我國(guó)許多研究部門(mén)也提出了許多適宜處理制藥廢水的工藝技術(shù),如2003年,某制藥廠采用氧化-生化法處理生產(chǎn)制藥廢水,經(jīng)半年多的運(yùn)行,處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。
由于制藥產(chǎn)品種類繁多,生產(chǎn)工藝和管理水平差別較大,使得污水處理方法顯示出各自的特點(diǎn)。目前對(duì)高濃度有機(jī)制藥廢水采用生物處理技術(shù)已達(dá)成共識(shí),本文采用厭氧-好氧技術(shù),使得廢水處理效率、能耗以及費(fèi)用大大降低,為經(jīng)濟(jì)、有效的處理制藥廢水開(kāi)辟了新途徑。
采用預(yù)處理-水解-厭氧-缺氧-好氧工藝,對(duì)制藥廢水進(jìn)行處理,運(yùn)行穩(wěn)定,COD總?cè)コ?gt;98%,排出水COD<300mg-L-1。曝氣池COD容積負(fù)荷2.0kg-m-3-d-1,溶解氧濃度3.2mg-L-1。每m3廢水處理實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用為1.3元。廢水的電導(dǎo)率、COD與吸光度之間呈正相關(guān)性,可用吸光度或電導(dǎo)率的觀測(cè)替代COD的觀測(cè)。
制藥廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法,由于化學(xué)藥品昂貴,處理費(fèi)用較高,企業(yè)難以承受,況且化學(xué)方法又容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。近年來(lái),美國(guó)、日本、法國(guó)、印度等國(guó)先后采用厭氧-好氧組合技術(shù)處理制藥廢水。
1、工程概況
1.1廢水水量水質(zhì)
某制藥廠每天排出的廢水約為400m3,含有淀粉、發(fā)酵殘?jiān)⒘u基吡嗪、氯乙酰胺、長(zhǎng)鏈亞胺類化合物以及一些硫酸鹽類化合物等物質(zhì),顏色呈棕黑色混濁狀,而且水質(zhì)、水量變化不穩(wěn)定,是較難處理的工業(yè)廢水之一。這些有機(jī)廢水若直接外排,將嚴(yán)重污染飲用水源和周圍環(huán)境。處理后水質(zhì)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)生物制藥工業(yè)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.2工藝流程
原水BOD5/COD約為0.4左右,含鹽量(硫酸鹽和硝酸鹽)較高,并含有大量難降解有機(jī)物(例如硝基苯類化合物),給廢水處理帶來(lái)很大困難。根據(jù)厭氧微生物和好氧微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化代謝機(jī)理,采用預(yù)處理-水解酸化-厭氧-缺氧-好氧(活性污泥法)工藝,有效處理有機(jī)廢水。
原水經(jīng)格柵去除較大的漂浮物、懸浮物后,自流至沉淀池。經(jīng)絮凝(絮凝劑PAC,500mg-L-1)沉淀后的藥渣(棕紅色)經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后作為飼料添加劑出售。沉淀后的廢水由潛水泵提升進(jìn)入水解酸化反應(yīng)池。水解池出水依次自流至厭氧池(UASB)、吹脫池、缺氧池、曝氣反應(yīng)池,最后由二沉池、過(guò)濾池出水外排。各反應(yīng)池沉淀后的污泥定期排至濃縮池濃縮,經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后,泥餅外運(yùn),濃縮池上清液污水排至調(diào)節(jié)池進(jìn)行二次處理。
1.3水解池
水解酸化池具有調(diào)節(jié)與穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)、吸附與降解有機(jī)物、沉淀與濃縮污泥的多種功能,具有良好的穩(wěn)定性能。水解池在胞外酶和兼性厭氧菌的作用下,將廢水中的有機(jī)大分子和難生物降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物,消除抑菌性污染物(抗生素的毒性)對(duì)后繼生化處理的影響,以便提高廢水的可生化性。
水解池溶解氧濃度小于0.5mg-L-1,pH7.7~7.8,COD去除率40%~71%。中性偏堿的水解池酸堿度(7.7~7.8)、水體溫度(13~35℃)有利于硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng),SO2-4的去除率可達(dá)80%,有利于厭氧反應(yīng)的順利進(jìn)行。廢水在水解酸化過(guò)程中有不良?xì)馕懂a(chǎn)生(糞臭素等)。
1.4UASB反應(yīng)器
廢水中大部分有機(jī)物在此被厭氧菌分解,轉(zhuǎn)化為沼氣等物質(zhì),從而有效去除廢水中的有機(jī)物。通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)三相分離器實(shí)現(xiàn)污泥、水和氣體的分離,處理過(guò)的廢水流入下道工序,所產(chǎn)沼氣回收利用。UASB反應(yīng)器內(nèi)設(shè)攪拌裝置,確保基質(zhì)與微生物的充分接觸。
1.3吹脫池和缺氧池
吹脫池的主要作用是將從UASB排出的廢水中殘存的N2氣去除,有利于提高曝氣池的處理效率。缺氧池在缺氧條件下通過(guò)反硝化作用,硝酸鹽還原菌以硝酸鹽、亞硝酸鹽為氧源,將硝酸鹽亞硝酸鹽還原為氨和氮?dú)猓琋H3-N的去除率在67%以上,從而達(dá)到生物脫氮的目的。
1.5曝氣池
曝氣池為地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),COD容積負(fù)荷2.2kg-m-3-d-1,污泥濃度3000mg-L-1,回流比50%,污泥沉降比24%。曝氣池池底布設(shè)微孔曝氣器,將曝氣池溶解氧濃度控制在5~10mg-L-1之間,以保證好氧微生物(微球菌)對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行處理,COD去除率94%。試驗(yàn)證明當(dāng)DO值低于3.2mg-L-1,COD去除率明顯隨DO減少而下降。
曝氣池的細(xì)菌主要由菌膠團(tuán)、絲狀菌等組成。菌膠團(tuán)是反應(yīng)器內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌種。菌膠團(tuán)在顯微鏡下呈磨菇狀,絲狀菌呈亂發(fā)狀,菌膠團(tuán)和絲狀菌互相纏繞,連成一片。普通活性污泥法具有處理效率高,出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。
1.6過(guò)濾
經(jīng)好氧處理后的出水,沉淀后尚存在一些不能下沉的污泥和懸浮物。設(shè)置石英沙過(guò)濾,COD去除率25%,SS去除率達(dá)90%。