丹參提取生產廢水處理技術

上海華源安徽錦輝制藥有限公司是國內生產丹參滴注液的主要企業之一。丹參滴注液的生產工藝是將丹參中藥材加工成高純度的丹參有效成分提取液，然后與其它藥物配伍生產丹參滴注液。丹參有效成分的提取主要采用煎煮水提、濃縮醇沉的方式，在提取過程中會產生大量含有鞣酸蛋白、糖類、纖維素、乙醇等有機成分的廢水。經過多年研究和不斷改進，該企業廢水治理工程采用厭氧-兼氧-好氧串聯工藝，廢水處理量為400 t/d，廢水處理取得了較好的效果，減輕了對周圍環境的污染。

1 廢水來源及水量、水質

丹參提取的生產工藝如圖1 所示。該廠廢水排放量為400 t/d，包括淋洗廢水及沉渣、濾渣的沖洗廢水等，其中主要成分為鞣酸蛋白、糖類、纖維素、丹參酮、丹酚酸、乙醇等有機物。

處理出水執行GB 21906—2008《中藥類制藥工業水污染物排放標準》的要求。綜合廢水水質和排放標準如表1 所示。

圖1 丹參提取的生產工藝

表1 丹參提取生產廢水水質及排放標準

2 廢水處理工藝及說明

2．1 處理工藝的選擇

丹參有效成分提取生產廢水為高濃度有機廢水，各工序產生的廢水混合后，pH 值為5 ～ 6，SS的質量濃度為300 mg/L，沒有大的根莖和顆粒，溫度為30 ～40 ℃，且不含重金屬及其它對微生物有害的物質，故不需要對混合廢水進行預處理。廢水的m（BOD5）/m（CODCr）值約為0．35，適宜采用生化法處理。生化法中的厭氧法容積負荷較高、能耗低、污泥產生量少、投資及運行費用低，且占地少，但其處理過程中微生物生長繁殖速率慢，處理時間長，對低濃度有機廢水的處理效率低。常規好氧法處理高濃度有機廢水時，供氧速率不能滿足微生物代謝有機物的需氧速率，去除率不高，出水水質難以達到排放要求，且能耗大，因此對高濃度有機廢水多采用厭氧-好氧處理。在厭氧處理中，上流式厭氧污泥床反應器（UASB）負荷能力大，設備簡單，不需要充填填料和攪拌，不需設沉淀池和污泥回流裝置，能適應較大幅度的沖擊負荷、溫度和pH 的值變化，適用于高濃度有機廢水的處理，并且運行、管理方便，造價相對較低。為提高好氧處理效果，先采用兼氧處理去除一部分污染物。在好氧處理過程中，SBR 工藝通過進水、曝氣、沉淀、排水等工序，完成好氧的生化過程，這樣不僅可進一步去除CODCr、BOD5，而且可以達到良好的生物脫氮除磷效果。對丹參提取生產廢水而言，其CODCr的質量濃度遠大于3 000 mg/L，宜采用厭氧-兼氧-好氧聯合法處理，先利用厭氧單元去除廢水中的大部分有機污染物，再利用兼氧-好氧進一步處理，利用厭氧處理能力大和好氧處理去除率高的優勢，使出水水質達到排放標準的要求。

2．2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程如圖2 所示。

圖2 廢水處理工藝流程

丹參提取過程中產生的淋洗廢水及濾渣、沉渣等的沖洗廢水進入集水混合調節池均勻混合，以達到穩定水質的目的，然后送入UASB，廢水通過反應器底部的進水管進入內筒，逐步上升到反應器頂部的水分布器，通過虹吸管均勻進入外筒和中筒之間，與其中馴化好的污泥相混合，在厭氧菌的作用下，廢水中的有機物被分解產生沼氣，通過三相分離器的分離作用，水通過分離器上部的出水管排入兼氧池，污泥被留在反應器的底部，沼氣通過水封的作用經管道排出進入沼氣儲罐。兼氧池中的廢水經微量曝氣后進入SBR 反應池進一步去除CODCr、BOD5，并進行脫氮除磷。曝氣處理后的廢水經靜止沉淀后，清水從上部潷水器排出。從UASB 和SBR 反應池定期排放污泥至污泥池，污泥經脫水后外運。儲罐中的沼氣供生產及生活使用。

3 主要處理構筑物及設計參數

（1）集水混合調節池。由2 組260 m3蓄水池組成。2 組調節池周轉使用，HRT 在12 h 以上。

（2） UASB。根據廢水排放量為400 t/d 可知，廢水中CODCr總量約為2 800 kg/d，設計UASB 處理負荷為8．0 kg［CODCr］/（m3·d）、容積為420 m3（Ф9 000 mm × 7 000 mm），有效容積為330 m3，厭氧消化溫度為35 ℃，HRT 為20 h。

（3）兼氧池。2 座，單池池容100 m3，池內懸掛彈性立體填料，填充率為70％。HRT 為6 h，溶解氧的質量濃度為0．5 mg/L，pH 值為6．5 ～ 8．0，處理負荷為0．5 kg［CODCr］/（m3·d）。

（4） SBR 反應池。SBR 反應池2 座，單池尺寸為11 000 mm × 6 000 mm × 4 500 mm，有效容積為260 m3，分布260 個曝氣頭，通過SSR-80 羅茨鼓風機供氧，溶解氧的質量濃度大于2 mg/L，污泥的質量濃度為3 000 mg/L，污泥負荷為0．3 kg［CODCr］/（kg·d），pH 值為7 ～ 8，溫度為20 ～35℃，排出比為1 ∶ 2．5，處理負荷為0．8 kg［CODCr］/（m3·d），對CODCr和氮、磷的去除率分別達到85％和70％以上。1 個運行周期為12 h，進水2 h，曝氣5 h，沉淀1 h，排水2 h，閑置2 h，每天運行2個周期。

（5）污泥池。尺寸為3 000 mm × 5 000 mm ×2 000 mm，有效容積為30 m3，從UASB 和曝氣池（停風機后）定期排入污泥池的污泥，經濾帶污泥脫水機過濾脫水后外運，作為農田有機肥料。

4 運行結果

4．1 廢水處理效果

在以上工藝條件下，跟蹤監測廢水處理工程的運行情況，廢水處理效果如表2 所示。

表2 廢水處理效果

根據監測數據分析，每段處理工序的出水水質都能達到設定的目標，最終廢水能夠達標排放。

4．2 工藝特征分析

（1）采用厭氧-兼氧-好氧串聯處理流程有利于提高污染物去除效果。采用厭氧-兼氧-好氧串聯生化處理流程，充分利用了各處理方法的優點，合理分擔處理負荷，使每個處理單元都能在較高效率下工作。先采用厭氧法使CODCr和BOD5的去除率達到85％，大大減輕能耗高的后處理工序的負擔。然后采用兼氧法，去除30％左右的CODCr、BOD5后，再利用好氧曝氣法去除85％的CODCr、90％的BOD5，由于兼氧法所需曝氣量遠遠小于好氧法，因此，這樣安排比只用好氧法或厭氧-好氧處理流程能耗少，從而降低了處理成本，而且先用兼氧法處理去除一部分污染物，有利于提高好氧部分的處理效果。

（2）采用中溫厭氧消化以降低能耗。由于車間排放廢水的溫度為30 ~ 40 ℃，若采用高溫（60 ℃）厭氧發酵，生化反應速率雖高，但需進行升溫處理，耗用大量能源。采用中溫（35 ℃）厭氧發酵，發酵溫度與車間排放廢水溫度一致，不需增加處理費用，而出水溫度適中，可以直接進入兼氧池。

（ 3）采用UASB 厭氧處理強化處理過程。UASB 厭氧反應器可以使活性污泥自身固定化，形成生物聚體結構———顆粒污泥。顆粒污泥生物相呈層分布，即外層占優勢的細菌是水解發酵菌，而內層則是產甲烷菌，各種細菌組成了一條很完整的食物鏈。顆粒污泥使反應器中保持較高的污泥濃度和容積負荷，與傳統的活性污泥法相比，該法可簡化處理流程，降低成本。

5 經濟效益分析

該工程總投資195 萬元，其中土建費用110 萬元，設備65 萬元，其它費用20 萬元，2011 年6月建成投運。系統自運行以來，丹參提取生產廢水處理量為400 m3/d，處理后廢水的CODCr平均質量濃度在110 mg/L 以下，BOD5的平均質量濃度低于25 mg/L，SS 的質量濃度在60 mg/L 以下，pH 值為6 ~ 9，達到GB 21906—2008 的要求，每年可減排CODCr 1 000 t、BOD5 340 t、SS 35 t，減輕了對環境的污染。

本系統采用自動控制方式，處理效果穩定，操作簡單，易于維護，便于管理，該廢水處理站不設置專職操作人員，由車間后勤人員兼職管理，減少了人工費用。

由于先采用低處理成本的厭氧、兼氧技術使絕大多數污染物降解，然后再利用高處理成本的好氧曝氣法進一步處理，從而使廢水處理成本降低。目前每天耗電250 kW·h 左右，每天的電費約200元，加上折舊、物料消耗等，廢水處理費用為0．70元／m3 左右。具體參見http://www.xuum.cn更多相關技術文檔。

厭氧處理單元每天可產生沼氣約1 000 m3，相當于標煤700 kg，除可作為職工食堂生活用燃料之外，還可以供生產使用，節約了燃料，同時，用沼氣代替煤炭也可降低大氣污染物的排放量。

6 結語

采用厭氧-兼氧-好氧串聯法處理高濃度丹參提取生產廢水，處理后出水各項水質指標均達到GB 21906—2008 的要求，所產生的沼氣可作為燃料供生產、生活使用，具有較好的社會效益和經濟效益。