1、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。
2、工程设计
2.1 设计规模及进出水水质
本工程设计处理规模为120m3/d。设计出水执行《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906要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。
2.2 工艺确定
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。
2.3 主要构筑物及设备
(1)调节池。
钢筋混凝土结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸6.5m×4m×5.5m。配套2台污水提升泵，单台流量5.8m3/h，扬程14.4m，功率0.55kW，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5m3/h，混凝区尺寸2.1m×1.2m×2.0m，反应时间0.9h，沉淀区尺寸2.1m×2.1m×4.7m，表面负荷1.13m3/(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5m3/h，尺寸9m×2m×5.3m，上升流速0.83m/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5.8m3/h，扬程18m，功率0.75kW，1用1备。
(4)1#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸3m×2m×3.3m。配套污水提升泵2台，单台流量25m3/h，扬程20m，功率3kW，1用1备。
(5)UBF。碳钢防腐结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸D8m×12m，COD容积负荷4.75kg/(m3·d)，停留时间4.9d。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15m3/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5m3/h，曝气区尺寸1.2m×1.2m×2.3m，沉淀区尺寸D2.32m×4.9m，表面负荷1.18m3/(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5m3/h，好氧池尺寸6m×5m×5.5m，污泥负荷0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥质量浓度3500mg/L，缺氧池尺寸5m×3m×5.5m。A池内设置推流器1套，功率2.2kW，防止污泥沉积。设置混合液回流泵2台，单台流量17.5m3/h，扬程22m，功率2.2kW，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5m3/h，尺寸2.5m×2.5m×4.8m，表面负荷0.8m3/(m2·h)。设置污泥回流泵2台，回流污泥至A/O池，单台流量5m3/h，扬程20m，功率2.2kW，1用1备。
(9)2#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸1.2m×1m×1.8m。配套污水提升泵2台，单台流量6.5m3/h，扬程20m，功率1.1kW，1用1备。
(10)曝气生物滤池。碳钢结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸D1.4m×5.5m。采用气水反冲洗，水反冲强度4.3L/(m2·s)，气反冲强度13.5L/(m2·s)。
(11)3#中间水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸2m×1.2m×2.3m。配套污水提升泵2台，单台流量6.3m3/h，扬程32m，功率2.2kW，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17.5m3/h，扬程22m，功率2.2kW，1用1备。
(12)过滤器。多介质过滤器，碳钢结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸D0.6m×3m，采用水反冲洗，反洗时间8~10min，水反冲强度17.2L/(m2·s)，活性炭过滤器，碳钢结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸为D0.6m×4m，采用水反冲洗，反洗时间10~15min，水反冲强度17.2L/(m2·s)。
(13)清水池。碳钢防腐结构，1座，设计流量5m3/h，尺寸2m×1.5m×2.8m。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17.5m3/h，扬程22m，功率2.2kW，1用1备。
(14)污泥贮池。钢筋混凝土结构，1座，尺寸4m×3m×4.3m。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9m×4.5m×4.2m，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2.28m3/min，风压53.9kPa，功率4kW，2用1备。
(16)综合间。砖混，1座，尺寸6m×4.5m×4.2m，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42m2，功率3kW，配套螺杆泵1台，流量20m3/h，压力0.6mPa，功率7.5kW。设置加药装置2套，功率1.1kW。
3、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100~120m3/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。
4、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40.2kW，日耗电601.56kW·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3000元/(人·月)，人工工资400元/d，药剂(片碱、PAC、PAM)费用约2150元/d，直接运行费用3031.25元/d，折合吨水成本为25.3元。
5、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》(GB21906要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+多介质过滤垣活性炭过滤”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：河南省正大环境科技咨询工程有限公司)