抗生素廢水處理工程優(yōu)化設(shè)計(jì)及快速啟動(dòng)
天方藥業(yè)股份有限公司以生物發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素為主，主要產(chǎn)品是乙酰螺旋酶素。該企業(yè)于1998年第一期廢水處理工程驗(yàn)收達(dá)標(biāo)并投產(chǎn)運(yùn)行后，分別于2000年、2002年進(jìn)行了兩次擴(kuò)建，使其廢水處理站總處理能力達(dá)4500m3/d。現(xiàn)擬進(jìn)行第三次擴(kuò)建，本次設(shè)計(jì)在前三期工程的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了更為合理的工藝流程，改進(jìn)了單體設(shè)計(jì)，從而節(jié)約了工程投資，并確保處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。
1 過(guò)程與方法
1．1 廢水水質(zhì)、水量
抗生素生產(chǎn)廢水有機(jī)污染程度變化大，部分廢水屬高濃度有機(jī)廢水，廢水中含有殘留的抗生素和溶媒，對(duì)微生物具有一定的抑制作用，同時(shí)廢水中含有不少生物發(fā)酵代謝所產(chǎn)生的生物難降解物質(zhì)，其綜合生物降解性能差I(lǐng)1]。擴(kuò)建廢水處理工程設(shè)計(jì)的進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
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與現(xiàn)有廢水處理工藝流程相比，擴(kuò)建工程工藝流程在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)作了改進(jìn)。
1．2．1 調(diào)節(jié)池前置
調(diào)節(jié)池前置有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①?gòu)U水由車間排放口流到廢水處理站的過(guò)程中，溶媒不斷的上浮、聚集，相當(dāng)于增加了隔油池的表面負(fù)荷，但現(xiàn)有工藝在隔油池前有一次提升，在水泵葉輪的強(qiáng)烈攪動(dòng)和切削作用下，原來(lái)已經(jīng)聚集析出的溶媒又重新乳化分散，隔油池的處理效率下降。本次設(shè)計(jì)將隔油池、調(diào)節(jié)池、水泵集水池合建一體，其隔油表面負(fù)荷較現(xiàn)有水泵集水池的隔油表面負(fù)荷大幅度降低，有利于溶媒析出，并避免了上述不利因素；②減少了一級(jí)提升泵，提高了總提升效率；③調(diào)節(jié)池后的提升流量為平均時(shí)流量，大大降低了初沉池的表面負(fù)荷，有利于提高初沉效率。初沉池的沉淀效果直接影響后續(xù)處理的效果，當(dāng)廢水中SS濃度較高時(shí)，由于初沉池在調(diào)節(jié)池前，廢水排放水質(zhì)水量不均勻，進(jìn)入初沉池的水質(zhì)水量變化較大，當(dāng)大水量高SS濃度的廢水進(jìn)入初沉池時(shí)，初沉池的處理效果較差，出水中SS濃度較高，含有高濃度SS的廢水進(jìn)入水解池時(shí)，酸化水解菌被部分沉淀下來(lái)的顆粒物覆蓋，使酸化菌和廢水之間的傳質(zhì)受阻，酸化效果大幅度下降。調(diào)節(jié)池前置是初沉池水量負(fù)荷、處理效果穩(wěn)定的保證，也有利于后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。
1．2．2 地面加熱與貯熱
現(xiàn)有工程在地面上16m高的50m 水塔內(nèi)加熱與貯熱，一方面存在當(dāng)蒸汽管處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)廢水向蒸汽管倒流的可能性；另一方面蒸汽加熱造成水塔震動(dòng)明顯，引發(fā)噪聲較大。為此，四期在水解池后建地面加熱與貯熱池，先在地面將水解池出水加熱，再用提升泵直接向各UBF配水。由于加熱與貯熱池建于地面，比加熱塔單位容積造價(jià)大大降低，故可以將加熱與貯熱池的容積適當(dāng)放大，從而提高UBF進(jìn)水溫度的穩(wěn)定性。
1．2.3 好氧污泥回流至厭氧沉淀池
好氧污泥含水率高，沉降性能差，剩余好氧污泥直接排至污泥濃縮池對(duì)污泥濃縮池負(fù)荷增加較多，濃縮后污泥含水率較高，增大了壓濾前加藥量。本次設(shè)計(jì)將好氧排至厭氧沉淀池，使好氧污泥和厭氧排水中的污泥混合，可改善好氧污泥的沉降性能，降低污泥含水率，減少污泥總量，節(jié)約污泥脫水費(fèi)用。上述改進(jìn)在系統(tǒng)運(yùn)行中逐一得到體現(xiàn)。
2 擴(kuò)建工程主要構(gòu)(建)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)擴(kuò)建工程主要構(gòu)(建)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。
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3 厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)
接種污泥：用原有工程UBF反應(yīng)器污泥床中污泥，接種污泥已經(jīng)顆粒化。原有工程廢水(含有部分淀粉生產(chǎn)廢水)與新建工程廢水水質(zhì)基本相同。接種污泥質(zhì)量濃度為52．42kg/m (以SS計(jì))，VSS/TSS=0．8，顆粒污泥粒徑0．1～4刪=I1，單體UBF反應(yīng)器中接種厭氧污泥的總體積為50m3，接種污泥總量2621kg(TSS)。
調(diào)試運(yùn)行期在冬季，室外溫度最低達(dá)到一10℃。調(diào)試初期加熱池設(shè)定溫度為32℃，由于初始進(jìn)水量較小，為6m3/h，水力停留時(shí)間達(dá)4d，反應(yīng)器溫度衰減很快，反應(yīng)區(qū)溫度為27℃ ，微生物反應(yīng)速度明顯降低。將加熱池溫度提高至37℃ ，反應(yīng)區(qū)溫度保持在30℃以上，反應(yīng)器的啟動(dòng)才順利進(jìn)行。反應(yīng)器接種污泥已經(jīng)歷抗生素廢水的馴化，根據(jù)微生物的生長(zhǎng)特性，厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)過(guò)程不經(jīng)細(xì)菌生長(zhǎng)的遲緩期，直接進(jìn)入對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期。有機(jī)負(fù)荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關(guān)系。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度在啟動(dòng)期變化較快，所以難以用污泥負(fù)荷反映運(yùn)行情況。容積負(fù)荷直觀易得，通過(guò)控制反應(yīng)器的進(jìn)水量增加容積負(fù)荷，完成了UBF反應(yīng)器的啟動(dòng)。啟動(dòng)期UBF進(jìn)水量和容積負(fù)荷變化曲線見(jiàn)圖3，UBF進(jìn)出水C0D和C0D去除率變化曲線見(jiàn)圖4。
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由圖3可知，UBF進(jìn)水量由150m3/d提高至300m3/d，容積負(fù)荷也從平均2kgCOD/m d，提高至4．1kgCOD/m d，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，啟動(dòng)期歷時(shí)35d。較原有工程啟動(dòng)期歷時(shí)半年，啟動(dòng)時(shí)間大為縮短。啟動(dòng)初始負(fù)荷的選擇是系統(tǒng)順利啟動(dòng)的關(guān)鍵，雖然接種污泥經(jīng)過(guò)馴化，并含有一定量的顆粒污泥，但由于接種污泥量較少，若初始負(fù)荷過(guò)高，容易造成反應(yīng)器揮發(fā)酸積累，污泥流失，直至啟動(dòng)失敗。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證明2kgCOD/m d，的初始負(fù)荷對(duì)于本實(shí)驗(yàn)所接種的污泥量是合適的。啟動(dòng)時(shí)容積負(fù)荷有波動(dòng)，并沒(méi)有對(duì)啟動(dòng)過(guò)程造成很大影響。
由圖4可知， 啟動(dòng)期間UBF進(jìn)水的COD為5729~7910mg/L，平均值為7120mg/L；UBF出水的COD為612～1040mg/L，平均值為735 mg/L，平均去除率為90%。調(diào)試的開(kāi)始階段，由于微生物對(duì)新環(huán)境適應(yīng)需要一個(gè)過(guò)程，表現(xiàn)在出水COD偏高，有時(shí)超過(guò)1000 mg/L，COD去除率在85%左右，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，出水COD逐步降至700~800 mg/L，去除率也穩(wěn)定在90%。啟動(dòng)后45d測(cè)定距反應(yīng)器底部lm高度取樣口污泥濃度，達(dá)到69mg/L，并且大部分為顆粒污泥。同時(shí)對(duì)供應(yīng)污泥反應(yīng)器的運(yùn)行情況研究發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)器的處理效果沒(méi)有受到影響。
4 結(jié)論
擴(kuò)建工程調(diào)節(jié)池前置保證了隔油池的處理效果，減少了一級(jí)提升，并保證了初沉池負(fù)荷的穩(wěn)定性。地面加熱與儲(chǔ)熱節(jié)省了工程投資，降低了噪音，并有利于加熱溫度的穩(wěn)定。好氧污泥在厭氧沉淀池沉淀后，減少污泥含水率、污泥總量 節(jié)約污泥脫水
費(fèi)用。
擴(kuò)建工程UBF反應(yīng)器接種50 m3同種廢水厭氧顆粒污泥，經(jīng)35d完成反應(yīng)器的啟動(dòng)。啟動(dòng)結(jié)束時(shí)負(fù)荷達(dá)4．1kgCOD/m ·d系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，COD平均去除率為90%。由此可見(jiàn)，對(duì)厭氧處理的擴(kuò)建可縮短調(diào)試時(shí)間和節(jié)省污泥的購(gòu)置和運(yùn)輸費(fèi)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]褚志文．生物合成藥物學(xué)[M】 E京：化學(xué)工業(yè)出版社。2000
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