AMC厭氧顆粒污泥處理抗生素廢水中試研究
1.背景
隨著生物制藥行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，生物制藥工業(yè)給環(huán)境帶來(lái)的壓力越來(lái)越突出，目前生物制藥工業(yè)是國(guó)家環(huán)境保護(hù)規(guī)劃重點(diǎn)治理的12個(gè)行業(yè)之一。生物制藥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水，且成分復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多、濃度高、色度深，處理難度大，如果直接排放到環(huán)境中，將對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴(yán)重影響。尤其是有的制藥廢水還含有生物毒性物質(zhì)，增加了生物制藥廢水的處理難度。如何應(yīng)用生物處理手段高效穩(wěn)定的處理此類廢水在環(huán)保及制藥領(lǐng)域均起著重要的貢獻(xiàn)性意義。
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厭氧生物處理技術(shù)擁有針對(duì)高濃度有機(jī)廢水去除率高，污泥產(chǎn)量低，處理成本低，可再生能源利用等優(yōu)勢(shì)在制藥工業(yè)的工程實(shí)踐中被廣為應(yīng)用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究經(jīng)驗(yàn)，顆粒污泥的形成與保持是UASB/IC等高效厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，但污泥顆；倪^(guò)程限制因素諸多且進(jìn)程十分緩慢，特別對(duì)于制藥行業(yè)中含有抗生素的一類廢水更是難以形成。因此，在工程實(shí)踐中厭氧反應(yīng)器往往難以成功啟動(dòng)或必須經(jīng)常外投顆粒污泥以保持穩(wěn)定的排放水質(zhì)，這便失去了厭氧反應(yīng)器原有的優(yōu)勢(shì)。
為解決上述技術(shù)難題，國(guó)內(nèi)外針對(duì)如何通過(guò)載體技術(shù)加快污泥顆；M(jìn)程進(jìn)行了大量的研究。本實(shí)驗(yàn)選用AMC載體作為顆粒污泥內(nèi)核展開研究。AMC載體是經(jīng)過(guò)特殊生物親和處理的微膨脹顆粒，通體具有鱗片狀及通孔狀的親水結(jié)構(gòu)，易于微生物生長(zhǎng)成膜，可加速厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)。研究其應(yīng)用于厭氧反應(yīng)器中處理抗生素廢水的快速啟動(dòng)進(jìn)程及運(yùn)行效果，為日后相關(guān)的技術(shù)研究及工程應(yīng)用提供參考。
技術(shù)核心介紹：
AMC顆粒載體為專利產(chǎn)品，經(jīng)特殊生物親和處理，表面呈微膨脹狀態(tài)，因而形成通體鱗片狀及通孔狀的親水結(jié)構(gòu)。易于微生物生長(zhǎng)成膜，可加速厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)。
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A.工程實(shí)施簡(jiǎn)單，在原有的厭氧反應(yīng)器上取消三相分離器，在出水口安裝載體隔離裝置即可。
B.通過(guò)投加厭氧微生物AMC載體,模擬顆粒污泥內(nèi)核，載體大小為3～5mm，其密度略大于水。沉降性能良好，流化狀態(tài)均勻。
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C.AMC顆粒載體附著微生物抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，可在一定程度上避免由于水質(zhì)或水力波動(dòng)所造成的厭氧顆粒污泥破碎流失，解決了UASB等傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器的跑泥問(wèn)題，保證系統(tǒng)生物量，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.解決跑泥問(wèn)題
2.取消三相分離器
3.啟動(dòng)迅速 .png)
4.可高負(fù)荷運(yùn)行
5.可低濃度運(yùn)行
AMC載體與IC/UASB組合產(chǎn)生強(qiáng)大處理能力
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制藥廢水中試研究：
本試驗(yàn)研究對(duì)象為宿州新宇藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)廢水。宿州新宇藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)線以鹽酸林可霉素原料藥及衍生物為主，主要產(chǎn)品為鹽酸林可霉素、克林霉素磷酸酯、鹽酸克林霉素原料藥，那西肽預(yù)混劑、硫酸粘菌素預(yù)混劑、恩拉霉素預(yù)混劑、硫酸新霉素等獸用藥。原水難降解物質(zhì)濃度高，水量水質(zhì)變化幅度大，含有抗生素藥物和大量膠體物質(zhì)帶有顏色和氣味，具備抗生素廢水生物處理研究的代表性。該廠廢水處理系統(tǒng)工藝為：原水+中水稀釋+水解酸化+IC+雙級(jí)AO+加藥絮凝+芬頓深度處理+中水回用。
3.材料與方法
3.1試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)采用宿州新宇藥業(yè)股份有限公司的UASB的反應(yīng)器中試設(shè)備(總?cè)莘e100L,高2.1m，直徑0.25m），廢水由底部進(jìn)入反應(yīng)器，在頂部溢流出水。如圖1所示。
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3.2接種污泥及AMC厭氧載體
接種污泥為該廠IC厭氧反應(yīng)器厭氧絮狀污泥，體積為30L,接種量為11.4g[MLSS]/L。AMC厭氧載體采用山東省邦皓環(huán)？萍加邢薰镜漠a(chǎn)品，填充率設(shè)定為槽體的30%。此載體顆粒大小為3～5mm，密度略大于水，沉降性能良好，表面呈微膨脹狀態(tài)，通體有鱗片狀及通孔狀的親水結(jié)構(gòu)。如圖2所示。
3.3現(xiàn)場(chǎng)概況及試驗(yàn)用水
宿州新宇藥業(yè)股份有限公司廢水處理系統(tǒng)工藝為：原水+中水稀釋+水解酸化+IC+雙級(jí)AO+加藥絮凝+芬頓深度處理+中水回用。生產(chǎn)車間原水COD高達(dá)40000mg/l，經(jīng)中水稀釋后進(jìn)入生化系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)7座IC聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，容積負(fù)荷維持在1.5~2.5kgCOD/m3/day左右，伴隨跑泥現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)采用生物制藥車間的水解酸化處理后的出水，COD值為5000~8000mg/l。
表1，原水水質(zhì)和水量項(xiàng)目水量（m3/d）PH值CODcr（mg/L）指標(biāo)8007.27.340000
試驗(yàn)用水水質(zhì)和水量
項(xiàng)目水量（L/d）
PH值CODcr（mg/L）指標(biāo)607.27.35000~8000
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1.4試驗(yàn)方法
向反應(yīng)器投入本廠IC厭氧反應(yīng)器厭氧絮狀污泥30L和AMC載體顆粒，載體添加比為30%，同時(shí)保持出水回流，日進(jìn)水量60L/d，經(jīng)過(guò)12天培養(yǎng)，可觀察到大部分AMC載體顆粒掛膜變黑，獲得AMC顆粒污泥初成體。如圖3所示。馴化期的第8天開始觀測(cè)COD去除率達(dá)74.43%，此后又連續(xù)運(yùn)行一周均保持去除率在70%以上。之后進(jìn)入培養(yǎng)期，同樣按日進(jìn)水量60L/d控制中試反應(yīng)器進(jìn)水，關(guān)閉出水稀釋液回流，每天觀測(cè)COD去除率變化。
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圖2，AMC顆粒載體新品圖3，AMC顆粒污泥初成體
1.5試驗(yàn)結(jié)論
以AMC顆粒作為微生物固定化載體，進(jìn)行的UASB反應(yīng)器處理生物制藥廢水的試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)12d的馴化得到AMC顆粒污泥初成體。如圖1所示，馴化期可保持去除率穩(wěn)定達(dá)70%以上。
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圖1進(jìn)出水COD濃度及去除率
（X軸為實(shí)驗(yàn)運(yùn)行天數(shù)，Y軸為濃度值mg/l）
接種AMC顆粒污泥初成體后,UASB反應(yīng)器中試裝置在之后約50天的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中穩(wěn)定運(yùn)行，容積負(fù)荷在3.3~4.8kg/m3/day中波動(dòng)，水溫為30℃~25℃，在進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大的情況下，去除率可穩(wěn)定在70%左右，具有較好的抗CODCr沖擊負(fù)荷能力。
根據(jù)試驗(yàn)效果，該生物制藥廠計(jì)劃對(duì)1#2000m3IC厭氧反應(yīng)器進(jìn)行改造，去除三相分離器，出口設(shè)置格珊，投加600m3AMC顆粒載體。
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