SBR工艺处理中药废水实例

1. 概述

　　北京某高科天然药物有限责任公司以中草药为原料生产香丹注射液、茵栀黄、舒血宁、蜂王浆等药物的针剂和口服液。年产量为1亿支口服液和1亿支针剂。废水主要来源于药物提取车间、洗瓶车间、精滤车间、实验室及少量厂内生活污水和洗浴用水。除洗瓶车间污水为连续排放外，其余均为间歇排放，因此来水的水质水量波动幅度很大。另外废水中成分较复杂的水溶性污染物，主要是糖类、纤维素、蛋白质、木质素、淀粉、有机酸、甙类、黄酮和萜类等杂环大分子等有机物，此类污染物主要来自煎煮工艺；另有制片工序引入的无毒色素和药、以及煎煮等工序引入的水不溶性污染物，如泥沙、植物类悬浮物等。
　　目前国内对于中药废水的处理方法多采用水解酸化＋活性污泥法的工艺。水解酸化即利用水解酸化菌类将水中的复杂的大分子有机物水解成为小分子物质，以利于微生物的吸收，提高水质的可生化性。对于该公司的生产工艺所产生的废水，其可生化性较好，因此设计采用了SBR法。通过调节SBR池的运行周期来创造缺氧、好氧甚至厌氧的环境，大大节省了占地。
　　该公司所在地临近水源，为使排水达到环保局要求的标准，于2001年建成了一套污水处理系统。

2. 废水水质、水量

　　来水水质中提取车间污水在各股废水中水量最大，污染程度最高，经测试，最高可达COD6000mg/l以上。最终根据对污水排放口的连续取样结果，取设计进水COD为3000mg/l。系统出水排入附近的市政污水处理厂，因此执行北京地区《排入城市下水道的水污染物排放标准》的B标准，出水COD 500 mg/l。为加大出水达标的可靠性，最终按照厂方要求，出水执行COD 300 mg/l。
　　根据近远期生产规模确定污水系统的处理能力为500t/d。

3. 处理流程与处理效果
3.1处理流程
　　废水可生化性较好。针对该厂废水水质，采用了以SBR为主体的处理工艺进行治理。
3.2设计参数
3.3处理效果
3.3.1格栅
　　来水先通过格栅。格栅主要作用是去除水中大块悬浮物质，以防止其堵塞管道和水泵，影响系统正常运行。
3.3.2初沉池
　　经格栅后废水流入初沉池中。初沉池采用平流式，池内设平流式撇渣刮泥机来撇除上层浮渣和池底的沉泥。经连续测定，初沉池对SS和COD的去除率可达65％和20％左右。
3.3.3调节池
　　经初沉池去除大量SS后，废水进入调节池中进行水质和水量的均质缓冲。对工业废水通常应考虑事故时的处理，因此调节池的设计除调节的功能外，兼作水解酸化池，以备水质突变时能预先进行处理，减少对生物系统的冲击，保证系统正常运行；调节池还兼作SBR池检修时的备用曝气池。调节池中设计采用穿孔曝气方式。
3.3.4SBR反应池
　　SBR工艺即序批式生物反应器，其去除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同。不同点是其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载五个工序，依次在一个反应池中周期性运行，故SBR反应池不需专设二沉池和污泥回流系统，系统启动运行及污泥培养及驯化均比较容易。SBR法处理工业废水有其独有的优势，这体现在：(1)不要空间分割，时序上就能创造出缺氧和好氧的环境，十分有利COD和其它有机物的去除；(2)SBR法的沉淀是一种静止的沉淀，固液分离效果非常好[1]。
　　针对处理水量较少，主要处理工艺SBR摈弃以往至少两池切换的形式，采用单SBR池，因而整个系统投资少，操作简单。
　　实际运行中可发现SBR法的优点：
　　* SBR的运行采用PLC控制，运行管理简单
　　* SBR法可保持水中较高的污泥浓度，系统启动运行及污泥培养及驯化均比较容易。在运行初期出现的微生物有豆形虫、草履虫等一类游泳型纤毛，在处于正常运行且降解有机物效果好时， 出现大量菌胶团，有大量草履虫、钟虫和累枝虫出现
　　* SBR工艺系统运行稳定，出水水质优良：出水COD指标远远低于要求的300mg/l，最好可达到40mg/l左右
　　* SBR池有较强的耐冲击负荷能力。分析是因为通过调整SBR反应器单池的运行周期和整体的进水时序和排水时序，适应了废水水量和水质的波动，保证出水水质
　　* SBR工艺省去了二沉池，采用静置沉淀方式，沉淀效果远远优于活性污泥法，使其出水较常规活性污泥法明显改善
　　* 污泥量少：系统产生的污泥量极少，几乎不需启动污泥处理系统，进一步减少了运行费用
　　调试期持续约1个月左右。污泥驯化完成后，开始向系统内通入废水，按照总负荷的20％进水，至运行稳定后每隔2日提升负荷20％。
由图可知，初始阶段进SBR池的废水COD值较低，反应池的去除率低且波动性较大。分析为初期进系统水量仅为设计负荷的20％，调节池中清水有一定的稀释作用；另污泥驯化是在调节池中进行的，培养的活性污泥并未完全进入SBR池，调节池中仍保留有相当数量的微生物，在缺氧作用下，对有机物也有相当的去除率，而SBR池的污泥数量较少，仅为1g/l左右，与4mg/l的设计值相去甚远，因此系统出水COD相对较高。
　　经5天的培养后，调节池中的活性污泥基本进入到SBR池，进水COD值上升，池内活性污泥数量增加到设计值，系统出水COD基本维持在150mg/l以内，系统去除率迅速增加到90％以上，最高达到96％。
　　到第14日时，因厂方生产事故，误将几吨浓酸投入工艺，一度使处理站内进水PH剧减、 COD达到6000mg/l，造成池内活性污泥量减少约1/3，但通过调整SBR池的运行周期，出水一直稳定在300mg/l左右，COD的去除率也保持在90％左右。由此可见整个系统有很强的耐冲击负荷。
　　之后系统进入恢复期和正常运行期，至调试完毕，系统出水最低可达40mg/l左右。系统运行2年多来，一直保持良好的出水效果。在全年的运行中，系统呈冬季出水COD指标升高、夏季下降的规律。分析其系因气温差异，导致冬季好氧系统内温度较低，污泥活性下降所致。但出水基本保持在设计范围内。

4. 设计特点

　　* 整个系统占地、投资省、设计流程简单，便于运行管理
　　* 系统产生的污泥量少
　　* 系统耐冲击负荷强，省去了通常工业废水处理中事故池的设置
　　* 出水效果优良

5. 分析和讨论

　　整个系统的设计参数合理，运行中取得了较好的效果，但在气温低于-10℃时，系统的处理效果下降，分析是因为虽然来水温度较高，但调节池的水力停留时间较长，气温较低时热量损失大，因此进入生物系统的水温下降，造成活性污泥的活性降低，使处理效果降低。因此在针对的设计中应增加给调节池池壁作保温、并给池顶加盖的措施会有所缓解。

6. 结论

　　由整个污水处理厂运行效果可知：对于这种制药废水，SBR法是一种适宜的处理方法，可以保证废水达标排放。并可在类似水质中予以推广。

参考文献
1 沈耀良 王宝贞等编著. 废水生物处理新技术理论与应用. 北京：中国环境科学出版社，1999