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畜禽抗生素废水处理工程改进与应用 * 王宗华 1 潘金伟 2 王志钦 2 1. 南阳师范学院，河南 南阳 473000;2. 南阳市环境保护工程有限公司， 河南 南阳 473000 摘要 利用药厂原有处理设施进行工艺改进， 采用预处理 UASB A/O 高级氧化工艺处理畜禽抗生素生产废水。 运行结果表明 出水各项指标均能达到 GB 219032008 发酵类制药工业水污染物排放标准 ， 工程投资和运行费用 较低， 运行效果稳定。 关键词 制药废水; UASB; 反硝化; 硝化 MODIFICATION AND APPLICATION OF INTEGRATED PROCESS FOR TREATMENT OF WASTEWATER FROM PRODUCING LIVESTOCK ANTIBIOTICS Wang Zonghua1Pan Jinwei2Wang Zhiqin2 1. Nanyang Normal Colloge，Nanyang 473000，China; 2. Environmental Protection Company of Nanyang，Nanyang 473000， China AbstractA process composed of a secondary pretreatmet UASB A/O super oxidation was utilized to treat the waste water from production of livestock antibiotics. The operation results indicated that all the inds of the effluent could meet the discharge standard of“Fermentation Pharmaceutical Industrial Sewage Discharge Standard” GB 219032008 . Both the capital cost and running cost were low and the working perance was stable. Keywordspharmaceutical wastewater;UASB;denitrification;nitrification * 南阳师范学院专项项目 nytc2006126 。 1概述 河南某制药厂生产畜禽抗生素硫酸铵普霉素、 马 杜米星铵霉素， 年产硫酸铵普80 t， 马杜米星铵28 t。 主要原辅料为 黄豆饼粉、 葡萄糖、 玉米浆、 蛋白胨、 豆 油等。生产采用接种发酵法， 废水主要来源于板框压 滤工段冲洗、 吸附、 漂洗和树脂再生等工段， 属于高浓 度有机废水。其中马杜米星铵霉素满负荷生产产生 废水130 m3/d， 硫酸铵普霉素满负荷生产产生废水 340 m3/d。 由于生产废水中 SS 过高， 黏性较大， 难降 解物质多， 对微生物有抑制性， 直接进入生物反应器 造成设备无法正常运行， 必须做好预处理。 本研究对硫酸铵普、 马杜米星铵生产废水预处理 及生化处理工艺进行改造， 工程实践表明 污水排放 可以达到 GB 219032008发酵类制药工业水污染 物排放标准 ［ 1］。 2水质特点 马杜米星铵生产中排放的吸附、 漂洗废水含有一 定量的溶酶、 菌丝渣、 蛋白质及其他代谢产物， 对微生 物有抑制性; 硫酸铵普废水 SS 含量高、 黏度大， 难分 离; 属于处理难度较大的有机废水。废水水质及排放 要求见表 1。 表 1设计进、 出水水质 mg/L 废水种类ρ CODρ B0D5ρ SS ρ NH3-N 硫酸铵普废水21000110008500370 马杜米星铵废水860033003660230 排放要求2006010050 3废水试验研究 针对废水特点， 本试验研究对废水预处理进行了 加药种类和加药量研究， 确定了合理的加药种类和合 理的加药量， 使硫酸铵普、 马杜米星铵生产废水首先 得到有效的预处理， 对预处理后的综合废水 COD、 NH3-N 去除效果进行试验研究， 确定合理的生化处理 参数。 24 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 3. 1加药种类对去除率的影响 图 1、 图 2 分别为对马杜米星铵、 硫酸铵普废水 投加 PAC PAM、 FeSO4 FeCl3对去除效果的影响。 从图 1、 图 2 中可看出 投加 PAC PAM 对马杜米星 铵废水 COD、 SS 去 除 效 率 为 21 ～ 27 、 33 ～ 39 ， 而投加 FeSO4 FeCl3对马杜米星铵 COD、 SS 去除 率为 34. 8 ～ 36. 2 、 57. 9 ～ 61. 8 ; 投加 PAC PAM 对硫酸铵普废水 COD、 SS 去除效率分别 为 27. 6 ～ 33. 4 、 51 ～ 59. 1 ， 而投加 FeSO4 FeCl3对马杜米星铵 COD、 SS 去除率分别为44. 9 ～ 47. 3 、 88. 6 ～ 93. 1 ; 从而可得出 FeSO4 FeCl3 对废水絮凝效果较好。 图 1PAC PAM 对处理效果的影响 图 2FeSO4 FeCl3 对处理效果的影响 3. 2加药量对去除率的影响 图 3 为硫酸铵普废水投加 FeSO4 FeCl3后污染 物去 除 率 曲 线 图， 从 图 3 可 看 出 硫 酸 铵 普 废 水 COD、 SS 去除率随加药量增加而增加， 当加药量达到 500 mg/L时， COD、 SS 去除率分别为 45 、 90. 5 ， 随 着加药量的增加， 去除率增加幅度不大; 从工程节省 药剂费考虑， 最佳投药量500 mg/L。 图 3加药量对污染物去除率的影响 3. 3综合废水生化处理参数研究 3. 3. 1容积负荷对厌氧 COD 效果的影响 图 4 为 COD 容积负荷对 COD 去除率的影响， 从 图 4 中可以看出 COD 去除率随容积负荷增大而减 小， 当容积负荷4. 0 kg/ m3d 时， 去除率为 86. 5 ， 随着 COD 容积负荷的减小， 去除率减小幅度不大， 从 节约 一 次 性 投 资 成 本 角 度 考 虑 4. 0 kg/ m3d较 合适。 图 4容积负荷对 COD 去除率的影响 3. 3. 2COD 负荷、 NH3-N 负荷对好氧效果的影响 对厌氧出水进行硝化 － 反硝化处理， 试验装置采 用缺氧 － 好氧反应器， 改变进水流量改变进水负荷， 考察负荷对 COD、 NH3-N 去除率的影响。图 5 为保 持硝化池污泥质量浓度4 000 mg/L， COD 容积负荷对 COD 去除率的影响。从图 5 中可看出 COD 去除率 随 容 积 负 荷 增 大 而 减 小，当 容 积 负 荷 为 1. 0 kg/ m3d 时， 去除率为 85 ， 随着 COD 容积负 荷的减小， 去除率增加幅度不大， 从节约一次性投资 成本角度考虑1. 0 kg/ m3d 较合适。 图 6 为保持硝化池污泥质量浓度4 000 mg/L， NH3-N 容积负荷对 NH3-N 去除率的影响。从图 6 中 可看出 NH3-N 去除率随容积负荷增大而减小， 当容 积负荷0. 2 kg/ m3d 时， 去除率为 80 ， 随着NH3-N 容积负荷的减小， NH3-N 去除率增加幅度不大， 从节 34 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 图 5容积负荷对 COD 去除率的影响 图 6NH3-N 负荷对 NH3 -N 去除率的影响 约一次性投资成本角度考虑0. 2 kg/ m3d较合适。 4工艺确定 4. 1预处理工艺确定 依据 试 验 结 果，高 浓 废 水 预 处 理 采 用 投 加 FeSO4 FeCl3， 比例 1∶ 1， 加药量为500 mg/L投加混 合反应后， 进入初沉池泥水分离， 上清液与其他废水 在调节池内混合均匀后进入后继处理系统。 4. 2处理工艺流程 工艺流程见图 7。 图 7工艺流程 高浓度废水首先通过投加高效复合絮凝剂进入 初沉池进行预处理， 沉淀污泥进入板框压滤机压滤， 上清液进入综合调节池与其他废水进行混合， 调节水 质水量， 然后提升进入微气泡气浮池， 以去除溶酶， 气 浮池出水进入水解酸化池， 在水解池内增设填料， 微 生物在填料表面形成生物膜 ［ 2］， 强化水解酸化作用， 同时在水解池出水位置采用本厂的蒸汽在冬天使废 水升温， 增设温度控制系统， 保证进入 UASB 池水 温 ［ 3］要求; 采用 UASB 工艺进行厌氧发酵， UASB 出 水进入硝化 － 反硝化系池 A/O 系统 ， 硝化池混合 液回流至反硝化池进行反硝化脱氮达到去除 NH3-N 的目的， 硝化池出水经过二沉池沉淀后进入脱色氧化 池， 以降低色度并去除部分有机物， 保证出水达标 排放。 4. 3主要构筑物设计参数 主要构筑物设计参数见表 2。 表 2主要构筑物设计参数 构筑物名称尺寸 /m数量 /座备注 气浮池5. 0 2. 0 2. 31表面负荷 2. 0 m3/ m2d 水解酸化池 8. 0 5. 0 5. 01停留时间 1. 0 d UASB 池6. 0 10. 0 1COD 容积负荷 3. 5 kg/ m3d UASB 池8. 0 6. 0 10. 0 2 反硝化池230 m31停留时间 1. 7 d 硝化池560 m31COD 容积负荷 1. 0 kg/ m3d 二沉池5. 5 5. 5 8. 01表面负荷 0. 65 m3/ m2d 脱色池120 m3 1 停留时间 6 h 5调试及运行情况 5. 1UASB 的启动 1种泥的投加。UASB 启动时接种污泥量按平 均质量浓度为20 kg/m3计算， 需要含水率为 80 的 脱水污泥23. 5 t， 采用污水处理厂的压滤后污泥， 经 过稀释筛滤后用潜污泵打入 UASB 反应器。 2厌氧池升温。种泥投加完毕后， UASB 在进水 前需要清理浮渣， 这些浮渣是在种泥筛洗阶段没有被 清理的杂物， 主要是无机残渣。另外， 由于厌氧池水 温为 18 ～ 20 ℃ ， 对污泥的培养不利， 为了缩短启动时 间， 利用换热器进行换热升温至 35 ～ 40 ℃ ［ 4］。 3污泥驯化期。初始启动阶段 UASB 每天早、 晚进水 1 次， 每次进水时问为2 h， 进水约为30 m3 ; 同 时全天开启 UASB 循环泵， 控制上升流速为 0. 4 ～ 0. 5 m/h。 初始阶段有大量细小污泥和杂质被冲洗出 来， 出水比较浑浊; 3 d后出水逐渐澄清， 并继续保持 44 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 这种进水方式为5 d。 这一阶段主要是使污泥恢复活 性， 通过间歇进水和循环水来搅动污泥床， 使污泥适 应该废水。 4提高负荷期。通过逐步增加进水量来提高容 积负荷， 提 高 容 积 负 荷 的 条 件 为 COD 去 除 率 80 ， 出水 ρ VFA 300 mg/L。 通过调整进水时间， 每隔 3 ～ 5 d增加 1 次负荷， 每次增加幅度为10 ～ 20 。这一阶段向集水井投加固体 NaOH， 保证进入 UASB 的废水 pH 值保持在 6. 5 ～ 7. 3， 厌氧出水 pH 值保持在 7. 4 左右， 创造有利于细菌增长的条件。在 这一阶段反应器的选择压增加较快， 还有部分沉降性 能差的絮状污泥及轻质片状颗粒污泥被冲洗出反应 器。42 d后 改 间 歇 进 水 为 连 续 进 水， 进 水 量 约 为 210 m3/d， UASB 容积负荷达3. 3 kg/ m3d 。 5稳定运行期。UASB 运行57 d后已经能够处 理全部水量， 开始进入试运行阶段。在保证处理效果 的前提下， 主要是通过减少加热蒸汽量和用碱量， 对 UASB 及整个系统进行优化， 使系统在最经济条件下 运行， UASB 进水 pH 值保持在 4. 0 ～ 5. 0， 池内 pH 值 保持在 6. 5 ～ 7. 3; 池内水温保持在 35 ～ 40 ℃ 。 第 66 天取泥样观察污泥颗粒， 近似球状， 大部分粒径为 0. 5 ～ 1. 5 mm， 平均沉速为620 m/h。 5. 2A/O 系统调试 在 UASB 启动的同时启动 A/O 系统。利用UASB 自然淘汰出来的絮状污泥及轻质片状颗粒污泥作为接 种污泥， 维持 A 池 ρ DO 在0. 5 mg/L以下， O 池连续 曝气， 促进好氧菌增殖。15 d后二沉池ρ DO 已达到 4 ～5 mg/L， 出水清澈， COD 为100 mg/L左右， NH3-N 为20 mg/L左右， 废水处理系统投入正常运行。 5. 3稳定运行期情况 图 8 为 2008 年 12 月至 2009 年 4 月废水处理站 各构筑物进出水主要污染物 COD 的运行效果。 从 图 8 可 看 出 调 节 池 进 水 ρ COD 8 800 ～ 10 900 mg/L，气 浮 池 出 水 ρ COD在 7 560～ 9 050 mg/L时， UASB 出水在1 135 ～ 1 310 mg/L， A/O 出水在 197 ～ 235 mg/L， 高级氧化后出水ρ COD 200 mg/L。 5. 4工程验收及运行情况 2009 年 5 月初通过当地有关部门验收， 各项指 标达到并优于 GB 219032008 排放标准要求。目前 该废水处理站一直稳定运行， 各项参数正常， 出水水 质见表 3。 图 8系统运行效果 表 3出水水质及去除率 mg/L 项目ρ COD ρ BOD5ρ SS ρ NH3-N 综合废水10 1004 6201 500138 出水159333612 去除率 /98. 4 99. 397. 691. 3 6主要技术经济指标 总装机容量95 kW， 实际使用负荷48 kW， 电耗费 用为 1. 47 元 /m3， 药 剂 费 为 0. 18 元 /m3， 人 工 费 为 0. 2 元 /m3， 总运行费用1. 85 元 / m3。 7结论 工程实践表明， 采用改进加药种类和加药量对预 处理进行调整， 调整厌氧 － 好氧运行参数， 并增设高 级氧化脱色处理， 实现达标排放。 参考文献 ［1 ］ 张子杰， 林荣忱. 排水工程［M］ . 北京中国建筑工业出版社， 1996. ［2 ］Kobayashi Toshil. 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