【案例】“ABR UBF A/O”工艺处理中药废水工程实例
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工程背景
河南郑州某中药生产企业主要采用黄芩进行中药提取，其产生的中药废水主要包括生产废水和少量的生活办公废水，其中生产废水主要包括前处理车间洗药、泡药废水，黄芩提取车间煎煮废水和部分提取液及冲洗排放废水等。
废水的水质特征为酸性废水，pH约为1.0~2.0，废水中主要含中药有效成分残留物、木质素、纤维素、半纤维素、老化的大孔树脂、有机溶剂（乙醇）、甙类、蒽醌类、生物碱及其水解产物等。
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工程设计
本工程设计处理规模为120 m3/d。设计出水执行《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB 21906—2008）表2规定的标准。废水经处理达标后，排入市政管网。本工程设计进出水水质见表1。
表1 设计进出水水质
注：除pH外，其余各项指标单位均为mg/L。
根据该企业中药废水的排放特点和水质，并结合类似废水处理的实际工程经验及实验研究结果，确定采用“混凝沉淀+ABR（厌氧折流板反应器）+ UBF（上流式污泥床过滤器）+曝气沉淀+A/O”的主要处理工艺及“曝气生物滤池+过滤”的深度处理工艺对其进行处理，处理工艺流程如图1所示。
图1 污水处理工艺流程
（1）调节池。钢筋混凝土结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸6.5 m×4 m×5.5 m。配套2台污水提升泵，单台流量5.8 m3/h，扬程14.4 m，功率0.55 kW，1用1备。设置自动加碱装置，调节pH。
（2）两级混凝沉淀池。碳钢防腐结构，2座，设计流量5 m3/h，混凝区尺寸2.1 m×1.2 m×2.0 m，反应时间0.9 h，沉淀区尺寸2.1 m×2.1 m×4.7 m，表面负荷1.13 m3/（m2·h）。混凝区配置加药系统，投加PAC和PAM，去除水中的悬浮物，以降低后续处理的负荷；沉淀区设置排泥系统。
（3）ABR。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸9 m×2 m×5.3 m，上升流速0.83 m/h。ABR分3格，可实现分相多阶段缺氧，有效分解大分子有机物和毒性物质。在最后一格上流区内设弹性填料，为水解污泥提供载体，防止污泥流失。设置污泥回流泵回流第3格污泥至第1格，污泥回流泵2台，单台流量5.8 m3/h，扬程18 m，功率0.75 kW，1用1备。
（4）1#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸3 m×2 m×3.3 m。配套污水提升泵2台，单台流量25 m3/h，扬程20 m，功率3 kW，1用1备。
（5）UBF。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸D 8 m×12 m，COD容积负荷4.75 kg/（m3·d），停留时间4.9 d。内设弹性填料，为厌氧污泥提供载体，防止污泥流失。在UBF底部设布水器均匀布水。出水采用电磁流量计计量分流，部分水回流至1#中间水池，回流量为3倍进水量，即为15 m3/h，其作用稀释进水有机物浓度，降低有机物的生物毒性。该工程暂不考虑建设沼气利用系统，厌氧产生的沼气经水封罐后暂高空排放。
（6）曝气沉淀池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，曝气区尺寸1.2 m×1.2 m×2.3 m，沉淀区尺寸D 2.32 m×4.9 m，表面负荷1.18 m3/（m2·h）。曝气区设置布气系统，沉淀区设置排泥系统。
（7）A/O池。钢筋混凝土结构，1座，设计流量5 m2/h，好氧池尺寸6 m×5 m×5.5 m，污泥负荷0.08 kgBOD5/（kgMLSS·d），污泥质量浓度3 500 mg/L；缺氧池尺寸5 m×3 m×5.5 m。A池内设置推流器1套，功率2.2 kW，防止污泥沉积。设置混合液回流泵2台，单台流量17.5 m3/h，扬程22 m，功率2.2 kW，1用1备。A/O工艺反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，反硝化反应充分，脱氮效率高。
（8）二沉池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸2.5 m×2.5 m×4.8 m，表面负荷0.8 m3/（m2·h）。设置污泥回流泵2台，回流污泥至A/O池，单台流量5 m3/h，扬程20 m，功率2.2 kW，1用1备。
（9）2#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸1.2 m×1 m×1.8 m。配套污水提升泵2台，单台流量6.5 m3/h，扬程20 m，功率1.1 kW，1用1备。
（10）曝气生物滤池。碳钢结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸D 1.4 m×5.5 m。采用气水反冲洗，水反冲强度4.3 L/（m2·s），气反冲强度13.5 L/（m2·s）。
（11）3#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸2 m×1.2 m×2.3 m。配套污水提升泵2台，单台流量6.3 m3/h，扬程32 m，功率2.2 kW，1用1备。设反洗水泵2台，用于反洗曝气生物滤池，单台流量17.5 m3/h，扬程22 m，功率2.2 kW，1用1备。
（12）过滤器。多介质过滤器，碳钢结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸D 0.6 m×3 m，采用水反冲洗，反洗时间8~10 min，水反冲强度17.2 L/（m2·s）；活性炭过滤器，碳钢结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸为D 0.6 m×4 m，采用水反冲洗，反洗时间10~15 min，水反冲强度17.2 L/（m2·s）。
（13）清水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5 m3/h，尺寸2 m×1.5 m×2.8 m。设置反洗水泵2台，用于反洗多介质过滤器和活性炭过滤器，单台流量17.5 m3/h，扬程22 m，功率2.2 kW，1用1备。
（14）污泥贮池。钢筋混凝土结构，1座，尺寸4 m×3 m×4.3 m。为防止污泥板结不利于压滤，污泥池内设置曝气搅拌系统。
（15）设备间。砖混，1座，尺寸9 m×4.5 m×4.2 m，设备间内包括鼓风机房和配电室。鼓风机房内设置罗茨鼓风机3台，供好氧池、曝气生物滤池供氧及调节池曝气搅拌，单台风量2.28 m3/min，风压53.9 kPa，功率4 kW，2用1备。
（16）综合间。砖混，1座，尺寸6 m×4.5 m×4.2 m，综合间包括污泥脱水间、加药间。设置板框压滤机1套，过滤面积42 m2，功率3 kW；配套螺杆泵1台，流量20 m3/h，压力0.6 mPa，功率7.5 kW。设置加药装置2套，功率1.1 kW。
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运行效果
该工程于2014年6月完成施工建设，2014年9月开始对系统进行污泥培养和工艺调试，经9个月的工艺调试，系统运行达到正常稳定。本工程实际进水水量100~120 m3/d。当地环境监测站多次对出水水质进行监测，结果表明，出水水质稳定达到设计标准。工程运行监测结果见表2。
表2 工程运行监测结果
注：除pH外，其余各项指标单位均为mg/L。
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工程投资及运行费用
本工程总投资310万元，包括构（建）筑物、设备等直接投资270万元，设计费、调试费等间接投资40万元。本工程总运行功率40.2 kW，日耗电601.56 kW·h，电价0.8元/（kW·h），电费481.25元/d；污水处理站工作人员4人，工资3 000元/（人·月），人工工资400元/d；药剂（片碱、PAC、PAM）费用约2 150元/d，直接运行费用3 031.25元/d，折合吨水成本为25.3元。
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结语
（1）工程实践表明，采用“预处理+ABR+UBF+A/O+深度处理”组合工艺处理此类高浓度中药废水，处理出水稳定达到并优于《中药类制药工业水污染物排放标准》（GB 21906—2008）表2规定的标准。
（2）本工程ABR内部有多个独立的反应室，可实现分相多阶段缺氧，其流态以推流为主，对冲击负荷具有很好的缓冲适应能力，可有效分解大分子有机物和毒性物质。反应器的最后一格安装有弹性立体填料，污泥截留能力强，稳定性高。
（3）由于原水污染物浓度过高，本工程工艺调试过程中采用混合液回流方式以降低进入UBF中废水污染物的浓度，有效地保证了UBF处理设施的正常运行。UBF出水经过曝气，吹脱出废水中H2S等有害气体，保证了后续好氧处理设施的稳定运行。
（4）采用“曝气生物滤池+多介质过滤+活性炭过滤”进行深度处理，进一步去除水中的氨氮、悬浮物、胶体、色度等，保证了处理出水的稳定达标。
（5）本工程大部分构筑物采用碳钢防腐结构，施工周期短，构筑物整体布置紧凑，管道无迂回，减少了连络管渠的水头损失，节省了运转能耗。
（来源：《工业水处理》2019年第10期，作者：张金菊，等，参考文献略。）