黃岡市日處理500立方制藥污水裝置

黃岡市日處理500立方制藥污水裝置

采用預(yù)處理-水解-厭氧-缺氧-好氧工藝，對(duì)制藥廢水進(jìn)行處理，運(yùn)行穩(wěn)定，COD總?cè)コ?gt;98%，排出水COD＜300mg·L-1。曝氣池COD容積負(fù)荷2.0kg·m-3·d-1，溶解氧濃度3.2mg·L-1。每m3廢水處理實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用為1.3元。廢水的電導(dǎo)率、COD與吸光度之間呈正相關(guān)性，可用吸光度或電導(dǎo)率的觀測(cè)替代COD的觀測(cè)。黃岡市日處理500立方制藥污水裝置

關(guān)鍵詞：制藥廢水處理，生化處理，吸光度，電導(dǎo)率

制藥廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法，由于化學(xué)藥品昂貴，處理費(fèi)用較高，企業(yè)難以承受，況且化學(xué)方法又容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。近年來(lái)，美國(guó)、日本、法國(guó)、印度等國(guó)先后采用厭氧-好氧組合技術(shù)處理制藥廢水[1-4]。我國(guó)許多研究部門(mén)也提出了許多適宜處理制藥廢水的工藝技術(shù)[5-10]，如2003年，某制藥廠采用氧化-生化法處理生產(chǎn)制藥廢水，經(jīng)半年多的運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。由于制藥產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)工藝和管理水平差別較大，使得污水處理方法顯示出各自的特點(diǎn)。目前對(duì)高濃度有機(jī)制藥廢水采用生物處理技術(shù)已達(dá)成共識(shí)，本文采用厭氧-好氧技術(shù)，使得廢水處理效率、能耗以及費(fèi)用大大降低，為經(jīng)濟(jì)、有效的處理制藥廢水開(kāi)辟了新途徑。

1工程概況

1.1廢水水量水質(zhì)

某制藥廠每天排出的廢水約為400m3，含有淀粉、發(fā)酵殘?jiān)⒘u基吡嗪、氯乙酰胺、長(zhǎng)鏈亞胺類化合物以及一些硫酸鹽類化合物等物質(zhì)，顏色呈棕黑色混濁狀，而且水質(zhì)、水量變化不穩(wěn)定，是較難處理的工業(yè)廢水之一。這些有機(jī)廢水若直接外排，將嚴(yán)重污染飲用水源和周?chē)h(huán)境。其原水水質(zhì)指標(biāo)和排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。處理后水質(zhì)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）生物制藥工業(yè)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2試驗(yàn)分析項(xiàng)目及分析方法

鑒于監(jiān)測(cè)條件的限制，在試驗(yàn)中進(jìn)行了pH、COD、SS以及NH3-N等項(xiàng)目的分析和測(cè)試。

1.3工藝流程

原水BOD5/COD約為0.4左右，含鹽量（硫酸鹽和硝酸鹽）較高，并含有大量難降解有機(jī)物（例如硝基苯類化合物），給廢水處理帶來(lái)很大困難。根據(jù)厭氧微生物和好氧微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化代謝機(jī)理，采用預(yù)處理-水解酸化-厭氧-缺氧-好氧(活性污泥法)工藝，有效處理有機(jī)廢水。

原水經(jīng)格柵去除較大的漂浮物、懸浮物后，自流至沉淀池。經(jīng)絮凝（絮凝劑PAC，500mg·L-1）沉淀后的藥渣（棕紅色）經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后作為飼料添加劑出售。沉淀后的廢水由潛水泵提升進(jìn)入水解酸化反應(yīng)池。水解池出水依次自流至厭氧池（UASB）、吹脫池、缺氧池、曝氣反應(yīng)池，由二沉池、過(guò)濾池出水外排。各反應(yīng)池沉淀后的污泥定期排至濃縮池濃縮，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后，泥餅外運(yùn)，濃縮池上清液污水排至調(diào)節(jié)池進(jìn)行二次處理。

1.4主要構(gòu)筑物及其設(shè)計(jì)參數(shù)

1.4.1水解池

水解酸化池具有調(diào)節(jié)與穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)、吸附與降解有機(jī)物、沉淀與濃縮污泥的多種功能，具有良好的穩(wěn)定性能。水解池在胞外酶和兼性厭氧菌的作用下，將廢水中的有機(jī)大分子和難生物降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，消除抑菌性污染物（抗生素的毒性）對(duì)后繼生化處理的影響，以便提高廢水的可生化性。水解池溶解氧濃度小于0.5mg·L-1，pH7.7～7.8，COD去除率40%～71%。中性偏堿的水解池酸堿度（7.7～7.8）、水體溫度（13～35℃）有利于硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)，SO2-4的去除率可達(dá)80%[3]，有利于厭氧反應(yīng)的順利進(jìn)行。廢水在水解酸化過(guò)程中有不良?xì)馕懂a(chǎn)生（糞臭素等）。

1.4.2UASB反應(yīng)器

廢水中大部分有機(jī)物在此被厭氧菌分解，轉(zhuǎn)化為沼氣等物質(zhì)，從而有效去除廢水中的有機(jī)物。通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)三相分離器實(shí)現(xiàn)污泥、水和氣體的分離，處理過(guò)的廢水流入下道工序，所產(chǎn)沼氣回收利用。UASB反應(yīng)器內(nèi)設(shè)攪拌裝置，確?；|(zhì)與微生物的充分接觸。

1.4.3吹脫池和缺氧池

吹脫池的主要作用是將從UASB排出的廢水中殘存的N2氣去除，有利于提高曝氣池的處理效率。缺氧池在缺氧條件下通過(guò)反硝化作用，硝酸鹽還原菌以硝酸鹽、亞硝酸鹽為氧源，將硝酸鹽亞硝酸鹽還原為氨和氮?dú)?，NH3-N的去除率在67%以上，從而達(dá)到生物脫氮的目的。

1.4.4曝氣池

曝氣池為地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，COD容積負(fù)荷2.2kg·m-3·d-1，污泥濃度3000mg·L-1，回流比50%，污泥沉降比24%。曝氣池池底布設(shè)微孔曝氣器，將曝氣池溶解氧濃度控制在5～10mg·L-1之間，以保證好氧微生物（微球菌）對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行處理，COD去除率94%。試驗(yàn)證明當(dāng)DO值低于3.2mg·L-1，COD去除率明顯隨DO減少而下降。

曝氣池的細(xì)菌主要由菌膠團(tuán)、絲狀菌等組成。菌膠團(tuán)是反應(yīng)器內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌種。菌膠團(tuán)在顯微鏡下呈磨菇狀，絲狀菌呈亂發(fā)狀，菌膠團(tuán)和絲狀菌互相纏繞，連成一片。普通活性污泥法具有處理效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。

1.4.5過(guò)濾

經(jīng)好氧處理后的出水，沉淀后尚存在一些不能下沉的污泥和懸浮物。設(shè)置石英沙過(guò)濾，COD去除率25%，SS去除率達(dá)90%。

2工程調(diào)試及運(yùn)行

2.1接種培養(yǎng)

調(diào)試主要集中在厭氧-好氧兩個(gè)處理階段，為了縮短污泥培養(yǎng)時(shí)間，菌群的培養(yǎng)采用接種培馴法。UASB反應(yīng)器的厭氧菌取自安陽(yáng)市人民醫(yī)院污水處理站，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的抗生素廢水馴化，種泥呈灰白色絮狀、顆粒化。在調(diào)試初期，UASB的COD容積負(fù)荷控制在0.5～0.6kg·m-3·d-1，由于厭氧微生物（甲烷菌）增殖緩慢，其后三個(gè)月內(nèi)，COD容積負(fù)荷逐漸增加，厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)氣量逐漸增加，顯示厭氧污泥的活性逐漸增強(qiáng)。三個(gè)月后，容積負(fù)荷增加到5kg·m-3·d-1，COD去除率70.2%，容積產(chǎn)氣率2.0L·L-1·d-1，至此，反應(yīng)器*達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

曝氣池的好氧活性污泥取自安陽(yáng)市污水處理站的二沉池，接種污泥量為曝氣池有效容積的30%，同時(shí)添加從美國(guó)引進(jìn)的好氧微生物水處理品，該產(chǎn)品包含多種定向選育的工程菌群（匍匐型的纖毛蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)），是一種生長(zhǎng)繁殖快、生物活性高的工程菌[8]。該菌群已在國(guó)內(nèi)幾家制藥企業(yè)廢水處理中得到成功應(yīng)用。培馴期間，先對(duì)進(jìn)水進(jìn)行稀釋，并加適量糞便水以及其它生活污水，經(jīng)混合配制后(混合液COD在1000mg·L-1左右)進(jìn)行悶曝，每天排走過(guò)量上清液，補(bǔ)充好氧微生物繁殖生長(zhǎng)所需要的其它營(yíng)養(yǎng)元素，例如P、N等。10d之后，菌膠團(tuán)和固著型纖毛蟲(chóng)（鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)）大量出現(xiàn)[5-9]，說(shuō)明活性污泥絮體已經(jīng)形成、有較好活性，此時(shí)污泥濃度達(dá)到2108.6mg·L-1，并在以后的一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定在2000～3000mg·L-1（圖2）?；钚晕勰嘈阅艿暮脡?，可根據(jù)所含菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來(lái)確定，規(guī)則的菌膠團(tuán)是活性污泥系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的指示生物。

當(dāng)COD容積負(fù)荷從1.81kg·m-3·d-1增加到2.2kg·m-3·d-1，COD去除率從88.5%增加到91%。以后再增加曝氣池容積負(fù)荷，COD去除率也沒(méi)有明顯增加。

2.2工程運(yùn)行

工程試運(yùn)行期間水溫為21～35℃。起初，原水所占比例較少，獲得較好處理效果后，繼續(xù)增加廢水的比例。運(yùn)行2個(gè)月，各個(gè)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

原水pH7.6，COD20000mg·L-1；在沉淀池添加PAC后，大部分藥渣沉淀，調(diào)節(jié)池出水pH7.5，水溫22℃，COD14455mg·L-1，去除率27.7%；水解池出水pH7.6，COD8749mg·L-1，去除率39.5%；UASB出水pH7.6，COD3537mg·L-1，去除率59.6%；缺氧池出水COD2891mg·L-1，去除率18.30%；好氧工藝（活性污泥法）二沉池出水pH6.8，COD237mg·L-1，去除率91.80%。達(dá)到了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）生物制藥工業(yè)二級(jí)排放COD＜300mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)。

隨著處理程度的進(jìn)一步加深，污水中所含鹽分及氨氮離子逐漸減少，電導(dǎo)率逐漸變小，出水達(dá)到0.2S·m-1。吸光度與溶液中所含離子、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和懸浮物的濃度密切相關(guān)[10-13]，出水的吸光度降至0.2左右。

3結(jié)果與討論

3.1電導(dǎo)率、COD與吸光度之間的關(guān)系

反應(yīng)器的電導(dǎo)率和COD與吸光度之間的相關(guān)系，它們的相關(guān)系數(shù)皆大于0.96，說(shuō)明三者之間有密切的內(nèi)部聯(lián)系。由于COD的測(cè)量比較復(fù)雜，耗時(shí)（2h）費(fèi)力，消耗化學(xué)藥品，而吸光度和電導(dǎo)率的測(cè)量相對(duì)較為簡(jiǎn)單，可以用溶液吸光度或者電導(dǎo)率的觀測(cè)替代COD的觀測(cè)。