水解酸化-MSBR工艺处理制药废水研究

ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ　ＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　西南给排水　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　２００７　水解酸　一ＭＳＢＲ工艺处理制药废水崎琵　罗颜荣　郑加利　摘　要　Ｘ制药股份有限公司（以下简称Ｘ制药厂）为解热镇痛药和化工防腐设备生产企　业　该公司原污水处理站自１９９６年建成投用以来，出水水质一直未能达到《污水排入城市下水　道水质标准》　（ＣＪ１８—８６）要求，我们对原处理工艺和运行管理状况进行调查、论证，找出ｆ－－Ｉ题　所在．并依据现污水水质、水量进行实验研究，提出改造意见和设计方案，彻底解决公司污水　不达标问题　经过近四个月的实验研究，总结试验研究报告、设计工艺方案技术经济比较，结合该厂废　水的特性，认为水解一ＭＳＢＲ工艺是最优组合，废水经处理后完全满足《污水排入城市下水道水　质标准》（ＣＪ１８—８６）要求且运行可靠、经济。　关键词　废水　试验研究　方案确定　水解一ＭＳＢＲ工艺　１　我国水处理技术现状　过程的正常进行　废水的厌氧处理是利用厌氧微生　环境保护是我国的基本国策　我国本来就是一　物的代谢过程，在无需供氧的情况下，把废水中的　个水资源短缺的国家。有关资料…统计表明，全国　有机物转化为简单有机物和少量的细胞物质的一种　七大水系近一半的河段污染严重．８６％的城市河段　废水处理方法　水质超标。我们知道，废水中的有机物是造成水污　２生物处理工艺　染的最主要因素。有机物在废水中可以以悬浮物、　２．１厌氧生物处理工艺　胶体或溶解性有机物的方式存在．在水污染控制中　生物处理工艺主要包括厌氧生物处理和好氧生　常以ＴＳＳ（悬浮物）、化学需氧量（ＣＯＤ）和生化需　物处理工艺　对于本工程处理的废水，由于有机物　氧量ｆＢＯＤ）等指标描述。利用微生物生命过程中　浓度很高．仅仅利用好氧工艺处理废水．很难达到　的代谢活动，将有机物分解为简单的无机物．从而　排放标准．而且运行成本往往高于其它工艺．因此　使有机污染物得到去除．这一过程称为废水的生物　本工程决定采用厌氧、好氧并用的生化处理工艺，　处理法。生物处理法是去除废水中有机物最经济、　采用厌氧水解酸化工艺可将部分复杂且难降解的大　最有效的方法，特别是对于ＢＯＤ含量高的有机废　分子有机物水解为易降解的简单有机物。有机物的　水更为适宜。根据微生物代谢过程对氧的需求情　厌氧降解是将污水中存在的复杂大分子转化为沼　况，可将微生物分为好氧微生物、厌氧微生物和介　气．需要多种不同的微生物的作用．共分以下步　于两者之间的兼性微生物．因此相应的废水生物处　骤：　理工艺就主要分为好氧生物处理法和厌氧生物处理　水解：在这一过程．复杂的颗粒物被转化为低分　法两类。废水好氧处理是在有氧条件下．利用好氧　子量的溶解性化合物　这个过程需要由发酵细菌所　微生物的代谢活动来处理废水的一种生物处理方　分泌的胞外酶参与　蛋白质的降解通过多肽到氨基　法。为了满足好氧微生物的代谢过程对氧的需求．　酸，碳水化合物被转化为溶解性糖（单糖或多糖），　废水在好氧处理过程中需要不断地向废水中补充大　而脂肪被转化为长链脂肪酸和甘油。实际上水解的　量的空气或氧气，以维持其中好氧微生物新陈代谢　速度可能限制厌氧硝化总反应速度．特别是脂类在　・２７・　维普资讯 http://www.cqvip.com ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ　ＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　四　南　给　排　水　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　２００７　２Ｏ℃以下的转化速率非常慢　酸化阶段：在水解化阶段产生的溶解性化合物被　发酵细菌所吸收．经过酸化被分解为简单的有机　物，如挥发性脂肪酸、乙醇、乳酸和矿化物（ＣＯ　、　Ｈ，、ＮＨ　Ｈ２Ｓ）等。酸化发酵由很广的细菌种群完　成．大部分种群是专性厌氧菌．但也有些是兼性　于高效反应状态，提高了降解效率．整个系统采用　组合式联体结构．减少了占地面积．降低了运行费　用。　２＿３水解酸化工艺　污水中的有机物按分散体系划分为悬浮状、超　胶体、胶体和溶解性４种不同形态。根据工程上采　用的简单分离方法来划分．定义为溶解性、胶体、　超胶体、和可沉的ＣＯＤ。以ＣＯＤ为例，下图ｌ给　的．并可以通过氧化途径代谢有机物。这对于厌氧　处理污水是重要的．因为如果不消耗掉水中溶解氧　可能会对专性厌氧微生物（如甲烷菌）产生毒性。　出了对可沉性、超胶体、胶体性和溶解性等不同物　乙酸化阶段：酸化的产物将被转化为供产生甲烷　理状态的有机污染物迁移转化途径的图式。　的最终产物：乙酸、氢气、二氧化碳。存在于污水　【佧　中的７０％的ＣＯＤ被转化为乙酸．其余的电子供体　，障■　田相ＣＨ￡　／　Ａ＃　能力是由氢气提供．根据原始有机物的氧化状态，　乙酸的形成必然会伴随着氢气和二氧化碳的形成。　、　甲烷化阶段：甲烷化一般是厌氧硝化总过程中的　限速阶段．虽然在较高温度下水解也可能是限制阶　段　从乙酸形成甲烷的过程是由乙酸利用菌和氢细　＼吸附　菌分别通过氢还原二氧化碳的反应产生甲烷。有时　：明呈上将前三种过程合在一起并称为发酵，与第四　阶段甲烷发酵相对立　２．２好氧生物处理工艺　对于本１　程由于废水中的氨氮浓度较高，因此　图１　需要同时考虑脱氮问题。在生物脱氮处理过程中，　首先水解反应器的大量微生物将进水中颗粒物　首先在好氧条件下．通过好氧硝化菌的作用，将废　质和胶体物质迅速截留和吸附．这是一个物理过程　水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，然后在　的快速反应．一般需要几秒或几十秒即可完成，截　缺氧条件下．利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还　留下来的物质吸附在水解污泥的表面，慢慢的被分　原为氮气从废水中逸出。目前同步生物脱氮的典型　解代谢．其在系统内的污泥停留时间要大于水力停　工艺主要有Ａ／Ｏ法、ＳＢＲ、ＣＡＳＳ、ＭＳＢＲ等。　留时间　在大量水解细菌的作用下将大分子、难于　Ａ／Ｏ法是一种前置反硝化工艺．它将脱氮池设　降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质后重　置在去碳硝化过程的前部．使脱氮过程一方面能直　新释放到液体中．在较高的水力负荷下随水流移出　接利用进水中的有机物而可以省去外加碳源，另一　系统。由于水解、产酸菌世代期短，往往以分或小　方面则通过硝化池混合液的回流而使其中的ＮＯ，一　时计　在这一过程中溶解性ＢＯＤ　、ＣＯＤ的去除率　在脱氮池中反硝化．它是目前应用较多的简单实用　虽然从表面上讲只有１０％左右．但是由于颗粒有机　的生物脱氮工艺之一。　物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度。　将Ａ／Ｏ法和ＳＢＲ二［　艺结合，产生了一些新型　水解反应器对有机物的降解在一定程度上只是　：１二艺。连续流序批式活性污泥系统（简称ＭＳＢＲ）　一个预处理的过程．水解反应过程中没有彻底完成　是在传统ＳＢＲ法的基础上．结合Ｂａｒｄｅｎｐｈｏ、Ａ２／Ｏ、　有机物的降解任务．而是改变有机物的形态，具体　氧化沟、ＣＡＳＴ等脱氮除磷工艺的优点而开发出来　的讲是将大分子物质降解为小分子物质，将难降解　的一种污水处理新型工艺。该．【艺为各种微生物生　物质降解为易于生化降解的物质。这样使得以ＣＯＤ　长繁殖创造了最佳的环境条件和水力条件，使有机　形式存在而ＢＯＤ　不易检出的有机物，在水解反应　物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程一直处　过程中分解形成一些可以被ＢＯＤ　检出的有机物，　・　２８　・　维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com

ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ　ＷＡＴＩ酞＆Ｗ＾５ＴＥＷＡＴＩＲ　西南给排水　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　２００７　３．４　ＨＲＴ的确定　的浓度，ＢＯＤ　的去除率相应的将会有进一步的提　试验时水解反应器接种厌氧污泥１．０Ｌ．污泥浓　高。水解对ＮＨ，一Ｎ的去除效果较差．几乎未被去　度２８ｇ／Ｌ，其ＨＲＴ参照上表并考虑以下因素：ＨＩｌＴ　除。由表６可知，作用时间均为２４小时．水解对　太短，会引起冲刷现象，导致污泥流失：ＨＩｌＴ太　ＣＯＤ去除率比沉淀处理高１４％．说明水解对ＣＯＤ　长，水解池池容太大，基建投资过大．经过实验摸　的去除不仅仅是通过沉淀作用．还有降解和吸附作　索，最后确定水解段ＨＲＴ为３５小时　用的存在　３．５　ＳＢＲ反应器运行参数确定　表６沉淀、水解对ＣＯＤ的去除效果对比　ＳＢＲ反应器污泥由实验室驯化培养而得．实验　运行参数见表３　表３　ＳＢＲ运行参数　与水解相比．尽管厌氧处理能去除７０—８０％的　ＣＯＤ，但其ＨＲＴ更长，加上沼气储存、脱水、脱　硫，厌氧处理工艺比水解处理工艺的基建投资更高　ＳＢＲ运行方式见表４。　３．６．２　ＳＢＲ对污染物的去除效果　表４　ＳＢＲ运行方式　ＳＢＲ对水解出水的处理效果见表７。表７的结　果表明．ＳＢＲ对ＣＯＤ、ＢＯＤ　均有比较好的处理效　果，但ＣＯＤ、ＢＯＤ　仍达不到《污水综合排放标准》　（ＧＢ８９７８—１９９６）的一二级标准．还须进行下一步　的生化处理。由此可见．ＳＢＲ反应器对水解出水具　有相当好的处理效果．对ＣＯＤ、ＢＯＤ　去除率均达　到８０％以上．对ＮＨ　一Ｎ的去除率也达到７５％以上　的处理效果　表７　ＳＢＲ对水解出水的处理效果　３．６结果与讨论　３，６．１　水解对污染物的去除效果　水解对污染物的去除效果见表５：　表５水解对污染物的去除效果　３，６，３曝气量对ＮＨ　一Ｎ去除效果的影响　改变ＳＢＲ的曝气量，观察ＮＨ，一Ｎ的含量变化，　结果见图３。曝气量对去除ＮＨ　一Ｎ的影响明显。开　始曝气时．混合液ＮＨ　一Ｎ浓度在４００ｍｇ／Ｌ左右。　曝气量为２０Ｌ／ｎ１ｉｎ时，约４ｈ后ＮＨ３一Ｎ即降到　５０ｒａｇ／Ｌ以下．而曝气量为１０Ｌ／ａｒｉｎ和４Ｌ／ｍｉｎ时，　由上表可见，水解对ＢＯＤ　、ＳＳ的去除率比较　分别需６ｈ和１２ｈ方能将ＮＨ　一Ｎ降解到此值。因　接近，但对ＣＯＤ的去除率效果比较相对较差．说　此．要达到同样的去除效果．只能增大曝气量或延　明ＢＯＤ　主要随ＳＳ被去除，如果适当提高原水中ＳＳ　长曝气时间　・３０・　维普资讯 http://www.cqvip.com ＳＯＵｒＨＷＥＳＴ　ＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　西　南　给　排　水　Ｖ０１．２９　Ｎｏ．６　２００７　４结论　－—－・・一率较差。　（２）ＳＢＲ对水解出水中的有机污染物有　１０Ｌｔｍｉｎ　较好的去除效果．但出水中仍残留相当数量的难降　解ＣＯＤ．还必须进行后续生化处理，ＭＳＢＲ工艺为　———。一４Ｉ／ｍｉｎ　４００　Ａ／Ｏ工艺与ＳＢＲ　１二艺的结合．具有更强的污染物去　除能力。　（３）实验结果表明ＳＢＲ对水解出水中　３　３００　２００　ＮＨ　一Ｎ有良好的去除效果，本设计选用ＭＳＢＲ工　士　１００　Ｚ　艺，因为其具有更好的脱氮效果（混合液回流比为　３　６　９　１２　０　２：１）。　（４）曝气量对ＮＨ　一Ｎ去除有明显的影响，　曝气时Ｉ￣ｌ／ｈ　曝气量越大，ＮＨ　一Ｎ的降解越快。　（５）采用水解　酸化一ＭＳＢＲ一高效复合微生物工艺可以保证ＣＯＤ稳　定达标　图３曝气量对ＮＨ　一Ｎ去除效果影响　结合处理目标。通过水解酸化＋ＳＢＲ工艺进行　实验室研究和以上分析，得出结论如下：　（１）水　△作者通讯处：５１８０４８深圳市福田中心区国际商会中心４００９室　解埘该制药厂废水中的ＣＯＤ、ＢＯＤ　均有较好的预　深圳市瀚洋水质净化有限公司（深圳市宝安固戊污水处理厂）　Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｏｙｒ９９９＠１　２６．Ｃｏｒｎ　处理效果。对ＣＯＤ的去除效率比沉淀处理高１４％，　特别是对ＳＳ的去除率极高．但对ＮＨ　一Ｎ的去除效　坐业　鬻信息睾　芥芥　成都新建项目须建节水设施　节水设施的建没和节水器具的推广应用：建立节水统计制　度，广泛开展节水宣传，提高全民节水意识。此外，成都市　还要求．城市地下水必须实行有计划开采．在公共供水服务　范围内凡能满足用水需要的，不得新批自备井供水；对取用　地表水和地下水的单位．均应征收水资源费和污水处理费　成都市于２０ｏ５年２月被正式命名为“全国节水型城　据新华社电．为巩固建设“全国节水型城市”工作成　果，四川省成都市日前下发文件，要求新建、改建、扩建项　目的节水治污设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同　时投入运行　成都市提出，在企业、宾馆饭店、学校、部队、居民小　区、洗车场和洗浴所中要大力推行中水回用设施建设．凡新　建、改建、扩建项目的节水洽污设施必须与主体工程同时设　计、同时施工、同时投入运行：各地要尽快建立健全节水管　理制度和节水奖惩制度，建立节水专项财政投入制度，用于　市”，成为西部地区首个获此殊荣的城市。　（摘自ＷＷＷ￣Ｃ—ｗａｔｅｒ．ｃｏｒｎ．ｃｎ，２００７—９—１　９）　水处理新技术与新设备北京亮相　在今天举行的第六届亚太地区水处理新技术与设备博览　会上，很多最新研发的水处理新技术与新设备一一亮相。这　是一台垃圾水处理机．它能够将乌黑发臭的垃圾水变成可以　直接饮用的清水，运行成本大概在每吨２２元左右。据了解．　２元钱，那么它的工作原理是什么呢？”海水淡化系统技术　人员说：　“我们这套海水淡化系统工作原理是海水从膜表面　通过的时候，盐和其他的杂质都被挡在膜的表面，然后淡水　从膜的里面出来。”这是一块紫外线杀毒模块，把它放进污　由垃圾产生的污水所含的ＣＯＤ数量占到ＣＯＤ总量的５０％以　上。记者说：　“我身边使一套海水淡化系统．从这个管子里　流出的就是海水，让我们尝尝它的味道，又苦又咸　经过这　个海水淡化系统的处理之后，瞬问就能流出干净的水，完全　是饮用水的味道　据介绍．这套设备整个运行成本每吨只有　・　水中，紫外线就会经过水体的照射．把水中的微生物去除　掉，达到杀菌的效果，技术人员说，目前这套设备已经运用　在了许多城市的污水处理厂中　（摘自ＷＷＷ．ｃ—ｗａｔｅｒ．ＣＯｒｎ．ｃｎ，２００７—８—２９）　３ｌ　・