厭氧-好氧-氣浮法處理抗生素污水

1　污水處理工程簡(jiǎn)介
　　在建本污水處理工程前，在“七五”期間，該廠的6.6kg/a阿霉素工程曾建有一套60m³/d規(guī)模的污水處理裝置，其處理方法為：臭氧氧化-生物接觸氧化法。在實(shí)際運(yùn)行中，裝置好氧生化部分已無(wú)余量，臭氧氧化解毒處理部分還尚有每天處理能力十幾m³污水的余量。由于該廠“八五”項(xiàng)目：500kg/a妥布霉素、10kg/a絲裂霉素、1 000kg/a阿佛菌素工程的相繼建設(shè)，有關(guān)專家和省、地、市環(huán)保部門建議：在新廠區(qū)應(yīng)綜合規(guī)劃，幾個(gè)項(xiàng)目的污水進(jìn)行集中統(tǒng)一治理。經(jīng)與廠方反復(fù)研究，總結(jié)阿霉素工程污水處理的成功經(jīng)驗(yàn)，決定利用阿霉素工程污水處理站的余量處理設(shè)施，再設(shè)計(jì)一套處理污水量為240m³/d，處理COD_Cr進(jìn)量為2 500kg/d的污水處理裝置。 

　　根據(jù)該廠生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和水質(zhì)情況，對(duì)于各股污水進(jìn)行仔細(xì)分析和計(jì)算，為了使生化處理系統(tǒng)能順利運(yùn)行及降低基建投資，本設(shè)計(jì)采用如下預(yù)處理措施：(1)用臭氧氧化法預(yù)處理絲裂霉素污水，使抗生素的環(huán)狀母體結(jié)構(gòu)斷裂。(2)用生物水解工藝預(yù)處理混合污水，使鋼制厭氧反應(yīng)器容積減少，以降低基建投資。

2　污水處理工藝流程

　　污水處理流程見(jiàn)圖1?！　〗z裂霉素車間污水用泵送至已建的阿霉素污水處理站臭氧氧化塔處理，經(jīng)處理的污水與妥布霉素等車間的污水一道自流入污水集水池，平均每月1.2批，每批28t的發(fā)酵倒罐液由工藝物料泵送至設(shè)在集水池頂上的倒罐液貯存池，經(jīng)自然沉淀的上清液慢慢加入污水集水池中，沉淀物用泵送到污泥濃縮塔，再經(jīng)高速離心分離機(jī)處理，此泥餅可回收做復(fù)合飼料或作農(nóng)肥，濾液返回到污水集水池，此池中的污水由潛污泵送到污水調(diào)節(jié)池。由于各車間的污水排放不均勻，所以潛污泵開(kāi)停只得由集水池中的高低水位來(lái)控制(即高水位時(shí)開(kāi)泵，低水位時(shí)停泵)。污水調(diào)節(jié)池容積設(shè)有1天之設(shè)計(jì)水量，以利于水質(zhì)均化。污水調(diào)節(jié)池出水自流入本池下面的生物水解反應(yīng)池，在此池中裝有半軟性組合填料，在厭氧菌的作用下，能將較復(fù)雜的有機(jī)物分解為小分子化合物。經(jīng)生物水解反應(yīng)池處理的污水，用污水泵均勻地將水送到旋流式浮騰厭氧反應(yīng)器處理。厭氧反應(yīng)器出水再自流到菌液分離池、預(yù)曝氣池、生物接觸氧化池及氣浮凈水器處理。為控制生物接觸氧化池的進(jìn)水濃度，從而保證處理的污水達(dá)標(biāo)排放，本設(shè)計(jì)特設(shè)清下水集水池1座，用泵將清下水送往預(yù)曝氣池。 

　　為使厭氧反應(yīng)器工作效率較佳和穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)在水解反應(yīng)池的進(jìn)口處設(shè)有蒸汽加溫措施，溫度自動(dòng)控制在35±2℃，并還設(shè)有溫度指示和報(bào)警裝置。 

　　生化處理的沉淀污泥和氣浮凈水器的浮渣均經(jīng)高速離心機(jī)處理后運(yùn)出作農(nóng)肥。 

　　厭氧處理所產(chǎn)生的沼氣，根據(jù)有關(guān)資料計(jì)算，每天約1 025m³，本設(shè)計(jì)設(shè)有200m³氣柜1臺(tái)，經(jīng)水封罐后，送到鍋爐房作輔助燃料之用。

3　主要處理構(gòu)筑物和設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)3.1　生物水解反應(yīng)池

　　為使池中有較高的厭氧微生物存在，以將進(jìn)水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附，在此池中放置了半軟性組合填料。污水停留時(shí)間為8h。 

3.2　旋流式浮騰厭氧反應(yīng)器

　　本設(shè)備是我院研究開(kāi)發(fā)的專利產(chǎn)品，圓形鋼結(jié)構(gòu)，共2臺(tái)，其尺寸為：φ6m×13.2m。該設(shè)備采用水輪式可調(diào)配水器進(jìn)行布水，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有可靠的三相分離器和充填浮騰生化填料及增設(shè)浮渣排放口，使反應(yīng)器內(nèi)的污水、污泥和浮騰填料充分流化，促進(jìn)有機(jī)物與微生物的接觸，縮短了系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，提高了污水消化效率。具有結(jié)構(gòu)合理，占地面積小，操作簡(jiǎn)便，對(duì)污水濃度變化適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種高效、節(jié)能、高濃度的有機(jī)污水厭氧生化處理設(shè)備。考慮到本廠污水的復(fù)雜性，本設(shè)備的污水總停留時(shí)間為2.7d，COD_Cr容積負(fù)荷為3.32kgCOD_Cr/(m^3.d)。 

3.3　生物接觸氧化池

　　為了使池中有較高的好氧活性污泥濃度，并使之去除COD_Cr效果穩(wěn)定，在此池中放置彈性立體填料。本池采用二段法，第一段接觸氧化池與第二段接觸氧化池容積之比為2.5∶1，總停留時(shí)間為17.85h，COD_Cr容積負(fù)荷為1.5kgCOD_Cr/(m^3.d)。 

3.4　氣浮凈水器

　　本設(shè)計(jì)選用組合式氣浮凈水設(shè)備，由混合反應(yīng)部分、氣浮分離部分(含清水箱)、溶氣水制備系統(tǒng)、刮渣部分、電控部分組成。該設(shè)備為鋼結(jié)構(gòu)，外形尺寸為：L×B×H=3.5m×2.55m×2.4m，處理污水量為15m³／h。實(shí)際廠方購(gòu)買了1臺(tái)處理污水量為10m³/h的氣浮設(shè)備。
4　實(shí)際治理效果

　　根據(jù)浙江海門制藥廠所提供1996年12月～1998年3月份的監(jiān)測(cè)記錄表，在進(jìn)水量為10m³／h，水溫35℃～36℃的情況下，各處理構(gòu)筑物的COD_Cr指標(biāo)采用加權(quán)平均法進(jìn)行整理，其結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1　各處理單元進(jìn)出水COD_Cr指標(biāo)

注：表中COD_Cr單位以mg/L計(jì)。 

5　環(huán)境效益

　　浙江省臺(tái)州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站曾在1996年12月16、17、18日和1997年6月16、17日，在各處理單元進(jìn)出口處，每日取4個(gè)水樣進(jìn)行分析，在該項(xiàng)目竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)報(bào)告中結(jié)論為：浙江海門制藥廠日處理240m³污水處理站投入運(yùn)行后，使該廠生化制藥廢水對(duì)椒江水環(huán)境質(zhì)量的污染問(wèn)題有了根本性的解決。經(jīng)過(guò)污水站處理后廢水COD_Cr濃度從8 163mg/L降低至202.5mg/L，總?cè)コ蔬_(dá)97.5%；廢水BOD₅濃度從2 344mg/L降至78.5mg/L，總?cè)コ蕿?6.6%；pH從5.54～10.10經(jīng)處理后為7.56～8.32；總排污口廢水COD_Cr濃度均值為208.8mg/L，出水pH范圍在7.82～8.06之間，該廢水COD_Cr、pH符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的生化制藥新擴(kuò)改二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

6　經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)　　(1)原廠區(qū)管道設(shè)有高濃度污水和生產(chǎn)廢水管道系統(tǒng)，由于車間排水比較混亂和施工中存在一些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廢水管道系統(tǒng)與高濃度污水管道中的水質(zhì)相差無(wú)幾，這樣生物接觸氧化池進(jìn)水無(wú)生產(chǎn)廢水稀釋，進(jìn)水COD_Cr指標(biāo)顯然偏高，影響好氧微生物繁殖。 

　　(2)本設(shè)計(jì)好氧曝氣系統(tǒng)中，雖對(duì)可變孔曝氣器的風(fēng)阻留有充分的風(fēng)壓，但在池底的風(fēng)管未完全連成環(huán)狀，在開(kāi)車時(shí)發(fā)現(xiàn)曝氣器出氣不均勻現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)返工改造，才得以消除。 

　　(3)本設(shè)計(jì)設(shè)有發(fā)酵倒罐液貯存池，實(shí)際上廠方?jīng)]有將此池利用起來(lái)，發(fā)酵車間若發(fā)生倒罐，其廢液就近排入下水道，這樣污水的pH值和COD_Cr濃度變化較大。原設(shè)計(jì)沒(méi)有設(shè)調(diào)節(jié)pH值的設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中不得不在污水集水池中加堿調(diào)整pH值來(lái)滿足微生物最佳生長(zhǎng)的pH范圍，以促使生化處理順利進(jìn)行。 

　　(4)對(duì)于厭氧反應(yīng)器的菌種問(wèn)題，應(yīng)盡可能用厭氧污泥進(jìn)行接種。本工程在1996年4月下旬采用杭州農(nóng)藥廠污水的好氧干污泥進(jìn)行接種，最終未獲成功。于1996年9月下旬再投加20t杭州燈塔養(yǎng)殖場(chǎng)厭氧濕污泥，才順利開(kāi)車成功。但其中一臺(tái)反應(yīng)器無(wú)接種污泥加入，只得靠另一臺(tái)反應(yīng)器出水中的剩余污泥回流，致使這臺(tái)反應(yīng)器至今還沒(méi)有達(dá)到最佳狀態(tài)。若這兩臺(tái)反應(yīng)器均達(dá)到最佳狀態(tài)，COD_Cr總?cè)コ士赏M(jìn)一步提高。 

　　(5)本工程原設(shè)計(jì)中設(shè)有污泥處理設(shè)備，廠方實(shí)際沒(méi)有購(gòu)買。實(shí)踐證明：本工程污水處理系統(tǒng)停留時(shí)間長(zhǎng)，污泥自身消化掉，無(wú)污泥排放。 

　　(6)原設(shè)計(jì)中設(shè)有沼氣回收利用系統(tǒng)，此系統(tǒng)沒(méi)有上馬，沼氣只得放空焚燒，白白浪費(fèi)能量。廠方對(duì)該工程日常運(yùn)行費(fèi)用核算，處理每m³污水費(fèi)用為3.32元(包括混凝劑費(fèi)、電費(fèi)、蒸汽費(fèi)和人工費(fèi))。若將沼氣利用起來(lái)，可以降低日常運(yùn)行費(fèi)用。

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