IC+A_O工艺在制药废水处理中的应用.pdf

IC A/O 工艺在制药废水处理中的应用 欧阳二明1王会平2王白杨2 1. 南昌大学建筑工程学院， 南昌 330031; 2. 南昌大学环境与化学工程学院， 南昌 330031 摘要 针对某制药公司生产废水的特点， 采用高效厌氧反应器 内循环厌氧反应器 简称 IC 工艺 A/O 工艺进行 处理。系统稳定运行后， 在进水 ρ COD 为 3 500 mg/L、 ρ SS 为 300 mg/L 时， 去除率分别达到 97. 9、 92. 5。处理 后出水水质稳定， 达到 GB 89781996 污水综合排放标准 一级标准。 关键词 内循环厌氧反应器 IC ; A/O; 制药废水 DOI 10. 7617/j. issn. 1000 －8942. 2013. 04. 012 APPLICATION OF IC A/O PROCESS IN THE PHARMACEUTICAL WASTEWATER TREATMENT Ouyang Erming1Wang Huiping2Wang Baiyang2 1. School of Civil Engineering and Architecture，Nanchang University，Nanchang 330031，China; 2. School of Environment and Chemical Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，China AbstractIn view of a pharmaceutical company wastewater characteristics，the high efficient anaerobic reactor internal circulation anaerobic reactor IC process A/O process were used to treat the wastewater． After the system runs steady，the COD and SS in the influent are 3 500 mg/L and 300 mg/L， the removal rate is 97. 9 and 92. 5 respectively． The effluent reached I- class criteria specified in“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordsinternal circulation anaerobic reactor IC ;A/O;pharmaceutical wastewater 1工程概况 江西某制药有限公司以生产滴眼剂、 胶囊剂、 颗 粒剂等为主， 废水为综合废水， 由车间生产废水、 办公 用水及厂区居民生活污水组成。其中生产废水主要 来自固体车间设备和地面冲洗水及各类制剂废水， 主 要污染物为糖类物质等。设计水量为 80 m3/d， 废水 水质及排放标准见表 1。整个工程于 2010 年底完成 调试并投入使用， 出水完全达到 GB 89781996污 水综合排放标准 一级标准。 表 1废水水质及排放标准 Table 1Influent quality and discharge standard 项目pH ρ COD / mg L －1 ρ BOD5 / mg L －1 ρ SS / mg L －1 水质73 5001 500300 标准6 ～9≤100≤20≤70 2工艺流程及主要构筑物 2. 1工艺流程 原水 B/C 为 0. 4， 可生化性较好。根据厌氧微生 物和好氧微生物对有机污染物的代谢机理， 采用厌 氧好氧工艺， 可有效处理该制药废水。废水处理工 艺流程如图 1 所示。 图 1污水处理工艺流程 Fig．1Flow chart of wastewater treatment process 混合废水经过格栅去除较大悬浮物后进入调节 池， 在调节池内调节水量和水质， 根据进水水质情况 通过投加碱液控制进水 pH 值。废水经调节后由提 升泵进入 IC 反应器， 通过产酸菌和产甲烷菌等协同 作用， 降解有机物， 有效去除大部分 COD。IC 出水自 流进入 A/O 池， O 池内设有高效专用曝气装置， 提高 氧的利用率， 有效降低运行成本。出水进入二沉池进 54 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 行固液分离， 清水溢流排放， 沉淀污泥通过气提方式 回流至曝气池， 以保证池内活性污泥量， 剩余污泥排 入污泥浓缩池。 2. 2主要构筑物 2. 2. 1调节池 调节池 1 座， 地下式钢筋混凝土结构。尺寸为 L B H 8 m 6 m 3. 3 m， 有效容积135 m3， 停留 时间 40. 32 h。调节池内设空气搅拌装置， 对废水进 行搅拌混合作用。调节池内设有两台提升泵 1 用 1 备 ， 并通过浮球液位计自动控制启闭。型号为 25QW10- 20- 2. 2， 潜 水 泵 流 量 为 10 m3/h， 扬 程 为 20 m， 功率为 2. 2 kW。 2. 2. 2IC 反应器 IC 反应器 1 座， 钢结构， 环氧树脂防腐， 尺寸为 D H 2. 5 m 9 m， 有效容积 42 m3， COD 容积负荷 为5. 0 kg/ m3 d ， 停留时间 12. 60 h。 2. 2. 3A/O 池 A/O 池 1 座， 半地下式钢筋混凝土结构， 尺寸为 L B H 6 m 5 m 4. 5 m， 有效容积120 m3， 停留 时间36 h。污泥负荷为0. 15 kg/ kg d ， 采用 63 微 孔曝气管与鼓风机相连的曝气方式。鼓风机采用 TSR100 罗茨风机2 台 1 用 1 备 ， 风量 5. 56 m3/min， 风压49 kPa， 功率 7. 5 kW。 2. 2. 4二沉池 二沉池 1 座， 与 A/O 池合建， 半地下式钢筋混凝 土结构， 尺寸为 L B H 6 m 1. 5 m 3. 0 m， 表面 负荷为 0. 37 m3/ m2 h ， 停留时间 6. 75 h。 2. 2. 5污泥浓缩池 污泥浓缩池 1 座， 半地下式钢筋混凝土结构， 尺 寸为 L B H 3 m 2 m 3 m， 有效容积 15 m3。 3工程调试及运行结果 3. 1IC 反应器启动 IC 反应器采用南昌市青山湖污水处理厂厌氧污 泥作为种泥。接种量为 10 t。在调试初期， COD 容积 负荷控制在 2. 0 kg/ m3d 以下， pH 控制在 6. 5 ～ 7. 2， 水力停留时间大于 24 h。启动后 2 d， 测定出水 VFA 浓度。出水的 VFA 浓度在 IC 反应器控制中被 认为是最重要的参数。当 VFA 浓度低于180 mg/L， 则连续进水。出水 VFA 浓度连续低于180 mg/L， 则 按阶段提高负荷， 每阶段提高容积负荷的幅度不超过 20， 直到达到设计负荷。每阶段历时 10 d 左右。 调试运行 2 个月左右， COD 容积负荷提高到 5. 0 kg/ m3 d ， 反应器底部出现颗粒化污泥， 处理能力快速 提高， 沼气产量增大， COD 去除率有所提高， 受水质 波动影响也越来越少， 耐冲击能力逐渐加强。 此外， 调试过程中由于大量污泥被淘汰掉， 会导致 反应器中污泥总量的减少。这时一定要注意保持负荷 的稳定， 否则可能会导致反应器中酸化现象的发生， 尤 其要注意检测 IC 出水中碱度的情况， 保持反应器中碱 度在2 000 ～4 000 mg/L ［ 1 ］。有关研究表明， 在一定的碱 度范围内， 进水碱度高的反应器污泥颗粒化速度快 ［ 2 ］。 图2 是 IC 对 COD 的去除效果。由图2 可知 启动 初期， COD 的去除率稳步上升， 随着负荷的增加， 去除率 出现小幅度的波动， 很快又趋于稳定。启动末期， COD 去除率在80以上， 出水 ρ COD 在700 mg/L以下。 图 2 IC 对 COD 的去除效果 Fig．2Removal rate of COD by IC 3. 2A/O 启动 A/O 启动与 IC 同步进行。接种污泥取自南昌市 青山湖污水处理厂污泥， 接种量为 1t。先向池内加 30的清水， 加入污泥后将 IC 出水注入曝气池中， 进 行闷曝， 通过投加尿素和磷酸二氢钾补充 N、 P 等营 养元素， 维持系统中 C∶ N∶ P 100∶ 5∶ 1。10 d 后， 菌 胶团和固着型纤毛虫 钟虫、 累枝虫 大量出现， 说明 活性污泥絮体已经形成有较好活性， 此时污泥浓度达 到 2 000 mg/L， COD 去除率达到 80左右， 并在以后 的一段时间内稳定在 2 000 ～ 2 500 mg/L， 此时应逐 渐加大进水量， 直到设计负荷。 图 3 是 A/O 对 COD 的去除效果。由图 3 可知 启动初期， 进水波动较大，COD 去除率在不断提高， 抗冲击负荷能力较强。到中后期， COD 去除率基本 稳定在 90左右。 3. 3稳定运行时结果 实践证明， 采用 IC A/O 工艺处理该制药废水 效果较好， 经过近 2 个月的调试运行， 系统达到设计 64 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 图 3 A/O 对 COD 的去除效果 Fig． 3Removal rate of COD by A/O 负荷后进入稳定运行阶段， 对 COD 和其他污染物去 除率较高， 经环保部门检测， 各项污染物指标都优于 规定的排放标准， 结果见表 2。 表 2检测结果 Table 2Test results 检测指标pH ρ COD / mg L －1 ρ BOD5 / mg L －1 ρ SS / mg L －1 第 1 天7. 2791520 第 2 天7. 4751225 4出现的问题和解决方法 初启动期， 由于废水中主要污染物质是糖类， 并 且调节池的水温保持在 20 ～30 ℃， 导致 IC 反应器出 水发白， pH 下降、 VFA 浓度大幅升高、 水质恶化等酸 化现象， 在采取降低负荷、 部分出水循环以减少停留 时间、 加大 Na2CO3投加量等措施后， 酸化现象得到了 有效控制， 反应器在一周内得到恢复。 5经济分析 该工程废水处理成本为 水电费为0. 9 元/m3 ， 人 员工资为 0. 42 元/m3， 中和药剂费为 0. 2 元/m3。废 水处理量为 80 m3/d， 不计折旧， 废水处理成本为 1. 52 元/m3。 6结论 1采用 IC A/O 联合工艺处理制药废水取得 良好效果， COD、 BOD5、 SS 去除率分别达 97. 9、 99. 1、 92. 5， 出水符合 GB 89781996 一级标准。 2由于废水中糖类物质含量较多， 在日常维护 中， 需要密切监控调节池和 IC 反应器中 pH 的变化， 防止过度酸化的现象发生。 参考文献 ［1］梅特卡夫和埃迪公司． 废水工程处理及回用［M］． 秦裕珩国 等， 译．4 版． 北京 化学工艺出版社， 2006 714. ［2］曹刚， 徐向阳， 冯孝善． 碱度对 UASB 污泥颗粒化的影响［J］． 中国给水排水， 2002， 18 8 13- 16. 作者通信处欧阳二明330031江西省南昌市南昌大学建筑工程 学院 E- mailyoumer sina． com 2013 －03 －01 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 44 页 ［ 13］Inengite A K，Oforka N C， Leo C Osuji． Survey of heavy metals in sediments of Kolo creek in the Niger Delta，Nigeria［J］ ． African Journal of Environmental Science and Technology，2010，9 4 558- 566. ［ 14］Perkins R G，Underwood G J C． The potential for phosphorus release across the sediment- water interface in an eutrophic reservoir dosed with ferric sulphate［J］ ． Water Research，2001，35 6 1399- 1406. ［ 15］Robert G W． Limnologylake and river ecosystems［M］ ． San DiegoAcademic Press， 2001. ［ 16］李必才， 何连生， 杨敏， 等． 白洋淀底泥重金属形态及竖向分布 ［J］． 环境科学， 2012， 33 7 2376- 2383. ［ 17］杨永东， 管运涛， 陈俊， 等． 再生水补充景观水体的富营养化研 究［J］． 环境工程， 2012， 30 S1 135- 139. ［ 18］王荣斌， 李军， 张宁， 等． 污水生物除磷技术研究进展［J］ ． 环境 工程， 2007， 25 1 84- 88. ［ 19］Michael Hupfer，Jrg Lewandowski． Retention and early diagenetic transation of phosphorus in Lake Arendsee Germany - consequences for management strategies［J］ ．Arch Hydrobiol， 2005， 164 2 143- 167. ［ 20］Abbry Schneider， Elkat Porter， Joele Baker．Polychlorinated biphenyl release from resuspended Hudson River sediment［J］． Environ Sci Technol， 2007， 41 4 1097- 1103. ［ 21］Jacob Kalff．Limnologyinland water ecosystems［M］ ．New JerseyPrentice Hall， 2002 536. ［ 22］桂安， 毛献忠， 陶益． 深圳荔枝湖富营养化成因和总磷模型分 析［J］ ． 环境科学， 2008， 29 4 874- 878. ［ 23］林建伟， 朱志良， 赵建夫． 曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷 释放的影响［ J］ ． 生态环境， 2005， 14 6 812- 815. ［ 24］张智， 刘亚丽， 段秀举． 湖泊底泥释磷模型及其影响显著因素试 验研究［J］． 农业环境科学学报， 2007， 26 1 45- 50. ［ 25］孙大志， 李绪谦， 潘晓峰． 氨氮在土壤中的吸附/解吸动力学行 为的研究［ J］ ． 环境科学与技术， 2007， 30 8 16- 18. ［ 26］龚春生． 城市小型浅水湖泊内源污染及环保清淤深度研究 ［ D］． 南京 河海大学， 2007 76. 作者通信处李安峰100037北京市环境保护科学研究院 电话 010 88380895 E- maillaf8 sohu． com 2012 －10 －18 收稿 74 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期