UASB——两级生物接触氧化工艺处理制药废水

2022-10-13

河北某药业股份有限公司产品主要为胶囊、口服液、片剂、颗粒剂等中成药, 由于生产规模的扩大, 现有日处理废水500m3的污水处理站已不能满足要求, 因此对污水处理站进行改造, 将好氧生化处理废水工艺改造为UASB--两级生物接触氧化工艺, 同时将污水处理站规模由500m3/d扩大至2000m3/d。污水处理站改扩建工程于2012年6月通过了当地环保管理部门的验收。

一、废水水质分析

该公司废水主要有洗药废水、设备冲洗废水、洗瓶废水、地面冲洗废水等, 废水中污染物成分主要为天然有机物, 生物降解性好, 色度较大, 主要污染因子为COD、BOD5、SS、p H、色度, 排放特点为连续排放, 废水水质为:CODC r604~17510mg/L、BOD5124~7645mg/L、SS101~625mg/L、色度80~800, p H5~7。

对该公司废水水质进行综合分析, 结合《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 二级标准, 确定污水处理站进、出水水质设计参数见表1。

二、污水处理站主要处理单元及设计参数

1. 格栅:

格栅间隙宽度10mm, 格栅尺寸为800mm×800mm。采用人工清渣, 格栅倾角为60°。

2. 中和调节池:

废水参数:流量Q=2000m3/d, 进水COD8000mg/L, BOD53500mg/L, p H7~10, 设计COD去除率10%, BOD去除率10%;外形尺寸:19000×10000×4500 (mm) , 总有效容积760m3, HRT=9.0h。

3. 上流式厌氧污泥床反应器 (UASB) :

废水参数:流量Q=2000m3/d, 进水COD7200mg/L, BOD53325mg/L, p H7~9, 设计COD去除率80%, BOD去除率85%;外形尺寸:23000×14000×10000 (mm) , UASB有效容积3000m3 (钢砼制) , HRT=36.0h。

4. 一级接触氧化池:

废水参数:流量Q=2000m3/d, 进水COD1440mg/L, BOD5500mg/L, p H7~8, 设计COD去除效率50%, BOD去除效率70%;外形尺寸:19000×10500×5000 (mm) , 总有效容积890m3, HRT=10.1h。

5. 混凝沉淀气浮池:

废水参数:流量Q=2000m3/d (85m3/h) , 进水COD720mg/L, BOD150mg/L, SS192mg/L, p H6~8, 设计混凝气浮沉淀池中COD、BOD的去除率为30%, SS的去除率为80%, 色度去除率80%;混凝气浮沉淀池总体外形尺寸:14000×3000×4500 (mm) 。

6. 二级接触氧化池:

废水参数:流量Q=2000m3/h, 进水COD504mg/L, BOD5135mg/L, p H7~8, 设计COD去除率70%, BOD5去除率70%;外形尺寸:14000×10500×5000 (mm) , 总有效容积650m3, HRT=7.5h。

7. 二沉池:

废水参数:流量Q=2000m3/d;外形尺寸:14000×6500×5000 (mm) , 总有效容积250m3, HRT=3.0h。

8. 污泥浓缩池:

外形尺寸:6000×6000×5000 (mm) , 总有效容积100m3。

三、废水处理工艺流程

1. 污水处理站改扩建工程采用UASB反应器+两级生物接触氧化工艺处理废水, 工艺流程见图1。

(1) 中和调节。废水经格栅去除水中的漂浮物后, 进入中和调节池, 池内设p H值测定仪及p H值调节自动控制系统, 并通过风机向池中通风搅拌, 中和调节集水池能起到调节水质、水量作用, 使不同工序的废水得到充分混合。

(2) UASB厌氧反应。调节后的废水进入UASB厌氧反应器, 内设有布水装置、厌氧颗粒污泥床, 顶部设有三相分离器。废水由底部的布水装置送入, 然后均匀地由下而上流动, 流经污泥床层时高活性的厌氧颗粒污泥将废水中的有机污染物吸附, 进而分解转变为沼气 (CH4、CO2等) , 使水质得到净化。沼气和水流、污泥继续向上流动, 进入三相分离器后, 沼气被分离送出反应器, 污泥返回反应器的污泥床层继续使用, 澄清的废水从反应器顶部排出口[1]。

(3) 一级生物接触氧化。UASB厌氧反应器出水流至一级接触氧化池, 池内装有填料, 好氧微生物附着于填料上形成生物膜;池内设有曝气装置, 通过鼓风机向池内鼓入空气, 废水中的污染物在微生物作用下充分降解。

(4) 混凝沉淀。一级接触氧化池出水提升至混凝沉淀气浮池, 在絮凝剂的作用下生成不溶性SS和胶状杂质颗粒絮凝, 比重大的絮凝体先在沉淀区沉淀, 然后比重小的絮凝体在气浮区与微小气泡附着上浮, 通过气浮池刮渣器将气浮泥渣收集输送到污泥槽。

(5) 二级生物接触氧化。气浮分离泥渣后, 清液流入二级接触氧化池, 池内装有填料, 好氧微生物附着于填料上形成生物膜, 池内设有曝气装置, 通过鼓风机向池内鼓入空气, 废水中的污染物在微生物作用下得到充分的降解[2]。

(6) 二沉池。二级接触氧化池出水通过二沉池分离出污泥后达标排放。混凝沉淀池、二沉池污泥部分回流, 剩余污泥进入污泥浓缩池, 然后经板框压滤脱水后, 泥饼外运。

四、运行效果分析

2012年6月当地环境保护管理部门对废水处理站改扩建工程进行了验收, 对废水处理设施进出口进行连续两天12个批次的监测, 统计结果见表2。由验收监测结果可知, 采用UASB两级好氧接触工艺处理制药废水, 能够达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 要求。

UASB反应器不需通过压缩空气充氧和搅拌, 因而节省动力消耗, 其还具有气、固、液分离效率高、生物量富集能力强、设备的有机负荷高、耐冲击力强、易于操作控制、废水处理运行稳定等优点, 是目前国内较成熟的一种高效废水厌氧生化处理方法, 因此, UASB广泛应用于制药、化工、生物等有机物浓度高的废水处理中。生物接触氧化工艺兼有活性污泥法和生物膜法的特点, 对冲击负荷具有较强的适应能力, 生物活性好, 污泥产生量小, 不会出现污泥膨胀[3]。

该污水处理站总投资414.4万元, 处理规模2000m3/d, 年运行330d。全年运行费用共计59.07万元, 吨水处理成本0.89元。运行费用合理, 整个工艺经济可行。

摘要：介绍UASB——两级生物接触氧化工艺处理制药废水的工艺设计及运行效果, 其排放废水中污染物CODcr、BOD5、SS等均符合国家相关标准, 证明该工艺具有可行性。

关键词：UASB,两级生物接触氧化,制药废水