凝聚剂有聚合硫酸铁，氯化铁，亚铁盐类，聚合氯化硫酸铝，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺 (PAM)等，有研究表明投加硫酸亚铁等凝聚剂，可改善小诺霉素等抗生素废水中胶体物质的沉降性能，激活废水中降解微生物的某些酶的活性，从而实现 COD的去除。 使用氯化铁处理中药废水不但有着良好的 COD去除效果，还能除去废水中的氟。 吸附法是利用多孔性固相物质吸附废水中某种或几种污染物以达 到废水净化的目的。 制药废水处理中，常用活性碳处理维生素、双氯灭痛、中药等生产中产生的废水。 受吸附剂的粒径、表面以及结构等的影响，径吸附处理的废水 COD去除率一般在 20%~40%，色度的去除率则可以达到 80%左右。 气浮法也是制药废水处理工艺中常用的一种方法，包括充气气浮、溶气气浮，化学气浮和电解气浮等多种形式。 其中化学气浮法应用较多，使用于悬浮物含量较高的废水预处理。 而中药废水采用化学气浮的方法处理之后， COD 的去除率可达 50%，固体悬浮物的去除率达 70%以上。 尽管气浮法投资少，能耗底，工艺简单，维修方便 ，但不能有效地去除废水中可溶性有机物，需要用其他方法进一步处理 [6]。 4 除了上述物化法，还可用反渗透法、吹脱法、电解法等处理制药废水。 这些物化法能去除部分 COD、 SS、 NH3N，改善废水的物理化学性状，常作为生物处理方法的预处理工序。 生物法广泛用于生活污水和工业废水的处理，技术成热，处理设备简单，运行管理方便，费用低廉。 中药废水处理工艺也以生物法为主。 厌氧生物法是中药废水最常用的处理工艺，能够去除有机废水中的大部分污染物。 现有研究多利用两相厌氧消化 中的产酸相将大分子有机物分解成小分子物质，改善中药废水的可生物降解性之后，再进行厌氧或好氧处理。 有研究人员对高效产酸发酵反应器、两相厌氧消化法、复合式厌氧反应器处理医药原料废水的效果进行了实验论证，当进水 COD 不超过 16000mg/L 时，出水水质接近医药废水排放标准。 但是出水COD仍然普遍高于《污水综合排放标准》 (GB897896)制药工业一级排放标准所要求的 150mg/L，需要进一步处理 [7]。 近年来，有研究者通过改进反应器结构来提高厌氧消化的处理效率。 修光利等利用加压上流式厌氧污泥床 PUASB 处理 制药废水。 PUASB 通过压力的变化，提高溶解氧的浓度。 溶解氧浓度高时，菌胶团中心的厌氧范围缩小，参加生化反应的微生物数量增加，从而加快了基质降解速率，提高了处理效率。 当 P=，进水 COD=500~800mg/L，回流比 R=6 时， COD 去除率可以达到 60%~90%；P=，进水 COD=1000~1500mg/L，回流比 R=6 时，去除率可以达60%~70%[8]。 但是采用厌氧法处理废水，进水 COD浓度和 SS含量不宜过高，预处理要求严格，设备比较复杂，运行操作条件严格，适用范围受抑制性物质 限制。 与厌氧生物法相比，好氧生物法处理有机废水反应周期短，运行操作条件易控制，管理简单。 尤其是序批式间歇反应器 SBR 法，其结构简单，操作灵活，对水质、水量变化适应能力强，耐冲击负荷，污泥活性高。 使用 SBR法处理中药材、四环素、庆大霉素等制药废水，当进水 COD浓度介于 1000~2500mg/L时，曝气 8~14h，出水 COD可以低于 200mg/L[9]。 生物接触氧化法也是好氧生物法中常用的一种方法，可用于四环素、麦迪霉素、维生素等制药废水的处理。 但要保证生物接触氧化对 COD有良好的去除效果，进水 COD浓度不 宜超过 l000mg/L，否则会增长曝气时间增加能耗，最终导致处理费用增加。 由于生物流化床载体表面积大，单位体积微生物数量大，可在高容积负荷 ()条件 5 下处理高浓度的中药废水。 厌氧生物法和好氧生物法处理中药废水各有优缺点，将这两种工艺进行组合，利用各自的工艺特点实现中药废水净化，是本次设计的创新之处。 对于高浓度有机废水，厌氧水解酸具有把大分子及不溶性有机物分解为小分子可溶性有机物的作用。 通过此种途径，废水可生物降解性得以改善，有利于后续的生物处理。 而好氧法则可以为微生物提 供较好的外部环境，促使微生物有效地去除污染物。 因此，中药废水的主体处理工艺以水解酸化 好氧工艺最为常见。 中药废水当其流量为 ~，进水 COD控制在 2020m3/d以下时，经水解酸化后可以去除 18%~23%的 COD，再通过产甲烷阶段及接触氧化处理， COD 去除率能够达到制药废水二级排放标准的要求。 负荷增高时，出水 COD 普遍高于200mg/L。 宁天禄、姚重阳等应用水解 好氧生物法处理中药废水，进水 COD值为 2020~3000mg/L，溶解氧浓度大于 5~6mg/L， COD 总去除率可以达到80%~90%。 近年来，为提高生物法的处理效率，利用优势菌种处理高浓度有机废水的技术得以迅速发展。 优势菌株生物膜法、光合细菌处理法及固定化微生物法处理制药废水都有报道。 该方法是通过筛选分离出高效菌株，或通过生物工程技术培养出特异菌株，将其固定在载体上或定位于限定的空间区域内，保持其生物功能而去除废水中的特定底物。 相对而言，固定物化生物法运用较多。 生物法在中药废水处理中的应用 以生物法为主体处理工艺，以物化法为预处理或后处理工艺的物化 生物法在中药废水治理中有着广泛的应用。 物化 生物法一般按照前处理 厌氧处理 好氧生物处理 后续处理的途径来组合。 前处理的目的是使物料的理化性状适合于后续生物法处理的要求，除调节、稳定水量与水质 (如 COD、 SS、碱度、 pH、物料营养比例等 )。 还有去除生物抑 制物质，提高废水可生化性的作用。 前处理方法应根据废水特点及试验结果而定，以沉淀、絮凝、过滤等方法为主。 但从实践看，化学药品投加量大时，处理成本高且有污泥生成。 生物厌氧水解法通常也因为是提高废水可生物降解性的有效方法而用于废水的预处理。 厌氧处理的目的是利用高效厌氧工艺容积负荷高、 COD 去除率高、耐冲击负荷的优点，减少稀释水量并且大幅度地削减 COD。 优先采用的厌氧工艺是升流式厌氧污泥床反应器 UASB和上流式厌氧污泥床过滤 6 器 UASB+AF。 好氧生物处理的目的是保证厌氧出水经处理后达标排放。 常用 好氧工艺有生物接触氧化、生物流化床和 SBR。 这些工艺的优点是污泥不用回流且剩余污泥少，基建投资低且占地面积少，运行稳定且成本低于其他好氧工艺。 当废水经好氧生物法处理后仍不能达标时，还会在其后布置后处理工序，一般以砂滤沉淀法为主。 废水经过物化 生物法处理，出水水质一般可以达到制药废水二级排放标准的要求，甚至满足一级排放标准。 7 第 2章 设计资料 原水水量 Q=3000m3/d=125m3/h= 流量总变化系数为 KZ= 设计流量 Qmax=KzQ=3000m3/d=5400m3/d=225m3/h= 进、出水水质及去除率见表。 表 、出水水质及去除率 水质 进水 (mg/L) 出水 (mg/L) 去除率（ %） COD 3000 ≤130 BOD 1500 ≤30 98 SS 500 ≤70 86 色度 150 ≤80 原污水能否采用生物处理，取决于原污水中各种营养成分的含量以及比例能否满足生物生长的需要，因此，首先应判断相关 指标能否满足要求。 污水的 BOD/COD值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。 一般认为 BOD/COD 可生化性较好； BOD/COD 较难生化；BOD/COD 不易生化。 分析该处理污水的进水水质； BOD=1500mg/L，COD=3000mg/L， BOD/COD=，其生化性属于比较好类型的工业废水，因此，本工艺宜采用生物法处理。 《国家污水综合排放标准》（ GB89781996） 《地面水环境质量标准》（ GB383888） 《室外排水设计规范》（ GBJ1487， 97年修订版） 《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（ CJJ3189） 水质、水量、厂址、地质等基础设计资料 《环境工程专业》毕业设计任务书 8 第 3章 工艺方案比较及确定 根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。 SBR工艺 [8] 序批式活性污泥法（ SBR）是从充 排式反应器发展而来的，其工作过程是：一个周期 9 工艺流程见图。 NaClO 图 混凝 复合生物池工艺流程图 3． UASB法 [8] 升流式厌氧污泥床 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称 UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁。