维生素C生产废物处理技术进展情况
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作者: 程雅卓
提要本文分析维生素C生产废水的来源及水质特征。讨论厌氧生物法、好氧生物法、光合细菌法、中和废水的循环利用法以及综合处理法等生产废水处理方法，并对各种方法的原理、研究进展、优缺点及应用等进行简要的论述和比较。
关键词：维生素C；废水；生物法；废渣
中图分类号：F42文献标识码：A
一、引言
维生素C，又称抗坏血酸，是世界上产销量最大、应用范围最广的维生素产品，是具有中国自主知识产权的产品。由于维生素C生产工艺的固有特点，使其生产过程中产生了大量高浓度废水，是环境的严重污染源之一。维生素C生产中的废水处理方法有厌氧生物法、好氧生物法、光合细菌法、中和废水的循环利用及综合处理法等方法。在废渣处理技术方面，开发了一系列用废渣生产有用产品（如饲料、活性炭等产品），变废为宝的技术方法。本文先分析了维生素C生产废水的主要来源及水质特征，然后介绍了维生素C生产废水处理技术和废渣的综合利用技术。
二、生产废水主要来源及水质
工业生产维生素C一般采用二步发酵法，以玉米为原料，经发酵、提取、转化、精制等工序制得产品。生产1吨维生素C时，各工艺点中所排放废水的水量、COD值、pH值及含有的主要成分情况见表1。（表1）由表1可见，维生素C生产废水中主要为高浓度有机污染物，包括乙醇、乙酸、菌丝体蛋白质、古龙酸、Vc等，还含有铵态氮及各种无机盐等，水质总体偏酸性。
三、维生素C生产废水的处理方法
目前，国内主要以生物法对维生素C工业废水进行处理。另外，还有光合细菌法、中和废水循环利用等方法。
（一）生物法。由于维生素C生产废水属于高浓度有机废水，不含有毒物质，可生化性好，因此国内外常用的处理方法是生物法。根据作用微生物的不同，可分为好氧处理和厌氧处理。
1、厌氧生物法。厌氧生物法是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂的有机物分解为甲烷和二氧化碳等物质的过程，同时把部分有机质合成细菌胞体，通过气、液、固分离，使废水得到净化的一种废水处理方法。
目前，国内的Vc废水处理工程主要采用高效厌氧反应器，主要有UASB、EGSB、Ic等，其主要特点有：有机负荷率高；单位容积反应器的生物量高；污泥与废水混合充分；污泥活性高、沉降性能好、粒径较大、强度较好等。2004年石家庄维生药业采用UASB工艺处理Vc废水时，优化回流量、回流比等技术参数，提高了反应器的水力负荷，减少了因调节进水pH而消耗的碱量，容积负荷提高到5kg COD/（m・d），COD去除率大于85%。
2、好氧生物法。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。生物膜法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等。氧化塘和土地处理法即自然生物处理。氧化塘有好氧塘、兼氧塘、厌氧塘和曝气塘等；土地处理法有灌溉法、渗滤法、浸泡法及毛纫管净化法等。
活性污泥法是利用微生物（细菌、原生动物、后生动物）将废水中一部分有机物降解、分解成CO2和H2O等无害物，一部分有机物作为其自身代谢的营养物质，从而除去有机物。生物接触氧化工艺是好氧活性污泥法的一种，其实质是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。自1993年起宁波制药厂对于Vc废水的处理采用的即是生物接触氧化工艺，进水COD为1，000～1，500mg/L时，去除率在75%～80%。
（二）光合细菌法。日本自20世纪六十年代起开展利用光合细菌法（缩写为PSB）处理高浓度有机废水的实验研究，先后成功地对食品、淀粉、粪尿、皮革等废水进行处理，并建立了日处理量几十至几千吨废水的大中型实用系统。我国从20世纪五十年代就对PSB进行了基础理论的研究，但应用研究起步较晚。
光合细菌法优点是：处理效果好、无二次污染、工艺流程简单、管理方便、处理成本低、副产品蛋白质含量较高、无毒性、可再利用等。与其他处理方法相比，具有占地少、投资省、工期短等特点。该工艺处理过程中，废水偏碱性，腐蚀较小，设备的使用寿命长。
（三）综合处理法
1、厌氧-好氧生物组合法。由于维生素C工业废水中COD的平均含量在10，000mg/L以上，单独采用厌氧生物法或好氧生物法处理高浓度维生素C废水，往往不能达到国家排放标准，需组合其他处理技术或将两种生物法组合起来对维生素C废水进行处理。先采用UASB技术对COD在5，000～50，000mg/L的高浓度废水进行处理，处理后的废水与低浓度废水混合，再进入生物接触氧化池，最后再由生化处理把关，尽可能降低水中污染物浓度和水的色度，使出水达标排放。利用厌氧-好氧联合工艺处理维生素C废水COD去除率达98.6%，可达到排放标准。江苏一Vc企业于20世纪九十年代对原有废水处理设施进行改造，改造后的组合处理工艺为：过滤中和-UASB-氧化沟工艺，工程运行结果表明，出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级标准。
2、厌氧-兼氧-好氧。高浓度废水经集水池，提升到高位配水槽，再由配水槽向管道厌氧消化器配水，进行厌氧消化处理。废水中的有机污染物COD、BOD大部分被除去。厌氧出水经气水分离器后，进入调节池。低浓度废水进入调节池，与厌氧处理出水混合后，提升到兼氧接触曝气池，生物接触氧化池处理，再经二次沉淀池后，出水排入排水总管。二次沉淀池污泥，部分回流到兼氧接触曝气池和厌氧消化池进行分解，剩余污泥经浓缩后，用板框压滤机脱水，干污泥掺入煤中焚烧。管道厌氧消化器处理产生的沼气，经淋洗器、脱硫装置处理后，送入贮气柜，经阻火器供用户使用。
3、循环利用中和废水技术。维生素C生产过程中排放的各股废水中，中和工序产生的废水水量最大，污染严重，应探讨中和废水的回用技术，来保护环境和节约用水。采用“中和-催化氧化-沙滤-吸附”工艺来处理维生素C生产废水，COD可从16，642mg/I降至2，308mg/I，去除率可达86.1%，处理后的废水可以重复灌溉农田，实现了废水的回收利用。
四、结束语
通过分析维生素C生产废水的主要来源及水质特征，可看出维生素C生产中排放出大量高浓度的有机废水及废渣，既严重污染环境，又增加了生产成本，不利于维生素C工业的发展。利用好氧和厌氧生物法、光合细菌法以及综合处理方法来处理生产废水可以达到排放标准；中和废水的循环利用技术可以达到节约用水和保护环境两种目的；利用改进工艺方法可以达到节能效果。另外，解决维生素C生产的污染问题还可以从改进生产工艺，使用清洁生产工艺入手。
（作者单位：华药集团维尔康制药有限公司）
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