水解酸化-SBR工艺处理混合制药废水.pdf

水解酸化-SBR 工艺处理混合制药废水 白利云 北京桑德环境工程有限公司, 北京 101102 胡晓东 肖永胜 广州大学土木工程学院, 广东 广州 510006 刘玉恒 北京逸群工程咨询有限公司, 北京 100176 摘要 介绍了水解酸化-SBR 工艺在新北江制药厂的应用情况。 经过一段时间的调试及运行表明, 该工艺对处理有机 物浓度高、成分复杂、水质水量变化大的高浓度混合制药废水是切实可行的, 出水水质达到广东省地方污水排放二级 标准。 该工艺操作简便、运行效果稳定, 具有推广应用价值。 关键词 水解酸化 序批式间歇反应器 混合制药废水 1 工程概况 广东省新北江制药股份有限公司生产废水主要 为妥布霉素 、 洛伐他丁 、盐霉素钠盐生产工艺过程中 排放的生产废水, 虽然其 BOD5 CODCr≥0. 35, 理论上 属于可生化废水 ,但是该废水污染物浓度高 ,成分复 杂,色度高 ,生物毒性大, 含有表面活性剂 、 残余抗生 素、 硫酸根 、 溶媒等多种抑制物质, 水质 、 水量波动大, 属于有一定处理难度的抗生素废水。新北江制药股 份有限公司生产废水经处理后将排入城市下水道 ,按 规定执行国家广东省污水排放标准 。根据该废水 的水质特点及处理要求, 采用水解酸化-SBR 工艺对 其进行处理 ,经过 7 个月的运行出水水质达到广东 省污水排放标准二级标准。其废水水质及排放标准 见表 1。 表 1 废水水质及排放标准mg L pH 除外 项目pH CODCrBOD5 SS 废水1～ 144 000～ 11 0001 300～ 6 500100～ 500 排放标准6～ 930060200 2 处理工艺 2. 1 工艺流程 针对上述水质特点, 并根据国内外成功的经验, 采用水解酸化好氧处理工艺 ,该工艺流程见图 1。 图 1 工艺流程框图 2. 2 主要构筑物与工艺说明 1 调节池。设计处理废水量为1 000 m 3 d,有效 容积为1 000 m 3 ,HRT 为 24 h ,其主要作用是调节废水 的水量, 均衡进水 pH 值水质 。底部设曝气管道, 起 搅拌作用使原水充分混合 。调节池设 pH 自动控制 系统一套, 用于调节进水的 pH 值及设定范围。确保 酸化池进水 pH 值及水质变化较小。 2 水解酸化池 。采用 ABR 作为水解酸化反应 器,设计处理废水量1 000 m 3 d ,有效容积为2 000 m3 , HRT 为 48 h, 进水 CODCr浓度10 900 mg L, CODCr去除 率≥ 25, 该反应器分为 3 格 ,每个上向流隔室内均 设有弹性立体填料 ,同时为了防止污泥流失 ,在酸化 出水溢流堰处安装了空气提升器以回流污泥。酸化 池底部设穿孔管曝气使酸化池内泥水充分混合接触, 提高处理效果。水解酸化反应可在常温下进行。废 水中的大量微生物将废水中 主要是菌渣中 的大量 残余效价杀死 , 减少其对 SBR 反应池中微生物的抑 制作用 ,提高 SBR 反应池的去除率。且出水无厌氧 发酵产生的不良气味 。 3SBR 池 。 有 2 个, 设 计 处 理 废 水 量 1 000 m 3 d ,每个池子的有效容积为2 300 m3 , 设计 CODCr投配负荷 ≤1. 2 kg m 3 d , 设 计污泥浓度 4～ 5 g L ,设计污泥负荷 0. 24 kg kgd , 设计 CODCr 去除率 ≥91, 出水 CODCr浓度 ≤500 mg L , 进水 SS 浓度500 mg L ,出水SS 浓度 ≤ 300 mg L。其优点在于 污泥活性高 ,集厌氧 、 缺氧和好氧于一体 ,耐冲击负荷 大,控制灵活,运行周期中各个阶段的运行时间、 供气 量都可以按照进水水质和出水水质要求进行调节 ; 处 理设备少, 构造简单 ,便于操作和维护。 4 接触氧化池。有效容积约 600 m 3 , 空气扩散 装置采用穿孔管曝气, 与调节池和水解酸化池共用 25 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 1 台风机, 进水 CODCr浓度 ≤500 mg L, 设计 CODCr去 除率 ≥ 20,出水 CODCr浓度≤400 mg L。 5 气浮池。 进水 CODCr浓度 ≤400 mg L, 设计 CODCr去除率 ≥25; 出水 CODCr浓度 ≤300 mg L ; 进 水SS 浓度 ≤ 300mg L; 设计SS 去除率 ≥ 90; 出水SS 浓度 ≤ 30 mg L ; 气浮的作用是较好地实现处理后废 水中的固液分离, 彻底地去除 SS 而降低出水 SS 及 CODCr浓度 。为保证处理效果 ,采用加药混凝气浮 ,混 凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。 3 运行结果与讨论 3. 1 运行结果 经过 7 个月的调试和稳定运行, 各个处理单元处 于正常运行状态 。稳定运行阶段酸化池对 CODCr的 处理效果见图 2,水解酸化池进出水溶解性 CODCr 总 CODCr见图 3。SBR 池及系统对 CODCr的去除效果见 图4, 接触氧化池、 气浮池对CODCr的处理效果见图5。 SBR 池及气浮对SS 的处理效果见图 6。 图 2 水解酸化池对 CODCr的去除效果 图 3 水解酸化池进出水溶解性 CODCr 总 CODCr 图 4 SBR 池及系统的处理效果 3. 2 问题与讨论 1 由图 2 水解酸化的进出水 CODCr值及去除率 图 5 接触氧化池及气浮的处理效果 图6 SBR 池及气浮对 SS 的处理效果 可知, 在实际运行过程中水解酸化池对 CODCr的去除 率并未达到设计要求, 有时候甚至出水 CODCr值比进 水CODCr值还高, 这是因为水解酸化的机理是考虑到 产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控 制在反应时间段短的厌氧处理第 1阶段, 即在大量水 解细菌、 产酸菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性 有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降 解的小分子物质的过程 。因此 , 水解酸化过程中, 进 出水中的 CODCr和 BOD5浓度的变化可能有以下 3 种 情况 ①降低, 但最大不超过 20～ 30; ②与原水 持平 如以葡萄糖为水解酸化底物时即出现此情形 ; ③ 略有升高 高分子复杂有机物的水解酸化时 [ 1] 。 由于该工程原水中菌渣和油脂较多 ,水解酸化池 将难溶菌渣转化成可溶性有机物,将大分子的油脂转 化成小分子的油脂, 使得从 CODCr的去除率来看水解 酸化效果不明显 。但从图 3 可以看出经过水解酸化 反应后溶解性 CODCr 总 CODCr有较大提高 ,水解酸化 反应将大分子的非溶解性有机物质转化成了小分子 的可溶性有机物 ,提高了废水的可生化性 ,降低了抗 生素的毒性, 为 SBR 池的稳定运行创造了条件。所 以,水解酸化去除率与原来的设计有所不符 ,但它在 整个系统中的作用已充分发挥 ,这与设计水解酸化池 的目的是相吻合的。 2 由图 4 可以看出 ,CODCr的去除主要集中在 SBR反应池 ,其对 CODCr的去除率大于设计要求。这 有 2 个方面的原因 , 一方面是由于水解酸化的作用, 26 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 提高了废水的可生化性, 单独使用 SBR 池, 其对 CODCr的去除率在 85～ 90之间 ,而通过水解酸化 以后 ,SBR池的去除率在 90以上。另一方面是由 于SBR 池本身,SBR反应池污泥活性高 , 在有氧条件 下,池中的异养菌能充分利用溶解氧,氧化、 分解废水 中的有机物 [ 2] ,因而对 CODCr有较高的去除率 。 3 由图 5 可知, 接触氧化池的去除率在 SBR 池 出水较高时可以达到设计要求去除率, 但当 SBR 池 出水较低时不能达到设计要求去除率, 这时检测得接 触氧化进水 BOD5 CODCr值远远 0. 35, 且 BOD5值 30 mg L 。这说明废水经过 SBR 池以后 , 可生物降解 有机物已经被基本降解完全, 未被降解的有机物属不 可生物降解有机物, 因此, 处理低浓度该废水在 SBR 池后再用生物处理系统没有必要。 4 由图 6 气浮池和 SBR 池对 SS 的去除效果知 , SBR 池出水悬浮物己满足设计要求 ,无需再用气浮池 来去除悬浮物。 4 结论与建议 1 采用水解酸化- SBR 工艺处理制药废水是可 行的 ,运行结果表明 , CODCr的去除率可达到 95～ 96. 4,SS 的去除率可达 87 ～ 94, 出水 SS 在 24～ 49 mg L之间, 出水水质满足广东省污水排放标 准二级标准。 2 该工艺利用水解酸化预处理工艺 ,提高了废 水的可生化性, 为SBR池的稳定运行创造了条件 ,提 高了 SBR池的处理效果。 3 对于高浓度的制药废水, 在 SBR 池后再加生 物处理系统是有必要的, 但对于低浓度的该类废水在 SBR 池后不需要再加生物处理系统 。 4 对于该废水在生物处理系统后加气浮是没有 必要的 。在调节池和 SBR 池之间加气浮, 这样可以 去除一部分悬浮物、溶媒和表面活性剂。这样, 一方 面减轻了生物处理系统的负担 ,另一方面降低了有毒 物质对生物处理系统的抑制作用。 参考文献 [ 1] 沈耀良, 王宝贞. 水解酸化工艺及其应用研究. 哈尔滨建筑大学 学报, 1999, 32 6 35 -38. [ 2] 陈英文, 宋天顺, 沈树宝. 混凝-厌氧水解 -好氧组合工艺处理印 染废水的工程应用. 工业水处理,2005, 23 1 33 -35. 作者通讯处 白利云 101102 北京市通州中关村科技园金桥科技 产业基地 桑德集团运营管理部 E -mail bailiyun123126. com 2006- 10-19 收稿 上接第 24页 有机负荷较低, 硝化细菌得以大量生长 , 硝化作用比 较明显,必然会使NO - 3- N 和NO - 2- N 的浓度增大。 由此可见 , 滤池的高度对于 NH3- N 的去除影响 相对较大, 若要得到较好的 NH3- N 去除率和较低的 出水浓度 ,应适当增加滤池的高度 。 3 结论 1 以沸石为填料的 ZBAF 在挂膜启动过程中, 由于微生物的性质的不同 ,去除有机物的异养菌挂膜 较迅速 ,而去除 NH3-N 的硝化细菌挂膜较慢。总之, ZBAF 比较容易挂膜, 具有启动迅速, 操作简便等 特点 。 2 水力负荷 、 气水比影响 ZBAF 的除污效果 ,尤 其是对于 NH3-N 的去除影响较大, 而除浊效果受影 响 不 大。 试 验 结 果 表 明, 在 水 力 负 荷 为 1. 2 m 3 m2 h ,气水比为 3∶ 1 时 , ZBAF 对 COD Cr、 NH3-N 和悬浮物的去除效果最好。 3 ZBAF 的高度是除污效果的一个重要影响因 素,由于各微生物种群空间分布的不同 , 对有机物和 NH3- N 的去除是在滤池的进水端和出水端附近分别 完成的。 参考文献 [ 1] K. R. Gilmore, K . J. Husovitz, T . Holst , et al. Influence of organic and ammonia loading on nitrifier activity and nitrification perance of a two -stage biological aerated filter system. Wat. Sci. Tech. , 1999, 39 7 223 -234. [ 2] Paffoni C, Gousailles M, Rogalla F , et al . Aerated biofilter for nitrification and effluent polishing. Wat. Sci. Tech. , 1990, 22 7 -8 181 -189. [ 3] 国家环保总局. 水和废水检测分析方法 第四版 . 北京 中国环 境科学出版社, 2002. [ 4] J. G. Peladan, H. Lemmel, R. Pujol. High nitrification rate with upflow biofiltration. Wat . Sci . Tech. , 1996, 34 1 -2 347 -353. [ 5] 刘金香, 娄金生, 陈春宁. 沸石铺砌生物滤池与处理污染源水. 中国给水排水, 2005, 21 6 38-40. 作者通讯处 高宝玉 250100 山东大学环境科学与工程学院 电话 0531 88364832 E -mail bygao sdu. edu. cn 2006- 11-02 收稿 27 环 境 工 程 2007年 8 月第25 卷第4 期 TREATMENTOFPHARMACYWASTEWATERBYHYDROLYTICACIDIFICATION -SBR PROCESSBai Liyun Hu Xiaodong XiaoYongsheng et al 25 Abstract It is introduced the application of hydrolysis acidification-SBR process in a pharmacy factory. The debugging and running for a period of time shows that this process is feasible to treat mixed pharmacy wastewater which has highly concentrated organic impurities and large variety of wastewater quality and flux. The water quality of the final effluent can meet the second grade of Guangdong Local Effluent Discharge Standard. It has notable advantages such as simple operation, stable running. Therefore, this process is worthy to be popularized. Keywords hydrolysis acidification, sequencing batch reactor andmultiple pharmacy wastewater ADVANCED PROCESS FOR TREATING DE -INKING WASTEWATER IN PAPERMAKING PROCESSYu Guanlong Yang Chunping Ma Shuguang et al 28 Abstract An advanced process for treating de -inking wastewater is described. The principles, schematic flow diagram, and major structures of this advanced treatment process are presented, and the effects of parameters of design and operation of this process are discussed. A de -inking wastewater treatment project has been set up using this process in a big papermaking factory. The effluent water from this process meets the limits of the class two in the National Comprehensive Wastewater Discharge Standards GB8979 -1996. Measureshave been proposed to troubleshoot the problems in the oepration of this process. Keywords de -inking wasterwater, organic compounds, activated sludge process, advanced oxidation technology andwasterwater treatment THE CONTROL OF AERATION RATE AND THE VARIATION RULES OF PH AND DO IN A O PROCESSPeng Feng Peng Yongzhen Ma Yong 31 Abstract The effect of aeration rate on nitrification, and the variation rules of DO and pH in aerobic zones, were studied at different operational conditions. It is found that the average nitrification rate and DO concentration were gradually increased, but the increased range was reduced. The nitrification rate could be indirectly controlledby aeration rate, so as to meet the effluent standard. The average DO concentrationand the type of pH profiles could be used to determine the aeration if excessive, sufficient or insufficient. Keywords aeration rate, DO , pH, A O process and control EXPERIMENT ONTHE COLLECTION OF FINE DUST WITH HIGH RESISTIVITY BY A BIPOLAR DISCHARGING ESPChen Ling Xia Liangjian Shen Gaopeng et al 34 Abstract A new electrostatic precipitator ESPfor avoiding the back corona of the high resistivity dust layer is developed by fixing the barb nail discharging electrodes on the grounded plate electrodesbased on the analysis of the phenomenonof the back corona of the high resistivity dust layer deposited on the grounded plate electrodes. Therefore, this ESP becomes a bipolar discharging ESP because the negative and positive ions are generated simultaneously by the high voltage discharging electrodes and the grounded barb nail discharging electrodes respectively. The ionic wind is measured by a particle image velocimetry PIV because the ionic wind plays an important role in collecting the fine dust with high resistivity. The positive and the negative ion wind velocities in core area are about 2m swhen the distance between the opposite electrodes is 100 mm at the voltage of 3. 4kV. In our comparison experiments, the overall efficiency of the bipolar discharging ESP for collecting the silica flour with 0. 159μ m mass median diameter is higher than that of the unipolar discharging ESP at the mean electric field of 3. 4 kV cm at the room temperature and pressure. The experimental observation shows that the there is no back corona in the bipolar discharging ESP even when the very high resistivity silica flour 2. 4104Ψ cmis used. Keywords ESP, bipolar discharging, dust resistivity, ionwind and collection efficiency NUMERICAL ANALYSIS AND EXPERIMENTAL STUDY ON GAS FLOW DISTRIBUTION OF STRAIGHT-THROUGH FLOW BAGHOUSEDang Xiaoqing Gao Ruifang Ma Guangda et al 38 Abstract By using computational fluid dynamics CFD , the gas flow distribution of a large straight through baghouse in the coal- boiler power plantwas analyzed numerically. Through numerically analyzing gas flow distribution in the tank body, air volume of every filter bag cell, head-on gas flow velocity distribution of filter bag were demonstrated. The calculated results were better consistent with the model experiment and the measured results in the field. And the results can be as the basis for optimizing structure design of baghouse. Keywords coal-boiler power plant, baghouse, CFD and gas flow distribution EXPERIMENT ON DESULFURIZATION OF SINTERED FUME WITH WASTEWATER FROM CONVERTERLu Gang Xu Bing Xing Yi et al 41 Abstract A simulation experiment was carried out on desulfurization of fume by waste water from converter. Factors as gas speed, start SO2 concentration, ratio of liquid and gas, reaction duration, temperature are studied to find the impacts on desulfurization. Under the designed experiment situation, good deculfurization result was got through controlling the experimental parameters. Keywords waste water from converter, fume from sinter and desulfurization STUDY ONDYNAMIC ADSORPTION OF CHLORO BY ACTIVATED CARBON FIBRE TaoYangyu Kang Juan Xu Zelin et al 44 Abstract In order to study dynamic adsorption of chloro organic waste gas by using activated carbon fiber ACFas adsorption material, the influence of chloro inlet concentration, gas flow rate, temperature, the times of regeneration on adsorption efficiency and the 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 4, Aug . , 2007