趙 偉,鄧 鵬
(維爾利環(huán)??萍技瘓F股份有限公司,江蘇 常州 213000)
隨著生活水平的提高,人們的健康意識也逐漸增強,越來越多的人重視健康養(yǎng)生問題。由于人們對中成藥需求日益增加,促使制藥工業(yè)快速發(fā)展了起來,而制藥廢水已成為重要污染源之一,也是處理難度較大的工業(yè)廢水之一。
中成藥藥廠生產(chǎn)廢水中成分復(fù)雜,污染物種類較多,因此,藥廠對生產(chǎn)廢水進行處理時主要采用水溶法,其處理工藝為洗藥、煮提、制劑三個步驟。中成藥廢水主要來源包括:前處理車間洗藥、泡藥廢水,提取車間煎煮廢水,分離車間的殘渣,濃縮、制劑車間廢水,車間蒸汽冷凝水,以及車間清洗廢水等。
中成藥廢水水質(zhì)波動比較大,其中含有天然有機污染物,如糖類、生物堿、蛋白質(zhì)、色素等,同時,廢水中還含有藥物有效成分的殘留物,如纖維素,有機溶劑和水解產(chǎn)物等。中成藥生產(chǎn)廢水處理工藝一般包括預(yù)處理、生物處理和物化后處理三個階段。由于廢水中含有大量的固體物質(zhì)、有機化合物等,從而在廢水中表現(xiàn)出很高的CODCr、SS等。中成藥生產(chǎn)廢水的特點是生化性較好,由于其還含有少量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)可供微生物增長和繁殖,所以可以選擇生物法進行處理。
中成藥生產(chǎn)廢水回收率高,廢物產(chǎn)量低,能提升生產(chǎn)經(jīng)濟效益,同時,又節(jié)約水費和水處理費用,可以為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益。例如,在某些中成藥生產(chǎn)廢水的處理中,可以根據(jù)客戶要求,選擇蒸發(fā)和結(jié)晶系統(tǒng)的不同的配置,以及相應(yīng)的處理技術(shù),實現(xiàn)回用的運行目標(biāo),達到節(jié)約水資源,提高水資源利用率的目的。基于此,本文將針對中藥制劑生產(chǎn)廢水處理工程實例展開探究。
江蘇某制藥企業(yè)主要生產(chǎn)中藥制劑,其生產(chǎn)廢水主要來自于設(shè)備及容器清洗水、地面沖洗水、研發(fā)中心實驗廢水、公用設(shè)施排水以及生活污水等。藥廠生產(chǎn)廢水屬于低濃度有機廢水,主要污染物為有機質(zhì)、纖維素、色素、包衣粉等物質(zhì),此類廢水水質(zhì)變化大、色度高,從總體上看,廢水可生化性較好,影響因素為色素中的氨基萘磺酸、苯磺酸等化學(xué)原料[1-2]。因此,生產(chǎn)廢水可分為兩大類:中藥浸膏廢水、色素和包衣粉清洗水?,F(xiàn)將兩股廢水的水質(zhì)狀況分析如下。
中藥浸膏廢水中含有較為豐富的蛋白、脂肪、糖類等小分子有機物[3-4],這部分物質(zhì)的可生化性好、分解速度快。同時,廢水中也含有膠體、粘稠液等大分子物,這類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化時間相對較長,其需要足夠的停留時間才能轉(zhuǎn)化為好氧微生物可利用的小分子有機物。處理該類廢水并不完全取決于廢水中COD的濃度,而在于對大分子有機物的轉(zhuǎn)化,如果轉(zhuǎn)化不充分,處理后的排水水質(zhì)波動非常大,甚至不能進行達標(biāo)排放。另外,設(shè)備、器皿清洗水是間歇式排放,不是集中在某個時段排放,導(dǎo)致廢水中COD的濃度、pH值變化幅度較大,因此,會給生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來較大的沖擊和影響。
另一類廢水是色素和包衣粉清洗水。①用于中藥片劑生產(chǎn)使用的色素中含有氨基萘磺酸、苯磺酸、胺基;而包衣粉是由成膜劑、增塑劑,填充劑和乙烯基吡咯烷酮與乙酸乙烯酯組成的共聚物。雖然以上這些物質(zhì)生產(chǎn)用量較少,廢水中的物質(zhì)含量也不高,但微生物卻對此類物質(zhì)不具備降解能力。如果該類廢水直接進入生化系統(tǒng)進行處理,長時間的物質(zhì)累積會形成生物毒性,會使廢水中的微生物中毒,最終導(dǎo)致廢水處理系統(tǒng)不能正常運行。②包衣廢水色度非常高,平均濃度達到5 000多倍,但廢水量較少,估計每天在10 t左右,所以,此類廢水應(yīng)采取單獨收集、處理,不要擴散,避免增加廢水處理成本。
通過綜合分析,中藥制劑生產(chǎn)廢水處理能否達標(biāo)排放的關(guān)鍵在于,要處理好廢水中大分子有機物的轉(zhuǎn)化和相對均質(zhì)。只有去除廢水中含有抑制性的污染物,才能確保生化系統(tǒng)中的微生物得到一個相對穩(wěn)定的代謝環(huán)境,使其保持較高的活性,進而廢水處理系統(tǒng)才能達到高效、穩(wěn)定的運行。所以,企業(yè)要全面掌握廢水水質(zhì)的基本狀況,有針對性的制定處理工藝,這樣才能保障處理后的出水水質(zhì)達到預(yù)定目標(biāo)。
由于中藥制劑廢水整體可生化性較好,故本項目生產(chǎn)廢水處理以生化工藝為主,物化工藝為輔,整體項目設(shè)計為“深度水解+UNITANK+脫色+除磷”工藝。其特點是:①深度水解工藝由于采用脈沖方式進水,所以泥水混合效果好,其根據(jù)不同水質(zhì)條件和水溫,對污染物的去除率可達60%~80%。②UNITANK是屬于連續(xù)進水、交替排水的活性污泥法處理工藝[5],其有諸多優(yōu)點,如工藝設(shè)計簡單、運行條件靈活、活性污泥為完全混合狀態(tài)、推流式運行等。
(1)包衣設(shè)備清洗廢水通過專管輸送進入污水站化藥廢水提升井,由污水泵抽入混凝、沉淀一體化處理罐內(nèi),再投加混凝劑和助凝劑,并經(jīng)過攪拌混合、反應(yīng)后,在罐內(nèi)進行泥水分離,分離后的廢水定時流入生化廢水調(diào)節(jié)池。
(2)中藥制劑的生產(chǎn)廢水、生活污水和處理后的包衣廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)混合。①由安裝在池內(nèi)的穿孔曝氣管進行微攪、均質(zhì)后再由污水泵抽至深度水解池上部的布水系統(tǒng),并通過安裝在池內(nèi)的布水裝置,使廢水直接流入深度水解池底部進行厭氧、缺氧處理。②廢水中的膠體、粘稠類等大分子物質(zhì)在厭氧狀態(tài)和水力攪拌的雙重作用下,其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變,促使廢水的可生化性得到進一步的改善和提高,為后續(xù)廢水的好氧處理,打下堅實的基礎(chǔ)。③深度水解池出水自流進入UNITANK生化池,廢水在UNITANK池內(nèi)經(jīng)厭氧、缺氧、好氧等工況的處理,使出水中的COD、BOD等指標(biāo)達到排放標(biāo)準(zhǔn)要求,然后出水自流進入混凝反應(yīng)池,池內(nèi)投加復(fù)合混凝劑和助凝劑,經(jīng)攪拌混合后,流入豎流沉淀池進行泥水分離。通過以上處理工藝,廢水中的大部分色度、磷酸鹽被去除,沉淀池出水達到“中藥水污染物排放限值”,自流進入清水池,用于綠化植物養(yǎng)護或外排。
(3)本項目二期的化藥制劑廢水通過專管輸送進入化藥廢水提升井,由污水泵抽入化藥廢水調(diào)節(jié)池,經(jīng)安裝在調(diào)節(jié)池內(nèi)的曝氣管進行曝氣攪拌均質(zhì),再由污水泵抽至脈沖電凝處進行氧化反應(yīng);此時,廢水中的毒性以及大分子物被轉(zhuǎn)化,由污水泵抽入澄清濾器進行分離、過濾;在管道混合器進水口投加混凝劑,經(jīng)管道混合器混合后,再將出水流入中藥廢水調(diào)節(jié)池;廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行混合,再經(jīng)曝氣微攪、均質(zhì)后,由污水泵抽入生化系統(tǒng)處理,經(jīng)生化、混凝處理后的廢水再進行深度處理后可進行達標(biāo)排放。
(4)深度水解為系統(tǒng)剩余污泥總排口,將好氧段剩余污泥抽入深度水解池。深度水解池內(nèi)的剩余污泥通過池底部排泥管排入污泥濃縮池,因污泥在深度水解池中有足夠的停留時間,可以進行較長時間的厭氧消化,所以,生化系統(tǒng)的剩余污泥量被減少。因此,深度水解池具有雙重作用:一是對廢水進行預(yù)處理,改善和提高廢水的可生化性,使其吸附、降解大部分有機物;二是對剩余污泥進行厭氧消化,減少剩余污泥量,降低污泥處理費用。
污水站廢水處理設(shè)備的運行過程是由可編程序控制,可編程序存儲控制器(PLC)會根據(jù)廢水處理的各個時段要求,按預(yù)先設(shè)置的程序、通過模擬量輸入、輸出控制各廢水處理的運轉(zhuǎn)、進水、出水及排泥過程。