CA-SBR工艺在制药生产废水处理工程

CA—SBR工艺在制药生产废水处理工程摘要：株洲某药业股份有限公司是一九九三年由株洲中药厂改制成立，是中国中成药生产重点企业五十强之一。公司主要产品为妇科千金片、千金胶囊、舒筋活络液等，于2001年兴建了全厂废水处理工程。该废水处理站位于株洲市荷塘区金钩山株洲千金药业公司厂区内，占地约700m2。根据厂方的分流制排水规划，厂区生产废水、生活污水和雨水分管排放，其中废水处理站只接纳生产废水，设计规模1700m3/d。关键字：CA—SBR制药1背景介介绍株洲某药业业股份有限公公司是一九九九三年由株洲洲中药厂改制制成立，是中中国中成药生生产重点企业业五十强之一一。公司主要要产品为妇科科千金片、千千金胶囊、舒舒筋活络液等等。十多年来来，公司保持持快速发展势势头，一九九九八年实现销销售1.2亿元，利润2469万元，人均均利税13.7万元。随着着企业经济效效益的快速增增长，公司为为造福社会，于2001年兴建了全厂废水处理工程。该废水处理理站位于株洲洲市荷塘区金金钩山株洲千千金药业公司司厂区内，占占地约700m2。根据厂方方的分流制排排水规划，厂厂区生产废水水、生活污水水和雨水分管管排放，其中中废水处理站站只接纳生产产废水，设计计规模1700mm3/d。2废水设设计参数2.1废废水水量该公司生产产废水主要来来自洗涤、煎煎煮（洗锅）、片片剂和制剂等等工序，其中中煎煮工序洗洗锅废水及制制剂车间废水水污染程度高高，洗涤及冷冷却工段排放放废水量大。该公司扩产产后日用水水水量及废水日日处理量估算算见表1。扩产后公公司生产废水水日排放量为为1350mm3/d，根据公司司远期发展规规划，取设计计处理废水量量为1700m3/d。表1扩产产后日用水水水量及废水日日处理量估算算表项目水量前处理洗药用水水360m3/d洗锅用水水50mm3/d洗衣卫生生用水35mm3/d入药用水水35mm3/d新加制剂剂用水80m33/d制剂制剂等用用水400mm3/d动力造汽用水水250m3/d循环补充充用水90mm3/d其它用水水50m33/d合计

13550m3/d2.2废废水水质生产废水中中的污染物质质大致可分水水溶性的和水水不溶性的两两类。水溶性性的污染物主主要是单宁、生生物碱、有机机酸、糖类、蒽蒽醌、淀粉等等有机物，另另外还有制剂剂工序引入的的无毒色素，片片剂车间排放放的高分子物物质等。水不不溶性的污染染物主要来自自清洗、煎煮煮等工序，主主要是泥沙、植植物类悬浮物物等。因为是是中药制药企企业，所以其其生产废水中中的有毒物质质较少，COD较西药制药药废水要低。废水水质指指标见表2。表2废废水水质指标标名

称称COD((mg/L))BOD55(mg/LL)SS(mmg/L)石油类mmg/L)色度（倍倍）pH废水120005001000015--5～72.3处处理出水水质质标准废水处理后后执行国家污污水综合排放放标准GB89778-96一级排放标标准。为了节节约水资源，可可以考虑部分分处理后的水水作为中水回回用，为达到到中水回用标标准，设计时时考虑了用砂砂滤和加氯消消毒的方法来来提高出水水水质。主要回回用途径有：：1）浇灌花花草，厂区内内绿化用水可可以全部使用用处理后的水水。2）锅炉烟烟气除尘，必必要时可以部部分使用处理理后水进行锅锅炉烟气除尘尘。2.4处处理工艺流程程针对上述出出水要求，通通过必要的试试验研究和参参考同类废水水处理工程的的经验，我们们选用先进的的CA+SBBR工艺（催化化水解酸化+间歇序批式式活性污泥反反应器）。在在回用水深度度处理方面，考考虑在二级处处理的基础上上，增加砂滤滤和加氯消毒毒工艺，使出出水水质进一一步提高。废水处理工工艺流程情况况如下（见图图1）：废水经经格栅池和捞捞毛除渣机除除去大颗粒悬悬浮物后自流流进入调节池池，调节池中中放置了废铁铁屑，通过铁铁屑在水中的的电化学反应应对废水中的的有机污染物物起水解催化化作用，再进进入水解酸化化池。水解酸酸化池分两段段，第一段布布置了曝气装装置，必要时时可以进行预预曝气，对池池中废水进行行搅拌。水解解酸化池出水水通过污水提提升泵进入SBR池，经曝气气处理后，沉沉淀。排出沉沉淀后的上层层清水。排水水可通过砂滤滤池滤掉悬浮浮杂质，也可可不通过砂滤滤池直接经清清水池外排。在在需要将排水水回用时还可可以加消毒药药水以提高回回用水水质。SBR池的剩余污污泥可以排入入集泥池，经经污泥浓缩池池重力浓缩，压压滤机压滤后后外运。3废水处处理站平面布布置和高程布布置3.1平平面布置废水处理站站位于千金药药业公司厂区区的东北角，占占地面积约750m2。（见图2）在设计时时，我们采取取了SBR池与调节水水解酸化池竖竖向布置的方方法，将SBR池建在调节节水解酸化池池之上，既节节省了占地面面积，又利用用SBR池的水位高高差保证滗水水器的自流排排水。同时我我们将风机房房建在地下，并并进行隔声处处理，有效的的控制了风机机运行中产生生的噪声污染染。1.格栅池

2.SBBR池（下层是是调节水解酸酸化池）3.集泥井

4.污泥浓缩池池5.消毒--砂滤-清水池

6.排水明渠

7.流量计井

8.污泥脱水间间

9.泵房（下下层是风机房房，上层是控控制化验间）10.消毒加药间图2废废水处理站平平面布置图3.2高高程布置在高程布置置设计上，利利用厂区废水水管网出口的的高差让废水水自流进入从从调节水解酸酸化池，再利利用污水泵做做一次提升将将水解酸化池池出水泵入SBR池。SBR池排水以及及砂滤过程利利用构筑物之之间的高差克克服水头损失失，使废水自自流流动，参参见图3。1.格栅池

2.调节水解酸酸化池

3.SSBR池

4.集泥井

5.消毒池6.砂滤池池

7.清水池

8.污泥浓缩池池

9.流量计井图3高高程布置图4主要构构筑物4.1格格栅池格栅池尺寸寸为4.4×22.4×1..4m3，前部分为为栅条间距10mm的人工粗格格栅，后部分分设有一台CM20000型除毛除渣渣机。格栅池池能有效去除除各类大体积积杂物，为后后续处理创造造良好条件。4.2调调节池调节池尺寸寸10.0××9.5×55.0m3，池体超高1.0m，设计水利利停留时间HRT=22.54h，进水采用用双层环状穿穿孔管布水。4.3水水解酸化池水解酸化池池尺寸20.0××9.5×55.0m3，内分两格格，池体超高高1.0m，有效容积760m3，设计水利利停留时间HRT=110.7h，第一格池池底布置有微微孔曝气头，必必要时可以进进行曝气搅拌拌。4.4SSBR池SBR池尺尺寸10.0××9.5×55.5m3，池体超高0.5m，共3池。进水采采用ZW1500-180--15型污水泵从从集水井中将将废水提升至至SBR池，池中利利用环状穿孔孔管布水。曝曝气采用SSR型罗茨鼓风风机，曝气装装置选用氧利利用率20%以上的DYW-Ⅲ型微孔曝气气器，每池布布置156个。排水采采用BS2500-50000型滗水器，最最大滗水率超超过60%，最大单池池周期排水285m3。3个SBR池采取交错错间歇的方式式运行，设计计单池运行周周期为12h，其中进水1.5h，曝气8.0h，沉淀1.0h，排水1.0h，闲置0.5h，每池每日日运行2周期，3池每日运行6周期，最大大日处理量为为285×66=17100m3。4.5集集泥井集泥井尺寸寸10.0××1.5×55.0m3，共三池，其其底部与调节节池以及水解解酸化池连通通。SBR池中的多余余污泥通过SBR池底的排空空阀直接排放放到集泥井中中，逐渐累积积后利用污泥泥泵抽至污泥泥浓缩池。4.6污污泥浓缩池污泥浓缩池池尺寸3.5×11.5×3..3m3，底部为斗斗状，共2池。由于实实践证明SBR工艺产生的的剩余污泥很很少，所以污污泥浓缩池设设计时没采用用一般活性污污泥工艺的设设计参数。浓浓缩采用重力力浓缩，设计计停留时间12～24h，浓缩池上上清液通过池池壁上的电动动阀逐层排出出，底部浓缩缩污泥用螺杆杆泵抽送至带带式污泥压滤滤机上进行脱脱水处理。4.7消消毒—砂滤—清水池消毒—砂滤滤—清水池为一一体式结构，尺尺寸9.2×77.5×6..3m3，其中消毒毒池尺寸9.2×33.5×6..3m3，砂滤池9.2×22.5×6..3m3。消毒采用用氯片消毒器器配置溶液通通过在消毒池池中与排水的的均匀混合到到达出水消毒毒的目的。另另外在消毒池池上设有增氧氧机，必要时时可以提高出出水中的溶解解氧含量，进进一步提高处处理水质。砂砂滤池采用普普通快滤池结结构，以Φ1～20mm的瓷球为滤滤料，设计滤滤速12.4mm/h，反冲采用SBR池排水反冲冲，反冲时间间5min。操作中，SBR池排水可根根据需要决定定是否通过过过砂滤池。4.8泵泵及风机房泵与风机房房平面尺寸10.0××5.24mm2，为双层结结构。其中风风机房设于泵泵房下的负一一层中，内设设有供水解酸酸化池预曝气气的HC-1000S型回转风机机（5.11mm3/min，0.5kgg/cm2，7.5kw）一台，供SBR池曝气的SSR1225型罗茨鼓风风机（9.19mm3/min，0.59kkg/cm22，15kw）3台，为滗水水器汽缸以及及污泥压滤机机汽缸提供压压缩空气的Z-0.0025/7型空气压缩缩机两台。4.9污污泥脱水间污泥脱水间间尺寸9.23××5.24××5.2m33，其中设有PFMA--500型带式压滤滤机一台，用用于抽送浓缩缩污泥的G（GS）35-1型螺杆泵一一台，用于冲冲洗压滤机的的IS50--32-2000A型清洗水泵泵一台，混凝凝剂投配装置置一套。5废水处处理站运行情情况分析5.1系系统运行安排排该废水处理理站工程2001年底竣工，经经过近半年的的调试和试运运行，目前已已投入正式使使用。由于该污水水处理站是根根据企业远期期发展规划设设计确定处理理水量的，受受企业生产能能力限制，目目前污水处理理量约800～900m3/d，并没有达达到设计处理理量。因为采采用的是SBR工艺，运行行方式十分灵灵活，所以即即使目前进水水量不到设计计要求的60%，整个生化化系统的仍然然能够正常运运行。具体运运行方式如下下：只使用三三个SBR池中的两个个，每个SBR池每天运行行两周期，每每个SBR池每周期处处理水量200～250m3/d。如果今后后水量增大，可可以从已运行行的量个SBR池中分出部部分活性污泥泥，进行运行行即可，根据据从第一个SBR池分出部分分的活性污泥泥接种到第二二个SBR池的实践过过程来看，新新的SBR池的启动过过程很快，从从接种污泥到到正常以运行行大约只要10天左右，而而且不会对分分出活性污泥泥的SBR池的运行产产生不良影响响。SBR工艺艺之所以能适适应水量的大大幅变化是因因为其采用的的是间歇式运运行，一个周周期中的五个个工艺阶段的的时间分配都都可以根据实实际需要灵活活安排，而且且每周期的排排水量也可以以根据需要通通过滗水器的的滗水深度来来确定。根据据设计，我们们能保证进水水量在200m3/d～1700mm3/d范围内整个个系统都能正正常运行，克克服了运用传传统的连续流流式活性污泥泥法时由于进进水水量达不不到设计要求求而无法正常常以运行的缺缺点。5.2水水质运行情况况分析从20022年5月该废水处处理站于正式式投入使用以以来，出水水水质情况较稳稳定，出水清清澈，各项指指标均能到达达设计要求。水水质监测见表表3（以COD为主要监测测指标）。表3水质质监测结果（月月平均值）原水COD（mg/L）水解酸化化池出水COD（mg/L）1#SBBR池出水COD（mg/L）3#SBBR池出水COD（mg/L）2002.055623..5498..220.5523.3320022.06745..3592..622.1121.5520022.0710366.7832..446.2245.7720022.0810599.2796..541.7742.1120022.0910466.2803..442.1140.5520022.1010755.9839..245.4445.66运行过程中中五六月份曾曾受企业生产产安排影响，部部分车间生产产不正常，造造成进水水量量偏少，COD含量较低。以上监测数数据表明，采采用CA—SBR工艺对中成成药制药废水水的处理效果果很理想，其其中CA（催化水解解酸化）阶段段对COD的去除率一一般在20%左右，SBR阶段的COD去除率在95%左右。整个个工艺过程对对进水水质水水量的变化有有很大的适应应性，抗冲击击负荷能力好好。5.3污污泥运行情况况分析由于SBRR工艺中曝气气过程和沉淀淀过程是在同同一池中完成成的，所以不不仅能节省基基建费用，而而且还省去了了一般活性污污泥法中的污污泥回流系统统，简化了操操作。该废水水站SBR池的活性污污泥来源于某某污水厂的剩剩余污泥，通通过接种驯化化来使其适应应中药制药废废水的处理，驯驯化好的污泥泥呈褐色。在日常的监监测中考虑操操作的方便性性，我们以SBR池正常水位位时池中的污污泥沉降比（SV）来表示污污泥量，根据据多次试验得得出SV=20时的污泥浓浓度约为3500mmg/L。在实际运行行过程中，我我们发现污泥泥的增殖性能能在SV＜15时较快，SV＞20后，污泥的的增殖就变得得很缓慢（见见表3），而且污污泥会呈现出出老化现象，所所以我们将SBR污泥池污泥泥量控制在SBR池正常水位位时SV=20左右，即MLSS==3500mmg/L左右。由于污泥在在运行过程中中不断的老化化，所以每天天要排出一定定量的污泥，根根据一段时间间的摸索，我我们将排泥安安排在每天排排水结束后，排排泥量一般为为污泥总量的的5%～10%，即污泥龄龄约在10～20d。实践发现现，适时适量量的排泥是系系统稳定运行行的重要保证证。如果不及及时排泥会造造成污泥老化化，污泥絮体体变碎，沉降降性能变差，使使出水水质下下降。13.5..4溶解氧控制制SBR池曝曝气运行中的的废水溶解氧氧含量的变化化是确定曝气气时间的重要要依据。根据据现场采样，SBR池曝气过程程废水溶解氧氧变化曲线见见图4，图4

SSBR池曝气过程程废水溶解氧氧变化曲线我们发现在在实际运行过过程中，每天天流入废水处处理站的废水水水质会因生生产变化而有有所变化，有有时变化幅度度很大。以进进入SBR池的废水为为监测对象，其COD值一般在600mg/L～1000mg/L之间，但有时甚至会低于200mg/L。从图4中，我们可以清楚的看到，从水解酸化池进入到SBR池的废水DO值为0mg/L，开始曝气后DO值增长非常缓慢，这可能是因为曝气初期曝气废水中有机物染物含量很高，随曝气中氧一进入SBR池就被活性污泥中的微生物很快消耗掉，此时系统处在缺氧阶段。随着时间的推移，废水中的污染物被活性污泥逐渐吸附降解，这时水中的溶解氧开始慢慢上升，水中的绝大部分污染物已被转移至污泥中，系统过渡到富氧阶段，在DO达到1.0mg/L后，其增长速率明显增快。根据实测发现当DO上升到4.5mg/L左右时，其增长速率就会明显降低，这时污染物已被微生物逐渐分解。5.5生生物相变化污泥中的微微生物以钟虫虫、轮虫为主主，也有少量量纤毛虫、鞭鞭毛虫、线虫虫。运行过程程中曾出现豆豆形虫大量增增多，而其他他微生物种类类很少的状况况，这时的污污泥絮体出现现破碎、沉降降性变差。因因此，我们定定期做污泥微微生物镜检来来了解污泥中中生物相的变变化，根据观观察结果来调调整曝气量和和排泥量以及及排泥操作周周期。5.6运运行中存在的的问题5.6.11曝气量的控控制问题运行过程中中存在的主要要问题是如何何控制曝气量量。和传统活活性污泥法一一样，SBR工艺在曝气气过程中也存存在随着时间间的推移，废废水中的有机机物染物会不不断的被分解解掉而使需氧氧量逐渐减少少，如何来根根据系统实际际需氧量来控控制曝气量是是一个需要解解决的问题，因因为曝气阶段段后期多余的的曝气量不但但会浪费不必必要的能耗，提提高废水处理理的成本，而而且有时会因因为过量曝气气而使污泥自自身分解，使使污泥絮体破破碎而难以沉沉淀，造成出出水水质下降降。对于这个问问题，当前较较普遍的解决决方法是采用用在线监测设设备根据即时时监测取得的的数据通过自自动化控制系系统控制变频频风机，来调调整曝气量来来适应活性污污泥系统需氧氧量的变化。该该废水站设计计之初曾作过过这方面考虑虑，但因千金金公司考虑这这样做前期投投入将较大而而且日后的自自动化控制系系统维护工作作较复杂而没没有采用。目前我们解解决这一问题题采取的是经经验法，即根根据一段时间间的运行，来来摸索合适的的运行参数。根根据实际操作作得出的运行行数据如表4。表4曝气时时间运行参考考数据SBR池进进水COD（mg/L）参考曝气时时间（h）900～110006.0～77.0800～99005.5～66.0700～88005.0～55.5600～77004.5～55.0400～66004.0～44.5＜400≮3.5注：上述曝曝气时间指的的是一个SBR池使用一台台风量为9.19mm3/min，风压0.59kkg/cm22，功率15kw的罗茨鼓风风机曝气时的的时间。通过这种方方法只能确定定合适的曝气气时间以保证证废水中的有有机物充分分分解，