水解酸化-SBR-接觸氧化處理制藥廢水

水解酸化-SBR-接觸氧化處理制藥廢水摘要：采用水解酸化-SBR-接觸氧化工藝處理制藥工業(yè)廢水，處理水量2000m3/d，進(jìn)水CODcr約4000mg/L。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,處理后出水BOD、CODcr和SS的質(zhì)量濃度范圍分別為28.3～30mg/L、145.6～285.7mg/L和23.6～27.2mg/L,BOD、CODcr和SS的最低去除率分別為98.5%、93.0%和80.0%，處理出水各項(xiàng)指標(biāo)完全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際運(yùn)行顯示，該工藝處理效果穩(wěn)定，耐負(fù)荷沖擊性強(qiáng)，工藝組合合理，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

關(guān)鍵字：水解酸化SBR接觸氧化制藥廢水隨著制藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水已成為重要的污染源之一。制藥廢水成分復(fù)雜、毒性大、色度深，而且廢水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大，是處理難度較大的工業(yè)廢水之一[1～3]。江西某制藥廠為國(guó)家大型企業(yè)，主要產(chǎn)品有潔霉素、土霉素、蟲(chóng)草菌粉等。2003年該公司實(shí)施“退城進(jìn)郊”搬遷工程，生產(chǎn)主廠房遷至市郊，為保護(hù)水環(huán)境、樹(shù)立優(yōu)秀企業(yè)形象，公司同時(shí)啟動(dòng)了廢水處理工程建設(shè)項(xiàng)目。項(xiàng)目于2004年9月竣工，經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)可達(dá)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。1.設(shè)計(jì)規(guī)模廢水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2000m3/d。2.廢水來(lái)源、水質(zhì)及處理目標(biāo)2.1廢水來(lái)源該公司生產(chǎn)廢水主要為潔霉素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的丁提廢水、蟲(chóng)草菌粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的蟲(chóng)草廢水以及在土霉素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的少量蒸餾廢水。以上幾種生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)是濃度高、水量小，故稱(chēng)之為高濃度廢水。生產(chǎn)過(guò)程中排放的其他廢水多為設(shè)備和地面的洗滌廢水，此類(lèi)廢水的特點(diǎn)是濃度低、水量大，統(tǒng)稱(chēng)為工藝廢水。公司內(nèi)排放的廢水還有生活污水，生活污水中有機(jī)物污染濃度低，但水量大，可作為工業(yè)廢水處理過(guò)程中的調(diào)配水，降低工業(yè)廢水的處理難度?；旌虾蟮纳a(chǎn)廢水、工藝廢水、生活污水統(tǒng)稱(chēng)為混合廢水，一并進(jìn)入處理單元進(jìn)行處理。2.2廢水水量、水質(zhì)廢水水量、水質(zhì)見(jiàn)表1，處理后出水要求符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級(jí)排放要求。表1廢水水量水質(zhì)廢水名稱(chēng)水量（m3/d）水質(zhì)指標(biāo)pHCODcr(mgg/L)BOD5(mg//L)SS(mg/L))色度（倍）丁提廢水16010.535000200003001500蟲(chóng)草廢水405.0140009000300600工藝廢水8006.41600900300350生活污水10006.940015020070混合廢水20006.5～8.0400022502504003.廢水處理工藝3.1工藝研究與選擇該廢水有機(jī)物含量高，可生化降解性較好，但單獨(dú)采用好氧工藝時(shí)需對(duì)原廢水進(jìn)行稀釋?zhuān)铱股貜U水中往往含有殘余抗生素，會(huì)對(duì)好氧系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。根據(jù)對(duì)該廢水的中試和水解酸化的研究，水解酸化反應(yīng)可以對(duì)殘余抗生素改性，提高廢水的可生化性。故考慮加上一個(gè)水解酸化過(guò)程，在水解階段，把固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；酸化階段把碳水化合物降解為脂肪酸。水解-酸化菌世代周期較短，故此降解過(guò)程迅速。由于厭氧發(fā)酵控制在水解酸化階段,可避免因進(jìn)一步發(fā)酵所帶來(lái)的沼氣,不會(huì)產(chǎn)生普通厭氧處理過(guò)程所產(chǎn)生的惡臭氣體,并且避免了完全的厭氧反應(yīng)對(duì)環(huán)境要求高,難于穩(wěn)定運(yùn)行的缺點(diǎn)。廢水經(jīng)水解酸化處理后仍具有較高的污染負(fù)荷，單純的好氧處理工藝對(duì)制藥廢水處理效果并不理想，因此設(shè)計(jì)采用“SBR+接觸氧化”二級(jí)好氧處理工藝。廢水經(jīng)二級(jí)好氧處理后，色度仍然較高，為去除殘余的色度，同時(shí)作為系統(tǒng)的把關(guān)單元，設(shè)置反應(yīng)沉淀系統(tǒng)進(jìn)行脫色處理。在大量調(diào)研、比較及中試的基礎(chǔ)上，方案采用“水解酸化+SBR+接觸氧化”工藝。經(jīng)過(guò)上述處理后，廢水可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。3.2工藝流程4.主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備①格柵井1座地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸5000mm×1000mm×2000mm,有效水位高度1.0m。格柵井配備1臺(tái)回轉(zhuǎn)式清污機(jī),柵寬0.5m,高3.0m,柵條間隙3mm,安裝角度600。②調(diào)節(jié)池1座地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)平面尺寸為19000mm×16000mm，總高度6.0m,有效水深4.5m,有效容積為1368m3。③水解酸化池1座半地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)平面尺寸20000mm×5000mm,總高度6.5m,有效水深5.5m,總有效體積550m3,設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為4.15kgCODcr/(m3·d),停留時(shí)間6.55h,池內(nèi)填裝新型組合填料,型號(hào)為RXT190-80，直徑190mm，片距80mm，長(zhǎng)3.8m,總填裝率70%,填料用量為385m3。填料架為3層A3鋼結(jié)構(gòu)，總面積為300m2。④SBR池1座半地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)平面尺寸28000mm×20000mm,總高度6.5m,有效水深5.5m,總有效容積3080m3。整個(gè)SBR池分為2個(gè)單元，每單格規(guī)格為20000mm×14000mm×6500mm。設(shè)計(jì)污泥濃度為4～5g/L,排泥量為90m3/d(以污泥含水率為99%計(jì))。曝氣設(shè)備選用D192×180型微孔曝氣器，用量為700個(gè)，氣水比為20:1，氣流量為2.5Nm3/(個(gè)·h)。潷水器為QL3-500型，流量為500m3/h,潷水深度3.0m。⑤集水池1座SBR反應(yīng)池在1.5h內(nèi)一次最大排水量約500m3,而后續(xù)處理為連續(xù)工作,平均小時(shí)處理量為84m3,故集水池調(diào)節(jié)容量不得小于400m3。設(shè)計(jì)集水池為半地下式砼結(jié)構(gòu)，規(guī)格為10000mm×8000mm×6000mm,有效水深5.0m,總有效體積400m3。⑥接觸氧化池1座半地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)規(guī)格20000mm×10000mm×6500mm，有效水深5.3m,保護(hù)高度1.2m,有效容積1000m3,設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為1.93kgCODcr/(m3·d),停留時(shí)間12h。池內(nèi)所裝填料的型號(hào)、填裝規(guī)格同水解酸化池一致，填料用量為700m3。曝氣方式與SBR池一致，選用D192×180型微孔曝氣器，用量為660個(gè)，氣流量為氣流量為2.5Nm3/(個(gè)·h)。⑦平流式反應(yīng)沉淀池1座半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)規(guī)格20000mm×5000mm×6500mm，其中反應(yīng)區(qū)尺寸為5000mm×1000mm×3500mm,池子有效水深2.5m,有效容積250m3,表面負(fù)荷率為0.84m3/(m2?h),停留時(shí)間2.96h。沉淀池設(shè)置污泥斗2個(gè)，尼斗高度2.5m,傾角為60°；為加速污泥沉淀,同時(shí)兼顧脫色處理效果，需向池內(nèi)投加PAC混凝劑，設(shè)計(jì)投加量為180kg/d。⑧污泥濃縮池1座地下式砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)規(guī)格10000mm×8000mm×6000mm,有效水深4.0m,有效容積320m3。濃縮池用來(lái)儲(chǔ)存從反應(yīng)沉淀池、水解酸化池、SBR池等排出的污泥并且還可以起到濃縮污泥降低含水率的作用。5.運(yùn)行結(jié)果及分析5.1運(yùn)行結(jié)果該工程自2004年9月運(yùn)行至今,系統(tǒng)運(yùn)行情況良好,處理效果可靠。系統(tǒng)穩(wěn)定后，2005年3個(gè)月的例行監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。表2系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果1項(xiàng)目進(jìn)水調(diào)節(jié)池出水水解酸化池出水SBR池出水接觸氧化池出水反應(yīng)沉淀池出水總?cè)コ?%))CODcr3576.53397.62582.3870.8174.2145.695.9BOD51931.31833.51649.6244.148.829.798.5SS235.0225.6142.1109.5120.623.690.0色度(倍)3903782151661004089.7pH7.507.356.307.457.657.80－注：數(shù)據(jù)為2005年3月10監(jiān)測(cè)值，各項(xiàng)目單位除pH、色度外均為mg/L。表3系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果2項(xiàng)目進(jìn)水調(diào)節(jié)池出水水解酸化池出水SBR池出水接觸氧化池出水反應(yīng)沉淀池出水總?cè)コ?%))CODcr3893.63681.92945.4983.9285.8213.594.5BOD52132.72026.11824.8273.555.628.398.7SS268.5219.6137.3106.2115.825.390.7色度(倍)4204082351751054389.7pH7.127.436.257.607.737.95－注：數(shù)據(jù)為2005年4月15日監(jiān)測(cè)值，各項(xiàng)目單位除pH、色度外均為mg/L。表4系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果3項(xiàng)目進(jìn)水調(diào)節(jié)池出水水解酸化池出水SBR池出水接觸氧化池出水反應(yīng)沉淀池出水總?cè)コ?%))CODcr4085.22935.82818.41268.3380.5285.793.0BOD52065.82087.11878.3289.860.530.098.5SS280265.8171.5130.5127.127.290.3色度(倍)3503402501851157080.0pH6.957.206.157.307.507.80－注：數(shù)據(jù)為2005年5月13日監(jiān)測(cè)值，各項(xiàng)目單位除pH、色度外均為mg/L。5.2運(yùn)行結(jié)果分析①調(diào)節(jié)池單元主要起混合各類(lèi)廢水、調(diào)節(jié)水質(zhì)的作用，對(duì)各污染物的去除率不大。②水解酸化處理單元對(duì)CODcr的去除率在20%左右，其主要作用是消除抑菌性污染物對(duì)后繼生化處理的影響，提高廢水的可生化性。③SBR池對(duì)CODcr去除率大于65%，表明水解酸化處理單元破壞了廢水中有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)，降低了毒性物質(zhì)對(duì)后繼處理單元處理效率的不良影響。④接觸氧化池對(duì)CODcr去除率大于70%，說(shuō)明生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜經(jīng)過(guò)培養(yǎng)馴化后，逐漸適應(yīng)了制藥廢水的環(huán)境。⑤在反應(yīng)沉淀池處理單元，為提高泥水分離的效果，可投加聚合氯化鋁（PAC），與有機(jī)物和SS發(fā)生絮凝反應(yīng)，使上清液達(dá)標(biāo)排放。在系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，接觸氧化池出水水質(zhì)良好，不必投加PAC出水即可達(dá)標(biāo)。6.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)工程占地2400m2,構(gòu)筑物占地1700m2。總投資約700萬(wàn)元，單位建設(shè)費(fèi)約3500元/立方米?？傃b機(jī)容量252.46Kw，運(yùn)行負(fù)荷為93.25Kw。直接運(yùn)行費(fèi)用約0.96元/立方米(主要為電費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi))。工程削減污染負(fù)荷約2700tCODcr/a。7.結(jié)論（1）采用“水解酸化-SBR-接觸氧化”工藝處理含抗生素的高濃度制藥廢水具有良好的處理效果，出水完全符合國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。（2）水解酸化的設(shè)計(jì)是合理的，水解-酸化菌的世代周期較短，整個(gè)降解過(guò)程迅速，不但可以消除抗生素抑菌性對(duì)生化反應(yīng)的不良影響，而且厭氧發(fā)酵控制在水解酸化階段，可以避免進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生臭氣，有利于維護(hù)制藥廠的內(nèi)部環(huán)境。（3）該工藝將高濃度生產(chǎn)廢水、工藝廢水、生活污水進(jìn)行混合后集中處理，既無(wú)需外加清水調(diào)節(jié)水質(zhì)，節(jié)約了水資源；又避免了重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了投資成本。工藝對(duì)污染物去除效率高、投資低、運(yùn)行穩(wěn)定且不產(chǎn)生臭氣，是一條行之有效的方法，經(jīng)濟(jì)合理，值得同類(lèi)工程項(xiàng)目借鑒。參考文獻(xiàn)[1]潘志彥，陳朝霞，王泉源等.制藥業(yè)水污染防治技術(shù)研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù),200