高效沉淀装置在中药废水处理工程上的应用

陈永兵　李布青　樊琼　杨勇　杨向阳　杨永杰　侯展昭　王峰　李晖

摘 要：通过对高效沉淀专利装置的介绍，同时结合工程应用实际案例，论述了该装置在污水处理过程中的运行情况。结果证实该装置在中药提取废水处理应用中泥水分离效果显著，具有良好的经济和环境效益。

关键词：高效沉淀装置；泥水分离；净化技术

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170601002

高效沉淀装置是集加药、絮凝、沉淀等多种功能为一体的污水处理装置。相比于传统工艺，该装置能有效的增加颗粒的沉淀效率，但占地面积大、土建成本高、运行维护成本高。同时还部分存在沉淀速度较慢，出水水质稳定性差等一系列问题[1-3]。

针对上述问题，蚌埠市清泉环保有限责任公司经过多年研究和反复实践，攻克了泥水分离的技术难题，研发出结构简单合理、投资少、沉淀时间短、出水效果好的高效沉淀装置，并获得国家专利。本文重点论述该装置在中药提取废水处理中进行应用。

1 高效沉淀装置

1.1 装置结构

高效沉淀装置由快速混合系统、絮凝沉淀系统、加药系统及自控系统组成。其特征在于：沉降池底端制有多个泥斗，泥斗上方设置有多个相互平行的斜挡板，所述沉降池被斜挡板分割成上部的澄清区、斜挡板左侧的混凝区和斜挡板下方的沉淀区，混凝区和沉淀区通过挡板隔开。

1.2 快速混合系统

在混合池的进水管道中加入混凝剂，搅拌机使混凝剂与原水充分混合，混合液由管道从底部进入絮凝池。絮凝沉淀系统具有絮凝、沉淀及污泥浓缩的功能，是整个装置的核心。

1.3 絮凝系统

该部分由二段组成：前段为机械搅拌絮凝，内设导流筒，并在导流筒内设置提升搅拌机，通过提升搅拌机使水在絮凝池中循环流动，助凝剂加注点设在导流筒内，与原水充分混合后进入后段；后段采用隔板絮凝的形式，污水缓慢经过隔板进入后续沉淀池。沉淀池采用斜管沉淀工艺，在斜管上方设置隔板，使出水均匀。沉淀池下方是污泥沉淀及浓缩空间，池内的污泥部分回流至前段与原水混合，部分经污泥泵排出池外后处理。

1.4 加药系统

采用计量泵向处理系统中投加混凝剂及助凝剂。

2 工艺原理

高效沉淀装置是由蚌埠市清泉环保有限责任公司自主研发，已获得国家专利[4]。装置运行过程中，随着水流上升，水中悬浮杂质在斜板中进行沉淀，泥渣在重力作用下沿斜板滑至池底部，有效提高了单位面积沉淀效率，同时经过絮凝系统后，固体颗粒易形成絮体，聚集形成薄泥层，进而增强沉淀效果（图2）。

3 工程应用

以沈阳红药（安徽）制药有限公司废水治理工程为例。

3.1 工程概况

沈阳红药（安徽）制药有限公司位于亳州市魏岗镇。主要经营中药饮片生产及加工，在生产过程中排出大量废水，如不经处理直接排放，将会造成严重的环境污染。工程需处理废水量：500 t/d。废水的水质：pH=5，CODCr=12000 mg/L，BOD5=8000 mg/L，SS=5000 mg/L。

3.2 高效沉淀装置的设计

中药提取废水为高浓度有机废水，主要含糖类、生物碱、蛋白质、色素、木质素和水解产物等。中药提取废水属于较难处理的高浓度有机废水之一，具有组成复杂、有机污染物种类多、COD和BOD5浓度高、SS浓度高且波动性大，废水的BOD5/COD值差异较大、色度深、毒性大等特点[5，6]。为确保废水处理达标排放，采取厌氧—好氧（QIC—CASS）二级处理工艺，厌氧处理采用QIC（改进的内循环厌氧处理，简称QIC）工艺，好氧处理采用CASS工艺（循环活性污泥法，简称CASS）。

沉淀设施是该处理工艺的关键装备，本工程采用自主研制的专利技术装备高效沉淀装置（详见图2 ）。为防止污泥二次污染，对厌氧、好氧产生剩余污泥应进行脱水干化处理。

工艺流程说明：

微滤机：用以去除废水中较大固形物。

QIC反应罐：厌氧反应器集UASB反应器和流化反应器优点于一身，利用反应器内所产沼气的提升力实现发酵料液内循环的一种新型反应器，以IC技术原理研制的高新技术产品。

沉淀池：选用自主研制的专利技术装备高效沉淀装置，进一步沉淀QIC厌氧反应产生的浮渣及泥沙，有利后序处理。

调节池：为调节废水的水量和水质。

CASS反应池：循环活性污泥工艺，以SBR为基础发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物反应池，实现了连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水。

污泥浓缩池：为防止污泥二次污染，污泥脱水用作有机肥料。

污泥干化池：工艺采取砂（或炉灰）过滤脱水干化处理，经脱水后外运。

在沉淀装置上，本工程案例中泥水分离过程中使用的沉淀池选用了高效沉淀装置，该装置在原有的基础上进行了创新，达到了较好的沉淀效果。

装置结构上：高效沉淀装置为箱体结构，用于高浓度废水处理，用料为不锈钢材质；专门设计的进水机构；2个串联的沉淀机构；2个溢流槽；加药搅拌机构以及排泥、出水机构用于分离厌氧出水中的絮状污泥，有利减轻后序好氧处理的负荷，大大提高废水处理系统的效果；同时将沉淀池的污泥部分回流至水解酸化池，也有利于提高厌氧反应效率。

装置工艺上：高效沉淀装置工艺是依托污泥混凝、循环、斜管分离及浓缩等多种理论，通过合理的水力和结构设計，开发出的集泥水分离与污泥浓缩功能于一体的新一代沉淀工艺。

高效沉淀装置技术优势：絮凝体循环使用提高了絮凝剂的使用效果，节约10%～30%的药剂。

斜管的布置提高了沉淀效果，可达20～40m/h。

排放的污泥浓度高：可达30～550g/L。一体化污泥浓缩避免了后续的浓缩工艺，产生的污泥可直接进行脱水处理。

耐冲击负荷：对进水波动不敏感。

处理效率高，单位面积处理水量大，占地面积小，土建投资低，尤其适用于改扩建工程；

应用范围广。可处理高浓度有机废水，也可处理低浓度有机废水和较低温度的有机废水。

操作简便，便于管理。

3.3 运行效果

对处理前后的水质监测发现COD去除率>90%、BOD5去除率>85%、SS去除率>75%。处理后的水质经监测，符合国家排放标准。

高效沉淀装置有效解决了泥水分离的技术问题，提高了安全性和处理效率，拓展了其应用范围。高效沉淀装置在原有的基础上对装置的结构和工艺进行创新改进，开发出的集泥水分离与污泥浓缩功能于一体的新一代沉淀工艺。为各个行业今后水处理工艺选择提供了更多的选择，同时对带动企业科技创新起到了良好的示范作用。

4 结语

高效沉淀装置沉淀效率远高于普通重力池，体积远小于二沉池，作为二沉池后续强化沉淀技术，可以避免对原有二沉池的改造，具有节约成本，节能高效、占地面积小、操作简单、运行可靠等优势，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]郭丽，裴红洋.高效沉淀装置处理后期雨水的试验研究[J].环境保护科学，2010，36（5）：18-20.

[2]袁劲梅，高占平，沈烁，等.石化废水循环高效沉淀装置条件优选[J].山东化工，2015，44（16）：200-203.

[3]张建国，张良纯，许保玖.水平管沉淀分离装置的研究[J].世界有色金属，2013（10）：33-36.

[4]蚌埠市清泉环保有限责任公司.一种高效沉淀装置：中国，ZL201220104501.0[P].2012-3-19.

[5]冯昭华.中药提取废水的治理工程[J].环境工程，2005，

23（5）：29-31.

[6]余莉莉.两级UASB+接触氧化法在中药提取废水处理中的应用[J].轻工科技，2013（4）：102-103.

作者简介：陈永兵（1968-），男，安徽蚌埠人；李布青（1962-），男，安徽太湖人，硕士，研究员。