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关于中药企业污染防治中微生物处理技术的应用研究
摘要:中药企业产生的污水有COD浓度高,悬浮物多,色度高,PH低,可生化性不好的特点。药材提取后产生的药渣的种类复杂,形状多,含水率高,数量大,易产生气味,使药渣成为中药企业污染防治的痛点和难点。中药提取车间、污水处理站、药渣暂存场等产生的气味,也越来越容易受到厂区周边群众关注。如何经济、高效、安全的治理生产过程中产生废水、废气、药渣等污染物,合规排污,成为企业履行环境主体责任最重要的一环。本文结合太极集团下属11家中药企业污染防治情况,论述中药企业在废水、药渣和废气处理防治中应用微生物处理技术的相关内容。
关键词:污染防治;微生物处理技术
1 引言
在污染防治技术的发展过程中,微生物处理技术在废气、废水、固体废物上治理,土壤的改善和修复中发挥着重要的作用,应用的场景越来越多。而微生物处理技术具有建设、运行成本低,适应性强,不产生二次污染,维护简单、效果稳定等优点,使得微生物处理技术成为中药企业污染防治中优先使用的技术。因此我们应当不断的加强了解和发展微生物治理技术,使其发挥更大的作用。
2 微生物处理技术的概念
微生物存在于自然界各处,在生物圈充当是分解者的角色,把地球上生产者产生的资源物质通过自身新陈代谢反应分解为无机物归还大地。微生物处理技术正是利用作为分解者的特点,通过人为的选择和改变生存、遗传条件,培养在处理污染物条件下优势菌落,使之能以各种污染物为营养源,通过代谢或吸收,将污染物转化为对环境无害的无机物。微生物处理技术涵盖的生物技术特点较多,能够在环境工程建设中,根据环境污染的防护和治理特点来解决环境污染等问题,并且具有治理成本低、治理功效好的优点[1]。
3 中药企业在污染防治中微生物处理技术的应用
1 处理中药废水
中药企业因药材提取工艺不同,产生的废水COD浓度高、波动性大。如提取采用的水提、醇提工艺,水中的COD浓度大约在4500-12000mg/L,采用树脂交换或参滤的工艺,COD浓度最高可达10万mg/L。由于清洗药材废水含有大量的悬浮物,P的浓度偏高,增加了污水治理难度。如果采用物理或化学的方法处理,费用成本高,且易使排放废水中的色度,氧化剂含量不达标,污泥难处理等情况,所以中药企业通常采用生微法进行处理。
中药企业污水治理典型工艺:格栅+调节池+气浮+水解酸化+厌氧+好氧+沉淀。其中水解酸化+厌氧和好氧两个单元是整个治理工艺的核心单元,能够去除废水90%以上的污染物。通过太极集团重庆涪陵制药厂有限公司、太极集团四川天诚制药厂有限公司等7个中污水处理站的实际运行过程中资料、数据的统计和分析发现,其中进水PH值、污染物浓度、水力停留时间、污泥浓度、厌氧工艺中污泥与水的混合度及上升速度,好氧工艺中容解氧浓度对污水处理容积负荷影响最大。
PH值是影响微生物生长,污泥活性的关键因素,如果偏酸或偏碱都会抑制微生物处理效率。中药企业产生的污水PH偏酸性,大约在4-5,而最佳的污水治理PH值是8-9。直接加碱的会增加污水处理的成本,现企业多采用二沉池污水回流至调节池的方法,即中和提高了PH,同时降低了污水COD的浓度,稳定进水COD浓度在8000-9000mg/L。以天诚制药实际处理污水800吨/天,每年可节约碱液费用30万元,并减少配制、添加强碱液体操作过程中带来危险。
水力停留时间是污水处理站设计最为核心的参数,直接影响整个污水处理站的土建的施工量及投资成本。如果设计停留时间短,达不到预期去除率,如果设计过大,成本又提高。通过7家企业污水处理站实际的运行效果分析,厌氧段的水力停留时间在48小时左右,好氧段的水力停留时间在24小时左右,在同样的运行条件下,效果最好。
厌氧工艺过程中污泥和水的混合度及上升速度直接影响厌氧过程的去除率,构筑物利用率,是能够达到理想容积负荷的重要因素。在污水处理站设计中采用的布水方式、池体的高度和运行中实际回流量,直接影响混合度和上升流速。传统的穿孔布水,往往造成布水不均匀,末端阻力大,出水量少,易堵塞,出水的流速不够大,运行时间长形成径流等缺点。现新建污水处理站大多采用脉冲布水、点对点布水等方式保证布水均匀,在布水器的出水口产生较大的冲击力和流速,使污水和污泥进行充分的搅拌。上升流速同样是为增加污水与污泥的搅拌,过小的上升流速导致污泥沉降快,池体容积利用不充分,从而影响容积负荷。过大的上升流速,会影响污泥形状,三相分离器的效果。在实际的操作过程UASB工艺上升流速通常采用0.6米/小时-0.8米/小时,IC或EGSB工艺上升流速通常采用1.2米/小时-1.5米/小时。
好氧段中容解氧的控制是处理COD浓度、氨氮浓度及污泥性状的核心参数。溶解氧浓度太低,则会造成生化池污泥膨胀,COD处理达不到效果。如果容解氧大增加能耗,增加运行成本,曝气冲击力大容易冲碎污泥絮粒,不利于二沉池污泥沉淀,并且氨氮浓度容易升高。溶解氧的浓度需要根据水质污染物的浓度、污泥的生长情况和天气温度等情况进行调节,一般控制在在2-4mg/l范围内。
微生物在污水处理过程中影响因素还有很多,需要在实际工作总结和研究,从实践的情况看最佳进水的温度在30-40度,可生化性的大于0.35,MLSS需在不同的污染浓度、工艺或环境采用不同的浓度等。
2 处理提取药渣
因为中药制剂配方、工艺的需要,生产一种中药往往用到多位药材,导致药材提取后产生的药渣有种类复杂,固体、糊状等形状不一,且混合在一起,不易破碎、挤压,含水率高,数量大,产生气味等特点。早期药渣处理主要以填埋、焚烧为主,这些处理方式不仅占用土地面积大,而且由于药渣极易腐败,加重了对土壤以及空气的污染,现太极集团下属中药企业药渣主要通过微生物发酵成为有机基质或有机肥,从而实现固体废物的综合利用。
药渣微生物主要采用堆肥或发酵罐连续生产线发酵的方式。发酵罐连续生产线比堆肥发酵,发酵周期从原来的60天缩短至15天左右;不受气温的影响;对发酵的温度、氧气含量等发酵条件易与控制;发酵场地和设备占地面积小,南充制药厂已实现厂区内发酵,大幅减少药渣运输成本;且对发酵过程中的产生的臭气进行收集和处理减少二次污染等优点,近期被关注使用。
发酵罐连续生产线发酵工艺主要为:药渣经过投料料斗进入发酵罐,在发酵罐中加入微生物和营养物,进行通风和搅拌,控制发酵过程的温度,并对发酵过程中产生的废气进行收集,通过处理设备后达标排放,发酵好后药渣筛分包装。主要的核心参数:发酵周期:10-15天;发酵温度:55-65℃;进料水分:≤70%;成品水分:≤35%。
3 处理气味
中药企业在生产过程中因为有炒药,煎煮,提取等工序,易产生挥发性气味;污水中有机物浓度高,易发酵,提取后药渣易腐化,所以污水处理站、药渣暂存场等场所易产生气味。以前采用酸碱液喷淋中和吸收、活性碳吸附或光量子分解等物理或化学的方法,存在处理气味的成本太高,耗能大、产生含碱废水或危险废物等二次污染。现在中药企业在处理气味,特别是臭气处理逐步引用的生物滴滤法,因滴滤法垃圾处理产生的臭气过程运用成熟,生物床现已是成套设备,占地少、易于管理,处理效果稳定,不产生二次污染物。
结束语:
综上所述,在中药企业污染防治中,微生物技术能够对废水、药渣、废气等污染物进行处理。但微生物处理技术在应用的过程中还存在对污染物浓度、PH、温度敏感,培养和恢复慢等缺点,应当不断加强对微生物技术的了解研究,开发出最科学、最有效的微生物处理技术,充分发挥微生物技术应用的成本低、效果好的特点,为环境治理作出贡献,促进生态环境健康发展。
参考文献
[1]洪诗然, 陈松. 微生物处理技术在环境工程中的运用[J]. 皮革制作与环保科技, 2021, 2(18):3.
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