中藥提取類廢水處理工藝探究

楊 益

（貴州雛陽生態環保科技有限公司，貴州 貴陽 550001）

中藥提取所產生的廢水成分主要有糖類、乙醇、生物堿、蛋白質以及色素等，同時廢水水質與水量在中藥生產操作階段的波動也相對較大，中藥提取類廢水處理與其他廢水處理相比較來講較為困難。以往傳統的廢水處理模式主要為化學方式，而化學藥品普遍較貴，諸多企業都難以負擔和承受，同時化學藥品也容易對環境帶來二次污染[1]。因此，在對中藥提取類廢水處理階段，應以“生化為主、物化為輔、生化前置、物化后置”的廢水處理工藝。注重厭氧，利用厭氧系統穩定且節能，在厭氧階段充分降解廢水中有機污染物85%以上，甚至高達95%以上。

1 廢水來源與特征思考

1.1 廢水水質、水量

目前中藥提取類企業主要提取方式為：水提與醇提兩種；其中水提每使用1 噸原料，廠區約產生廢水50m3，水提COD ＜2000mg/L；醇提每使用1 噸原料，約產生廢水20m3，醇提COD 在5000mg/L～20000mg/L；不同企業，因提取規模與方式不同，故污水處理規模與進水濃度設計均不同。（參考值：純水提類企業，進水COD 濃度設計＜3000mg/L，含醇提類企業，進水COD 濃度設計可在10000mg/L 左右。）

1.2 廢水的特點

針對于廢水的特點來講，主要為以下幾點：其一為中藥提取類廢水成分相對復雜且繁瑣，污染物包含了糖類、乙醇、木質素、生物堿、蛋白質以及色素等，同時其中的CODcr 與BOD 的含量相對較高；其二為中藥提取類廢水排放不規律，由于這類制藥工藝通常都是不能連續生產，每一個生產階段所排放的水質都不相同且差距較大[2-3]。另外，不同車間在制作不同品種中藥時排放的污染物成分也有所不同，這就對廢水處理構筑物帶來一定的沖擊與負荷。例如某工程的進水COD 為3500mg/1，醇提廢水在進入污水站時，其數值會達到10000mg/l 以上；其三為中藥提取類廢水的ph值上下波動相對較大。

2 分析中藥提取類廢水處理工程的主體工藝流程

在確定中藥提取類廢水處理工藝流程的過程中，需要遵循以下幾點原則：（1）中藥提取類所產生的廢水成分十分復雜，而且有機物多，色度深、濃度高，并且相關部門對這類工程的廢水排放標準要求較高；（2）中藥生產廢水中有諸多抑制微生物物質，其中可生化性相對一般；（3）對工藝要求便于操作管理、設備維護、檢修方便，同時也應充分考慮以最小的投資取得最大的效益，確保出水水質穩定達標排放，從而將環境效益和社會效益最大化[4-5]。

2.1 處理工藝特點

在中藥提取類廢水處理過程中，可以運用全循環ph 值調節裝置，在調節池中科學且合理地使用石灰與片堿，在ph 值調節和固化除磷達到標準要求之后，隨之將調節之后的廢水進行改良，然后混合到厭氧池中。根據以往工程經驗，混合式的厭氧池存在能耗攪拌力量明顯不足等缺點。中藥提取類企業宜使用塔式厭氧反應器；另外，設置厭氧沉淀池，充分考慮厭氧系統異常情況下存在污泥流失的情況。經厭氧系統處理后的廢水進入后端好氧系統，通過好氧微生物與污水進行充分的接觸，污水中的有機物被微生物降解，同時達到脫氮除磷。好氧池排出的泥水混合液進入后端的沉淀系統進行泥水分離；經泥水分離后的廢水，在其后端設置混凝沉淀池，因提取類企業廢水一般執行《中藥類制藥工業水污染物排放標準》（GB21906-2008）“表2 新建企業水污染物排放限值”，標準中要求總磷≤0.5mg/L，色度≤50；純生化，兩項指標難以達標，故在混凝沉淀池內，向廢水中加入一些混凝的藥劑，當藥劑水解之后，和污染物之間會產生相互的作用而形成顆粒比較大的棉絮狀物質，受自身重力影響會沉淀，得到泥水分離。由于廢水中含有少量的色度，大部分是惰性有機物組成，次氯酸鈉作為脫色氧化劑，最終出水達標排放。

本套工藝有如下特點：（1）生化為主、物化為輔；（2）厭氧前置、好氧后置；（3）勻質、做好前處理。生產品種的多樣化，水量和水質波動大，包括濃度、溫度、成份等，需做好勻質調節，避免對主體生化單元的沖擊。塔式厭氧反應器處理負荷高、能耗低等特點，且耐沖擊及適應性強。這樣的組合既低能又高效，應用方面已經很成熟[6]。

2.2 工藝單元的說明

2.2.1 格柵

中藥提取過程中，廢水帶有藥渣和大量懸浮顆粒，故可以使用細格柵或水力篩快速去除廢水中的懸浮物，并且還可以避免懸浮物堵塞水泵機組與管道閥門，進而確保之后的各項工序正常穩定運行。

2.2.2 調節池

設置調節池可以對中藥提取類廢水內的水量、水質均化地處理，由于調節池內大分子有機物會被酸化菌影響，而產生了酸化處理，進而揮發其中的脂肪酸，這種方式可以全面提升廢水后續的生化處理，使其中的有機物去除效率得到提升。

2.2.3 厭氧處理工藝-IC 厭氧反應器

針對提取類高濃度的污水，一般可通過UBF、UA SB、EGSB、IC等厭氧生物處理工藝，去除大部分有機物，大大降低后續構筑物的污染物負荷。針對不同濃度廢水，選用不同厭氧反應系統，本文以IC厭氧反應器為例。

厭氧系統是廢水處理系統的關鍵組成部分，IC 厭氧反應器借鑒和參考了國際最先進的厭氧處理技術，適合中藥提取類廢水處理，同時IC 厭氧反應器也是第三代厭氧反應器，其不僅可以有效處理高濃度的有機廢水，并且在處理高懸物、高生物毒性廢水方面具有一定的優勢，在去除COD 方面比例可以達到百分之九十五。另外，處理階段所產生的沼氣及顆粒污泥也可以作為資源來進行回收，長此以往，就能夠為企業帶來一定的經濟效益與社會效益。IC 厭氧反應器具有如下特點：

（1）IC 反應器容積小、投資少、占地省、運行穩定，已成功運用在淀粉、啤酒、食品、檸檬酸等行業中，是一種值得推廣的高效厭氧處理技術；（2）IC 反應器可以看成是由兩個UASB 反應器上下串聯而成。反應器由混合區、第一和第二厭氧區、沉淀以及氣液保分離區這五個區構成。具體如下：

混合區：廢水由反應器部進入，泥水以及顆粒污泥在混合區內可以充分接觸、反應。

第一厭氧區：混合區里廢水、污泥混合進入第一厭氧區，在高濃度顆粒污染作用下，有機物大部分會被降解，轉化成為沼氣。混合液上升流以及沼氣劇烈擾動，導致這個反應區的污泥會出現膨脹、流化的情況，讓泥、水的混合接觸加強，因此污泥有極高活性。產生的沼氣會將部分泥水混合物，通過提升作用，直達反應器頂部的氣液分離區。

第二厭氧區：經過了上一區的廢水處理之后，除了一些沼氣被提升之外，其他的均通過三相分離器進入到該區域內。這個區的污泥濃度是比較低的，且廢水大部分有機物均在上一區被降解了，因此只有少量的沼氣產生。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區。

沉淀區：上一區泥水混合物在該區可以進行固體與液體的分離工作，上清液體通過排水管排出，而沉淀的顆粒污染，則會返回至該區的污泥床。

氣液分離區：被提升廢水的沼氣，通過泥水分離同時將處理系統導出，泥水混合物沿回管再返回到最下面的混合區內，和反應器底的污泥、進水充分地混合在一起，可有效實現混合液內循環工作。

該反應器有比較明顯的優勢：反應器里的污泥濃度比較高而且容積的負荷比較大，通過內循環的作用提升了生物反應效果，有機負荷是普通厭氧反應器的好幾倍。反應器高徑比大，占地面積小，減少了基礎建設的投資，可以處理一些濃度比較低的廢水。同時，內部生物量高，溫度對其不會產生太大的影響。再加上內循環使得反應器PH 值保持穩定，有一定的緩沖力，無需增加額外動力，且內循環是自動化的，可以自身產生的沼氣作為動力，減少消耗，因此效率高，對高濃度廢水處理工藝適合。

2.2.4 好氧池處理工藝-生物膜法

在廢水的生物處理中，好氧和厭氧生物處理一樣，都是極重要的。前者是在有氧氣的條件下通過好氧的微生物作用有效降解廢水中的污染物。

例如常用的好氧生物膜法，如生物轉盤、生物濾池等，其特點是在設備中設置了可以提供給生物聚集的平臺，在充足氧氣條件下微生物構成了生物膜，并附著在載體上，有效吸附掉廢水中的有機物，通過分解、合成等一系列處理，將有害物質變成了無害物質。這種用膜法缺氧-好氧(A/O)生物脫氮工藝，很好地降解了污水中的有機物。

這種處理工藝主要是在池內直接填充相應的材料，已經進行充氧的污水需浸沒全部填料，填料流速需要科學掌控。在填料上方布滿生物膜之后，污水就會與生物膜直接進行接觸，而在生物膜中微生物的代謝作用下，污水中的有機物也可以得到去除，這樣污水就可以得到凈化。

2.2.5 沉淀池及污泥脫水

沉淀池可運用平流式沉淀池來將泥水進行分離處理，目前市場使用多，使用效果良好。

目前市場主流脫水機有帶式、疊螺式、板框；帶式和疊螺式易操作，但經脫水后的污泥含水率較高，導致污泥量大；板框人工偏大，但含水率極低，可減小量40%～50%左右。目前市場固廢處理費用日益升高，故建議選擇板框脫水機。

2.2.6 沉淀池與脫色池

混凝沉淀：可運用平流式沉淀，在混凝劑的作用下，使污水中的膠體和細微懸浮物凝聚成絮凝體，然后通過沉淀池予以沉淀分離除去的水處理法。原因是在廢水內添加混凝劑，由于混凝劑是電解質的，在廢水中可形成膠團與膠體物質可產生中和反應，形成絨粒沉降。混凝沉淀處理效果較好，配套設施簡單，管理運行方便。

由于出水含細菌、病毒、寄生蟲以及色度等，采用次氯酸鈉作為氧化劑進行接觸氧化消毒，同時保證出水色度指標達標排放，具有殺菌效果可靠、使用方便、價格低廉等特點。

2.3 防腐保溫與除臭設計

首先為防腐設計：可使用埋地管的三油二布防腐措施，架空管道涂油漆來進行防腐處理。同時還可以在IC 厭氧反應器的內部使用環氧樹脂三布五油的防腐措施來開展工作；其次為保溫設計：IC 厭氧反應器的罐體可以使用100mm 巖棉+0.5mm 彩鋼板來進行保溫；最后為除臭設計：在調節池內的攪拌設備可使用潛水攪拌機，這種方式不僅可以達到均質目的，還可以使中藥提取類廢水氣味不會擴散。同時還應對調節池進行密封處理，以免廢水氣味外溢對環境造成污染。針對于IC 厭氧反應器高度一般在24m～30m 左右，這樣的高度不會對污水處理站環境帶來影響。

3 中藥提取類廢水處理工藝調試運行情況

在調試運行過程中應充分注意如下事項：（1）保證進水水量及濃度的穩定：應充分利用綜合調節池，將水量及濃度調配穩定，避免對系統造成沖擊；（2）保證系統內的厭氧微生物的量，確保生物量足夠，從而保證厭氧處理效率；（3）確保厭氧進水水質營養均衡。制藥廠廢水存在進水濃度高，波動大，色度深，可生化性較差等特點。可在調節池內投加一定營養源（C源、N 源等），確實進水C：N：P=100～500：5：1；（4）進水pH 的控制，厭氧系統適宜pH 范圍為6.8～7.5，宜將進水pH 調至7.0 左右后穩定進入厭氧系統；（5）冬季溫度的控制。冬季氣溫較低，厭氧微生物隨著環境溫度降低，其活性也有所下降，故在冬季，可采取額外（廠區蒸汽余熱）升溫的方式，確保厭氧系統溫度（30℃～33℃）。

4 結語

結合全文，在對中藥提取類廢水處理時，當前較為成熟的方案為化學與生物處理技術，在不斷改良和優化的基礎上，經過改良后形成改良厭氧+接觸氧化工藝+混凝沉淀工藝，并且配合先進與節能設備可以使得處理工藝更好地發揮出環保作用，既可以滿足排放標準要求，同時還可以降低成本投入和減少運行費用，進而為企業發展與環保經濟發展奠定強有力的基礎，全面實現經濟效益與環境效益以及社會效益的統一。