生物制藥廢水處理方法
高負(fù)荷曝氣法又稱短時(shí)曝氣法或不完全活性污泥法，工藝的主要特點(diǎn)是負(fù)荷率高、曝氣時(shí)間短，去除有機(jī)物以吸附為主，污泥產(chǎn)量較普通活性污泥法多40%以上。高負(fù)荷曝氣法CODCr去除率在40%~70%之間，出水一般不能直接排放，其后常接低負(fù)荷曝氣法構(gòu)成AB法。
該生化制藥廠生產(chǎn)廢水主要來(lái)自糖化、發(fā)酵和提取工序，車(chē)間廢水間歇排放，一天內(nèi)水質(zhì)波動(dòng)范圍大，CODCr濃度較高，可生化性好。該生化制藥廠原建有一套廢水處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時(shí)段三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)后廢水排入附近污水處理廠。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保排放要求越來(lái)越高，該廠廢水處理站出水將執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時(shí)段二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理站原有工藝達(dá)不到新排放標(biāo)準(zhǔn)要求，故需對(duì)原有工藝進(jìn)行改造。文章主要圍繞高負(fù)荷曝氣法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析說(shuō)明。
1廢水水量水質(zhì)
該廠廢水排放量為2400m3/d，廢水處理站每天24h運(yùn)行，設(shè)計(jì)規(guī)模為100m3/h。
根據(jù)該廠近來(lái)的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，廢水處理站進(jìn)水指標(biāo)見(jiàn)表1。
根據(jù)環(huán)保主管部門(mén)要求，該廠廢水排放執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時(shí)段二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2。
2改造工藝的選擇
2.1原有工藝流程框圖
2.2工藝改造面臨的問(wèn)題
(1)該廠沒(méi)有新的建設(shè)用地，只能利用現(xiàn)有構(gòu)筑物進(jìn)行工藝改造。
(2)改造期限只有一個(gè)月，時(shí)間較緊。
(3)該廠目前被居民區(qū)包圍，由于廢水處理站產(chǎn)生的臭味被周?chē)用裢对V，水解酸化池已被停用；為防止調(diào)節(jié)池產(chǎn)生臭味，運(yùn)行時(shí)廢水在調(diào)節(jié)池的平均停留時(shí)間減少到5h，導(dǎo)致生化池進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，運(yùn)行不穩(wěn)定，處理效率較低。
(4)該廠批準(zhǔn)的改造資金有限，廢水處理站除臭裝置沒(méi)有條件上，該廠要求工藝改造中不能使用厭氧工藝，改造后廢水處理站不能產(chǎn)生明顯臭味。
(5)接觸氧化池CODCr去除率低于60%，終沉池出水CODCr600~800mg/L。
2.3工藝改造思路
該廠車(chē)間廢水間歇排放，一天內(nèi)廢水CODCr在800~2500mg/L之間波動(dòng)，調(diào)節(jié)池雖然有1200m3的有效池容，但廢水在調(diào)節(jié)池停留時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生臭味，實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)池保持低水位，廢水在調(diào)節(jié)池停留時(shí)間只有5h，直接導(dǎo)致接觸氧化池進(jìn)水的CODCr不斷大幅波動(dòng)，接觸氧化池生物膜處于不穩(wěn)定狀態(tài)，生物膜經(jīng)常脫落，接觸氧化池停留時(shí)間雖長(zhǎng)達(dá)22h，但實(shí)際CODCr去除率低于60%，因此工藝改造的關(guān)鍵在于提高廢水處理站的抗沖擊負(fù)荷能力。經(jīng)過(guò)綜合分析，決定將水解酸化池和初沉池改造為高負(fù)荷曝氣系統(tǒng)；原接觸氧化池和二沉池作為低負(fù)荷曝氣系統(tǒng)，高負(fù)荷曝氣系統(tǒng)和低負(fù)荷曝氣系統(tǒng)擁有各自的污泥回流系統(tǒng)和微生物種群，以利于發(fā)揮各自作用。高負(fù)荷曝氣池去除有機(jī)物以吸附為主，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能較好適應(yīng)該廢水水質(zhì)波動(dòng)大的情況，運(yùn)行靈活，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定；由于進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定，低負(fù)荷曝氣池內(nèi)微生物成長(zhǎng)良好，種群相對(duì)穩(wěn)定，去除效率高，出水水質(zhì)較好。
2.4改造后工藝流程框圖
2.5工藝改造說(shuō)明
將水解酸化池改造為高負(fù)荷曝氣池，高負(fù)荷曝氣池負(fù)荷高，活性污泥濃度大，耗氧速度快，因此采用供氣量大、氧利用率高的旋混式曝氣器，提供足夠的溶解氧；初沉池改造為中沉池，增加污泥回流系統(tǒng)；接觸氧化池更換老化的曝氣器。
工藝改造設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
高負(fù)荷曝氣池：水力停留時(shí)間3.3h，5.8kgBOD5/m3·d。
中沉池：沉淀時(shí)間1.5h，表面水力負(fù)荷1.5m3/m2·h。
接觸氧化池：水力停留時(shí)間22h，0.52kgBOD5/m3·d。
終沉池：沉淀時(shí)間3.0h，表面水力負(fù)荷0.65m3/m2·h。
3改造后運(yùn)行效果
工藝改造按期完成后即轉(zhuǎn)入調(diào)試期，由于廢水中含有菌體，污泥培養(yǎng)和馴化較為順利，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的調(diào)試，生化系統(tǒng)運(yùn)行趨于穩(wěn)定，高負(fù)荷曝氣池泥濃度維持在4000~6000mg/L，溶解氧控制在0.5~0.8mg/L，活性污泥呈黃褐色，有土腥味，CODCr去除率40%~70%，中沉池出水CODCr500~800mg/L；接觸氧化池生物膜較厚，懸浮污泥較少，水較清，CODCr去除率80%以上，終沉池出水CODCr＜160mg/L。
當(dāng)?shù)丨h(huán)保監(jiān)測(cè)站于調(diào)試2個(gè)月后開(kāi)始連續(xù)取樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明廢水處理站出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時(shí)段二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，順利通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。
該項(xiàng)目驗(yàn)收半年后甲方生產(chǎn)車(chē)間調(diào)整提取工藝，車(chē)間排水夾雜大量粉末活性炭，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，高負(fù)荷曝氣池進(jìn)入粉末活性炭后，活性污泥中心可見(jiàn)活性炭粉末，污泥沉降性能有很大提高，中沉池出水較原來(lái)清，高負(fù)荷曝氣池CODCr去除率較原來(lái)提高15%左右。
4存在問(wèn)題
為節(jié)省投資，高負(fù)荷曝氣池與接觸氧化池共用一條供風(fēng)主管，由于高負(fù)荷曝氣池旋混式曝氣器阻力損失比接觸氧化池膜片式小，導(dǎo)致高負(fù)荷曝氣池供氧多，接觸氧化池供氧少，雖通過(guò)在風(fēng)管上增加風(fēng)量調(diào)節(jié)閥予以解決，但風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)需要操作很多閥門(mén)，非常不方便。
高負(fù)荷曝氣池產(chǎn)生較多的剩余污泥，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)污泥量比改造前增加一倍，并且污泥透水性較差，廂式壓濾機(jī)濾布容易堵塞，經(jīng)過(guò)多種方法實(shí)驗(yàn)，最終采用在污泥濃縮池加曝氣管進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的鼓風(fēng)曝氣，然后加PAM進(jìn)行調(diào)理后，從而解決了污水脫水難的問(wèn)題。
5結(jié)論
(1)高負(fù)荷曝氣法活性污泥主要由世代短、適應(yīng)性好和繁殖能力強(qiáng)的細(xì)菌組成，能較快適應(yīng)水質(zhì)的變化，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
(2)高負(fù)荷曝氣法去除有機(jī)物以吸附為主，反應(yīng)速度快，在負(fù)荷高達(dá)5.8kgBOD5/m3.d，水力停留時(shí)間僅3.3h的情況下，CODCr去除率穩(wěn)定在40%~70%，并可通過(guò)投加粉末活性炭的方法來(lái)提高高負(fù)荷曝氣法的CODCr去除率。
(3)高負(fù)荷曝氣法耗氧速率很快，宜采用氧利用率高的中、大氣泡曝氣器；高負(fù)荷曝氣法宜設(shè)置單獨(dú)的曝氣系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化靈活控制溶解氧和活性污泥濃度，提高其應(yīng)變能力。
(4)高負(fù)荷曝氣法污泥產(chǎn)量較普通活性污泥法多40%以上，且污泥脫水性能較差，應(yīng)配置2座污泥濃縮池，并采用曝氣、加PAM等方法對(duì)污泥進(jìn)行污泥調(diào)理，提高污泥脫水性能。
(5)高負(fù)荷曝氣法即可單獨(dú)使用，又可與低負(fù)荷曝氣法組成AB法使用，在制藥廢水、屠宰廢水和食品廢水等工業(yè)廢水處理中有較廣闊的應(yīng)用前景。
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