UASB:两级生物接触氧化工艺处理制药废水

史海强(河北冀都环保科技有限公司)

李鑫(河北省科学院地理科学研究所 河北 石家庄 050021)

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500 m3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500 m3/d扩大至2000 m3/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、pH、色度，排放特点为连续排放，废水水质为：CODCr604～17510mg/L、BOD5124～7645mg/L、SS101～625mg/L、色度80～800，pH5～7。

对该公司废水水质进行综合分析，结合《污水综合排放标准》(G B 8978-1996)二级标准，确定污水处理站进、出水水质设计参数见表1。

表1 污水处理站进、出水水质设计参数

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，pH7～10，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，pH7～9，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，pH7～8，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，pH6～8，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，pH7～8，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100 m3。

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。

图1 废水处理工艺流程图

(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。

表2 废水污染物处理效率

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2000 m3/d，年运行330 d。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。

[1]王凯军.UASB工艺的理论与工程实践[M].北京:中国环境科学出版社，2000.

[2]余金申.生物接触氧化处理废水技术[M].北京:中国环境科学出版社，1990.

[3]相会强，张杰，于而捷.水解酸化一生物接触氧化工艺处理制药废水[J].给水排水，2002，28(1):54-56.