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摘 要:中药废水是难处理的工业废水之一,水质水量变化大,成分复杂,已经成为处理环境问题的重要解决对象。本文综述了中药废水的处理工艺,对处理工艺的优缺点进行了分析,对中药废水的处理具有一定的借鉴意义。
关键词:中药废水;水质特点;处理工艺
1引言
随着科技的进步、国民经济的不断增长,环境问题也随之相伴而生。制药行业的中药废水已成为环境问题的重要污染源之一。中药制药化学成分种类繁多,生产工艺极其复杂,导致废水中的COD、BOD5的含量相对比较高,不易处理,给环境治理带来了极大的挑战。因此,对于中药废水的产生途径、污染特点进行分析研究,选择合理的处理工艺以提高处理效率,是极为重要的。
2中药废水特征分析
2.1中药废水产生途径
中药的生产大部分都采用水溶法,其生产过程包括三个步骤:洗药、煮提、制剂。因此大多数中药企业排放的废水主要由在生产提取过程中的九部分产生:(1)前处理车间洗药、泡药废水;(2)提取车间煎煮沸水和部分提取液;(3)分离车间的残渣;(4)浓缩、制剂车间废水;(5)车间部分蒸汽冷凝水和处理离子交换树脂酸碱液的中和水;(6)瓶罐清洗、管道及地面冲洗水;(7)酸水解;(8)过滤后产生的污水;(9)生活污水等。
2.2中药废水的水质特点
中药废水色度深、毒性大、成分复杂,可以提取多种有机污染物。第一种为天然有机污染物,包括糖类、有机酸、生物碱、色素、蛋白质、木质素以及它们的水解产物等;第二种为难降解的多环芳烃类物质,如萘、联苯等。中药生产过程中运用不同的药物品种和生产工艺,导致废水在不同情况下的水质水量波动有很大差别,降解难度非常大,因此要选择合适的处理工艺。
3中药废水的处理工艺
3.1水解酸化工艺
水解酸化工艺广泛应用于处理有机高浓度中药废水的预处理阶段。有机物厌氧消化过程中,水解酸化菌具有繁殖快、分解有机物能力强的特点,是一类兼性或专性厌氧菌群,可以将不溶性或难溶性有机物转化为溶解性、易降解物质。水解酸化工艺是控制反应条件使得厌氧反应在在将产氢产乙酸阶段开始前结束,大大减少了处理时间。水解酸化工艺不需严格控制氧气、温度、pH值等条件,工艺运行稳定,便于操作。能适应进水较大的COD浓度变化,耐冲击负荷能力强。
3.2水解酸化-好氧组合工艺
水解酸化-好氧组合工艺结合了厌氧及好氧生物处理技术,中药废水中的难降解大分子物质会在水解酸化作用下转化为小分子物质,可提高中药制药废水的可生化性,便于进行后续好氧生化处理。
3.3两相厌氧-好氧接触氧化工艺
将两相厌氧消化与好氧接触氧化串联在一起,这种组合的生物处理工艺处理效率高、出水水质稳定,能有效提高废水的难降解有机物的可生化性,运行效果也比较稳定,是一种常选用的废水处理工艺,对高浓度的有机废水有较大的优势。
3.4序批式活性污泥工艺
序批式活性污泥工艺,简称SBR工艺,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特点是在运行上的有序和间歇操作,核心是SBR反应池,具有均化、初沉、生物降解、二沉的功能,无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。该工艺优点为相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击,运行方式灵活,由于是静止沉淀,因此出水效果好、厌(缺)氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高,有很好的脱氮除磷效果。
3.5循环式活性污泥工艺
循环式活性污泥工艺,又称CASS工艺,是以SBR技术基础上发展而成的一种新型的污水生物处理工艺,这种方法的应用是结合社会发展和先进科学技术为基础的一种综合性的污水处理收集措施和处理工艺,并且在其工作中有良好的工作优势也广泛应用。它集曝气、沉淀功能于一体,其工作过程是曝气、沉淀、排水在同一池子內依次进行,周期循环,取消了常规活性污泥法的二沉池,并能实现程序化控制,自动化程度高,又方便操作。运行灵活,抗冲击能力强,能实现良好的脱氮除磷效果。
3.6 UASB工艺
UASB反应器又称升流式厌氧污泥床,污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。UASB 负荷能力很大,适用于高浓度中药废水的处理,有很高的有机污染物去除率,能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。与其他类型的厌氧反应器相较,污泥床内生物量多,容积负荷率高,废水在反应器内的水力停留时间较短,因此所需池容大大缩小。设备简单,运行方便,勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需要充填填料,也不需在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,便于管理,且不存在堵塞问题。
3.7 BAF工艺
BAF工艺为第三代生物膜反应器,是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物接触氧化法等生物膜的基础上发展的曝气生物滤池。具有生物氧化降解和截留SS的双重功能,工艺流程短,氧的传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水的电耗低;过滤速度高,抗冲击能力强,处理出水质量好,运行管理方便,总体投资省,便于维护。
4结论
中药废水的污染程度比较高,我们应根据废水所含物质的实际情况,采用合适的预处理工艺,选择合理的后续处理工艺,改善中药废水的可生化性,耐冲击性,提高废水的可降解性和处理效率,从而实现达标排放。同时我们应进一步研究中药废水的处理工艺,为我国保护水体环境的发展做贡献。
参考文献
[1] 李东伟,李伟民.高浓度中药废水处理工程设计[J].重庆建筑大学学报,2005,27(6):87-90.
[2] 彭辉,李蕊. 中药废水的处理工艺技术研究[J]. 城市建设理论研究,2017(22):168.
[3] 刘斌,杨春平,陈海林,等. 水解酸化-SBR-BAF工艺处理中药废水[J]. 环境工程,2009,27(3):12-16.
[4] 夏雯菁.IC+好氧MBR+BAF组合工艺处理中成药废水的应用[J].广东化工,2015,42(10):128-129.
作者简介:董建(1998-),女,吉林省德惠市人,本科在读,给排水科学与工程专业。
基金项目:吉林省大学生创新创业训练计划项目(201910191098)
关键词:中药废水;水质特点;处理工艺
1引言
随着科技的进步、国民经济的不断增长,环境问题也随之相伴而生。制药行业的中药废水已成为环境问题的重要污染源之一。中药制药化学成分种类繁多,生产工艺极其复杂,导致废水中的COD、BOD5的含量相对比较高,不易处理,给环境治理带来了极大的挑战。因此,对于中药废水的产生途径、污染特点进行分析研究,选择合理的处理工艺以提高处理效率,是极为重要的。
2中药废水特征分析
2.1中药废水产生途径
中药的生产大部分都采用水溶法,其生产过程包括三个步骤:洗药、煮提、制剂。因此大多数中药企业排放的废水主要由在生产提取过程中的九部分产生:(1)前处理车间洗药、泡药废水;(2)提取车间煎煮沸水和部分提取液;(3)分离车间的残渣;(4)浓缩、制剂车间废水;(5)车间部分蒸汽冷凝水和处理离子交换树脂酸碱液的中和水;(6)瓶罐清洗、管道及地面冲洗水;(7)酸水解;(8)过滤后产生的污水;(9)生活污水等。
2.2中药废水的水质特点
中药废水色度深、毒性大、成分复杂,可以提取多种有机污染物。第一种为天然有机污染物,包括糖类、有机酸、生物碱、色素、蛋白质、木质素以及它们的水解产物等;第二种为难降解的多环芳烃类物质,如萘、联苯等。中药生产过程中运用不同的药物品种和生产工艺,导致废水在不同情况下的水质水量波动有很大差别,降解难度非常大,因此要选择合适的处理工艺。
3中药废水的处理工艺
3.1水解酸化工艺
水解酸化工艺广泛应用于处理有机高浓度中药废水的预处理阶段。有机物厌氧消化过程中,水解酸化菌具有繁殖快、分解有机物能力强的特点,是一类兼性或专性厌氧菌群,可以将不溶性或难溶性有机物转化为溶解性、易降解物质。水解酸化工艺是控制反应条件使得厌氧反应在在将产氢产乙酸阶段开始前结束,大大减少了处理时间。水解酸化工艺不需严格控制氧气、温度、pH值等条件,工艺运行稳定,便于操作。能适应进水较大的COD浓度变化,耐冲击负荷能力强。
3.2水解酸化-好氧组合工艺
水解酸化-好氧组合工艺结合了厌氧及好氧生物处理技术,中药废水中的难降解大分子物质会在水解酸化作用下转化为小分子物质,可提高中药制药废水的可生化性,便于进行后续好氧生化处理。
3.3两相厌氧-好氧接触氧化工艺
将两相厌氧消化与好氧接触氧化串联在一起,这种组合的生物处理工艺处理效率高、出水水质稳定,能有效提高废水的难降解有机物的可生化性,运行效果也比较稳定,是一种常选用的废水处理工艺,对高浓度的有机废水有较大的优势。
3.4序批式活性污泥工艺
序批式活性污泥工艺,简称SBR工艺,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特点是在运行上的有序和间歇操作,核心是SBR反应池,具有均化、初沉、生物降解、二沉的功能,无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。该工艺优点为相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击,运行方式灵活,由于是静止沉淀,因此出水效果好、厌(缺)氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高,有很好的脱氮除磷效果。
3.5循环式活性污泥工艺
循环式活性污泥工艺,又称CASS工艺,是以SBR技术基础上发展而成的一种新型的污水生物处理工艺,这种方法的应用是结合社会发展和先进科学技术为基础的一种综合性的污水处理收集措施和处理工艺,并且在其工作中有良好的工作优势也广泛应用。它集曝气、沉淀功能于一体,其工作过程是曝气、沉淀、排水在同一池子內依次进行,周期循环,取消了常规活性污泥法的二沉池,并能实现程序化控制,自动化程度高,又方便操作。运行灵活,抗冲击能力强,能实现良好的脱氮除磷效果。
3.6 UASB工艺
UASB反应器又称升流式厌氧污泥床,污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。UASB 负荷能力很大,适用于高浓度中药废水的处理,有很高的有机污染物去除率,能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。与其他类型的厌氧反应器相较,污泥床内生物量多,容积负荷率高,废水在反应器内的水力停留时间较短,因此所需池容大大缩小。设备简单,运行方便,勿需设沉淀池和污泥回流装置,不需要充填填料,也不需在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,便于管理,且不存在堵塞问题。
3.7 BAF工艺
BAF工艺为第三代生物膜反应器,是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物接触氧化法等生物膜的基础上发展的曝气生物滤池。具有生物氧化降解和截留SS的双重功能,工艺流程短,氧的传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水的电耗低;过滤速度高,抗冲击能力强,处理出水质量好,运行管理方便,总体投资省,便于维护。
4结论
中药废水的污染程度比较高,我们应根据废水所含物质的实际情况,采用合适的预处理工艺,选择合理的后续处理工艺,改善中药废水的可生化性,耐冲击性,提高废水的可降解性和处理效率,从而实现达标排放。同时我们应进一步研究中药废水的处理工艺,为我国保护水体环境的发展做贡献。
参考文献
[1] 李东伟,李伟民.高浓度中药废水处理工程设计[J].重庆建筑大学学报,2005,27(6):87-90.
[2] 彭辉,李蕊. 中药废水的处理工艺技术研究[J]. 城市建设理论研究,2017(22):168.
[3] 刘斌,杨春平,陈海林,等. 水解酸化-SBR-BAF工艺处理中药废水[J]. 环境工程,2009,27(3):12-16.
[4] 夏雯菁.IC+好氧MBR+BAF组合工艺处理中成药废水的应用[J].广东化工,2015,42(10):128-129.
作者简介:董建(1998-),女,吉林省德惠市人,本科在读,给排水科学与工程专业。
基金项目:吉林省大学生创新创业训练计划项目(201910191098)