水解酸化在高濃度制藥廢水處理中的應(yīng)用性研究
1 工程概況
廣東省新北江制藥股份有限公司生產(chǎn)廢水主要為妥布霉素、洛伐他丁、鹽霉素鈉鹽生產(chǎn)工藝過程中排放的生產(chǎn)廢水，含有表面活性劑、殘余抗生素、硫酸根、溶媒等多種抑制物質(zhì)．雖然其BOD /COD>0．35，理論上屬于可生化廢水，但是廢水中污染物濃度高，成分復(fù)雜，色度高，生物毒性大，且pH變化范圍大在1～14之間變化，水質(zhì)、水量波動(dòng)大，屬有一定處理難度的抗生素廢水。該生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后將排人城市下水道，按規(guī)定執(zhí)行《廣東省污水排放標(biāo)準(zhǔn)》。其主要水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下：COD：300 mg ·L-1；BOD：60 mg ·L-1；pH ：6 ～9；SS：200mg·L-1。目前，該廠排水量為1 100 m ·d-1，COD濃度為7 000 mg·L-1，COD排放總量為7．7t·d-1。若直接采用好氧處理難以達(dá)到預(yù)期的效果，因此在該工程中，針對(duì)上述水質(zhì)特點(diǎn)，并根據(jù)國(guó)內(nèi)外成功的經(jīng)驗(yàn)，采用水解酸化+好氧處理工藝，該工藝流程見圖1。
.jpg) |
水解酸化工藝的作用機(jī)理為：考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)問段短的厭氧處理第1階段，即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程．水解酸化工藝作為各種生化處理的預(yù)處理，可改進(jìn)廢水的可生化性，為廢水的有效處理創(chuàng)造良好的條件。
該工程以ABR作為水解酸化反應(yīng)器，利用其水解酸化作用將廢水中的大量懸浮物(主要是菌渣)及大分子有機(jī)物水解，轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，同時(shí)除去部分COD；廢水中的大量微生物將廢水中(主要是菌渣中)的大量殘余效價(jià)殺死，減少其對(duì)SBR反應(yīng)池中微生物的抑制作用，提高SBR反應(yīng)池的去除率。
經(jīng)過七個(gè)月的調(diào)試和運(yùn)行，結(jié)果令人滿意水水質(zhì)達(dá)到廣東省污水排放標(biāo)準(zhǔn)
2 水解酸化池
本設(shè)計(jì)中將水解酸化池——ABR設(shè)計(jì)為兩個(gè)并聯(lián)的池子，每個(gè)池子的池體尺寸分為三格L×B×H=22．7 m×8．25 m×6．5 m，第一格下流室和第二格上流室池子寬之比約為l：3，第三格為1：4．每格內(nèi)均有3 m高的彈性立體填料，既改善水流狀態(tài)和傳質(zhì)效果，又有利于強(qiáng)化沉淀效果及防止污泥流失。且為了防止污泥流失和使污泥和有機(jī)物更充分接觸，在第三格靠近溢流堰處安裝了空氣提升器以回流污泥．池體總?cè)莘e為2400m3，有效容積為2 000 m3，設(shè)計(jì)處理水量為1 000 m3。d-1水力停留時(shí)問為48 h，設(shè)計(jì)COD去除率為25％。
3 水解酸化池的調(diào)試
何強(qiáng)等采用好氧預(yù)掛膜的方法加速厭氧生物膜反應(yīng)器的啟動(dòng)，但增加了動(dòng)力設(shè)備；崔玉波等氧活性污泥接種培養(yǎng)酸化菌膜，無(wú)需曝氣。該工程水解酸化池以其后續(xù)好氧處理工藝——sBR池產(chǎn)生的污泥作為接種污泥，在一個(gè)月后，填料上掛上一層結(jié)實(shí)的生物膜，從測(cè)定結(jié)果看酸化作用明顯，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期。
4 水解酸化池的穩(wěn)定運(yùn)行
在穩(wěn)定運(yùn)行過程中，對(duì)曝氣和回流對(duì)水解酸化的影響進(jìn)行了研究。由于水解酸化的升流速度大于1 m/s時(shí)處理效果不好，又因其設(shè)計(jì)回流為30％，因此確定回流量為70％，30％，0％時(shí)分別作對(duì)比．
4.1 曝氣對(duì)水解酸化的影響
將1# 回流為70％，2# 回流為30％，兩個(gè)池子的處理效果見表1。
 |
由表1可知1# 的平均去除率為8．87％，2# 的為9．73％，出水pH值差別不大．在這期問溶解性COD/總COD的情況見圖2。
 |
將1#不回流，2#回流30％時(shí)，兩組池子的處理 效果進(jìn)行比較，其處理效果見表2。
 |
這段時(shí)問內(nèi)對(duì)非溶解性大分子有機(jī)物的降解情況見圖3。
 |
4.2 曝氣對(duì)水解酸化的影響
分別對(duì)兩組酸化池的曝氣進(jìn)行對(duì)比．其中1#不曝氣，2# 微曝，其處理效果和pH值情況見表3．其中溶解性COD/總COD的對(duì)比情況見圖4．
 |
 |
4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段的處理效果
在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段，由于水解酸化的預(yù)處理作用，提高了廢水的可生化性，SBR池的COD去除率在90.34％ ～95.25％ 之間，系統(tǒng)出水COD為183～291，低于300，在這里不做贅述．經(jīng)過一個(gè)月的穩(wěn)定運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
5 問題與討論
5.1 pH 值
在系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)過程中，不管曝氣與回流與否進(jìn)出水pH值差別均很大，經(jīng)分析認(rèn)為是由于原水的pH過低，這是因?yàn)樗馑峄瘯?huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸．我們用強(qiáng)堿NaOH來(lái)提高進(jìn)水的pH值，這樣由于水中缺乏一定的堿度，而不能對(duì)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸的酸度有一定的緩沖作用，從而造成了揮發(fā)性有機(jī)酸的積累．在以后的工程中建議用Ca(OH)2來(lái)提高原水的pH值，這樣可以對(duì)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸有一定的緩沖作用，并為水解酸化細(xì)菌創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)條件。
5.2 COD去除率和溶解性COD/總COD
水解酸化池對(duì)COD的設(shè)計(jì)去除率為25％，在實(shí)際運(yùn)行過程中我們發(fā)現(xiàn)它對(duì)COD的去除率并未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且由表1、2、3知，曝氣與回流對(duì)水解酸化池的去除率影響不大.這是因?yàn)樗馑峄^程中，進(jìn)出水中的COD和BOD 濃度的變化可能有以下3種情況：① 降低，但最大不超過20％ ～30％；②與原水持平(如以葡萄糖為水解酸化底物時(shí)即出現(xiàn)此情形)；③ 略有升高(高分子復(fù)雜有機(jī)物的水解酸化時(shí)).由于該工程原水中菌渣較多，水解酸化池將難溶解的菌渣轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，使得從COD的去除率來(lái)看水解酸化效果不明顯．但經(jīng)過水解酸化后溶解性COD/總COD大大提高，降低了抗生素的毒性，為SBR池的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了條件.所以，水解酸化去除率與原來(lái)的設(shè)計(jì)有所不符，但它在整個(gè)系統(tǒng)中的作用已充分發(fā)揮出來(lái)，這與設(shè)計(jì)水解酸化池的目的是相吻合的。
5.3 水力停留時(shí)間
預(yù)酸化有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但完全酸化對(duì)后續(xù)的好氧處理不利，開始時(shí)，我們認(rèn)為水力停留時(shí)間太長(zhǎng)，可能對(duì)SBR的處理效果不利，但運(yùn)行結(jié)果表明SBR的平均去除率在90％以上，因此設(shè)計(jì)水力停留時(shí)問為48 h是合適的.
5.4 曝氣與回流
由圖2和圖3可知該水解酸化池回流0％ 、30％ 、70％ 時(shí)溶解性COD/總COD的比值依次降低，由圖4可知不曝氣比曝氣時(shí)溶解性COD/總COD高．對(duì)于不曝氣，這是由于水解酸化本身所需氧氣很少，一般控制在0．5 mg·L 以下，接近厭氧，該系統(tǒng)不完全密閉，空氣中的氧氣已經(jīng)足夠維持其處于水解酸化狀態(tài)．曝氣過量反而會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖。
對(duì)于不回流，是由于微生物以固著生長(zhǎng)為主，不易流失。因此不需要污泥回流和攪拌設(shè)備。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
