?。?)UBF法
UBF法買文寧等將UASB和UBF進行了對比試驗,結果表明,UBF具有反應液傳質(zhì)和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩(wěn)定性強的特征,是實用高效的厭氧生物反應器。
工藝流程圖:
(3)水解酸化法
水解池全稱為水解升流式污泥床(HUSB),它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優(yōu)點:不需密閉、攪拌,不設三相分離器,降低了造價并利 于維護;可將廢水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為小分子、易生物降解的有機物,改善原水的可生化性;反應迅速、池子體積小,基建投資少,并能減少 污泥量。近年來,水解-好氧工藝在制藥廢水處理中得到了廣泛的應用,如某生物制藥廠采用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理制藥廢水,運行穩(wěn)定,有機物 去除效果顯著,COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。
工藝流程圖:
3.3 厭氧-好氧及其他組合處理技術
由于單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求,而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表 現(xiàn)出了明顯優(yōu)于單一處理方法的性能,因而在工程實踐中得到了廣泛應用。如利民制藥廠采用厭氧-好氧工藝處理制藥廢水,BOD5去除率達98%,COD去除 率達95%,處理效果穩(wěn)定;肖利平等采用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成制藥廢水,結果表明,整個串聯(lián)工藝對廢水水質(zhì)、水量的變化具有較強 的耐沖擊能力,COD去除率可達86%~92%,是處理制藥廢水的一種理想的工藝選擇;胡大鏘等在對醫(yī)藥中間體制藥廢水的處理中采用水解酸化-A/O-催 化氧化-接觸氧化工藝,當進水COD為12 000 mg/L左右時,出水COD達300 mg/L以下;許玫英等采用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的制藥廢水,COD的去除率能達到87.5%~98.31%,遠高于單獨的生物膜法和 SBR法的處理效果。
此外,隨著膜技術的不斷發(fā)展,膜生物反應器(MBR)在制藥廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜合了膜分離 技術和生物處理的特點,具有容積負荷高、抗沖擊能力強、占地面積小、剩余污泥量少等優(yōu)點。白曉慧等采用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫(yī)藥中間體酰氯廢水,選用杭州化濾膜工程公司生產(chǎn)的ZKM-W0.5T型膜組件,系統(tǒng)對COD的去除率均保持在90%以 上;Livinggston等利用專性細菌降解特定有機物的能力,首次采用了萃取膜生物反應器處理含3,4-二氯苯胺的工業(yè)廢水,HRT為2 h,其去除率達到99%,獲得了理想的處理效果。盡管在膜污染方面仍存在問題,但隨著膜技術的不斷發(fā)展,將會使MBR在制藥廢水處理領域中得到更加廣泛的 應用。
工藝流程圖:
制藥廢水處理技術及選擇
藥廠廢水的水質(zhì)特點使得多數(shù)制藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH,且 根據(jù)實際情況采用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質(zhì),并提高廢水的可降解性,以利于廢水 的后續(xù)生化處理。
預處理后的廢水,可根據(jù)其水質(zhì)特征選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝后還需繼續(xù)進行后處 理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質(zhì)、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經(jīng)濟合理??偟墓に嚶肪€為預處理-厭氧-好氧-(后 處理)組合工藝。如陳明輝等采用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制藥廢水,處理后出水水質(zhì)優(yōu)于GB8978-1996的一級標 準。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制藥廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣?。璘BF-CASS工藝處理高濃度中藥提取廢水等 都取得了較好的處理效果。
二、制藥廢水處理工程
HDIC與CASS復合工藝處理高濃度制藥廢水
1、 廢水水質(zhì)與水量
某制藥企業(yè)以青霉素類及頭孢菌素類粉針生產(chǎn)為主,其小型青霉素類原料藥合成車間產(chǎn)生的廢水主要分兩類:一是粉針劑車間洗滌、洗瓶、化驗室排水等廢 水,COD濃度較低,采用水解/生物接觸氧化工藝處理;二是來自原料合成過程中結晶、提純等工序母液的排放,潔凈區(qū)的清場、消毒等環(huán)節(jié)的排水,這類廢水主 要污染物有丁醇、丙酮等有機溶劑、少量的抗生素原粉及較高濃度的NaCI、KCI等鹽類,COD濃度較高,水量波動較大,水質(zhì)實測結果見表1。
本廢水處理工程主要針對這部分高濃度廢水。廢水處理站處理能力為260 m3/d,處理出水水質(zhì)需達到《制藥工業(yè)污染物排放標準 混裝制劑類》(GB21908—2008)。
2、廢水處理技術的確定
結合本工程實際,采用HDIC與CASS相結合的處理工藝,工藝流程見圖1。
各工序設計處理效果見表2。
從實測進水水質(zhì)看,其BOD5/COD>0.5,屬生化性較好的有機廢水,宜采用生化工藝處理。由于綜合廢水的BOD5遠大于l000 mg/L,故選用厭氧處理技術是經(jīng)濟合理的。
HDIC(厭氧多循環(huán)反應器)將EGSB和IC兩種工藝相結合,在已有的IC反應器基礎上增加EGSB出水回流,并設置了內(nèi)回流和沼氣回流,強化了反應 器內(nèi)循環(huán),使得液體上升流速增大,容積負荷高且產(chǎn)氣量大;顆粒污泥的沉降速度遠大于液體的上升流速,顆粒污泥不會因為液體的紊動而流失,保證了反應器內(nèi)的 污泥濃度;反應器的啟動時間短,高徑比大,占地面積小。由于厭氧出水水質(zhì)一般達不到排放標準,仍需后接好氧處理。
目前國內(nèi)處理此類廢水主要采用的好氧工藝有活性污泥法、生物接觸氧化法等。其中CASS工藝不但具有良好的有機物處理效果,而且具有很好的脫氮除磷效果,在生活污水、工業(yè)廢水處理工程中均有應用。
3、工藝說明
3.1 預處理
預處理單元主要包括:格柵、斜板沉淀池和凋節(jié)水解池,其中調(diào)節(jié)水解池設置潛水攪拌,保證水質(zhì)混合均勻。由于原水為制藥廢水,水解酸化時可能產(chǎn)生有害氣體,為避免產(chǎn)生二次污染,調(diào)節(jié)池集中排氣,經(jīng)活性炭吸附后外排。
3.2 生物處理
生物處理部分為主體工藝,包括HDIC反應器和CASS反應池。
3.2.1 HDIC反應器
?、貶DIC反應器在EGSB的基礎上,增加了一個無外加動力的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),進一步加強了反應器內(nèi)污泥和沼氣的內(nèi)循環(huán)作用,提高了反應器內(nèi)的液相流速,從而加大了反應器的容積負荷,提高了去除效率,其結構如圖2所示。
?、谌喾蛛x器是HDIC反應器最具特色和最重要的裝置。HDIC內(nèi)設置了兩級三相分離器,它們具有以下功能:收集從分離器下的反應室產(chǎn)生的沼氣,使得在 分離器之上的懸浮物沉淀下來;能夠適應HDIC反應器上升流速高的要求,不影響氣、液、固分離效果。將HDIC反應器隔成兩個反應室,使得反應器的實際處 理能力大大增強,抗沖擊負荷能力提高,保證了運行的穩(wěn)定性。
?、鄄妓到y(tǒng)是厭氧反應器的關鍵配置,它對于污泥與進水充分接觸、最大限度地 利用反應器的污泥是十分重要的。布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪動作用,為了保證這兩個作用的實現(xiàn),需要滿足如下原則:進水裝置的設計使分配到各點的流量相同; 進水管不易堵塞;盡可能滿足污泥床水力攪拌的需要,保證進水有機物與污泥迅速混合,防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。
?、芸刂葡到y(tǒng)是厭氧反應器的必 要配置,它通過對HDIC的進水量、回流量、溫度、pH、沼氣產(chǎn)量等的監(jiān)控,可保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行,避免反應器因水質(zhì)的波動受到?jīng)_擊而長時間不能恢復正 常運行;同時使整個運行管理簡單、操作方便。HDIC反應器的最佳運行溫度為35~38℃,因此在HDIC反應器進水處設換熱裝置,利用水–水換熱器加 熱。
3.2.2 CASS反應池
CASS工藝是把SBR的反應池沿長度方向分為兩部分,前部為生物反應區(qū)(預反應區(qū)),后部為主反應區(qū),在主反應區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置,曝氣、沉淀等在同一池內(nèi)周期循環(huán)運行,省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流裝置。
3.3 污泥處理
廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的柵渣、污泥及時外運處理。沉淀池以及CASS反應池產(chǎn)生的污泥濃縮后,經(jīng)板框壓濾機進一步脫水,泥餅可以直接外運。污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)生 的污水回流至調(diào)節(jié)水解池重新進入處理系統(tǒng),不對外界環(huán)境造成污染。此外,HDIC反應器產(chǎn)生的污泥可作為接種污泥外售。
3.4主要構筑物及設備
主要構筑物及設備見表3。
4、處理效果與效益分析
4.1 異常情況及解決措施
4.1.1 HDIC反應器
圖3為HDIC反應器啟動、負荷提高及穩(wěn)定運行三個階段的進、出水COD測定結果。
啟動期間投加淀粉廠HDIC反應器的顆粒污泥,初始進水COD<5000 mg/L,當出水VFA<200mg/L,pH、ALK、COD正常,即進入提高負荷階段;在進入提高負荷階段后,控制出水VFA、pH、ALK、COD 指標。調(diào)試后期即2009年3月以后.盡管進水COD值較高,出水COD仍在較低的范圍之內(nèi),系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行。每天監(jiān)測COD兩次,間隔12 h取樣一次,17個月的檢測結果表明HDIC總體處理效率高于設計值。
雖然在調(diào)試過程中嚴格控制溫度、pH、進水濃度、堿度及VFA等變化,HDIC反應器也曾發(fā)生堿度降低及VFA突然升高的情況,但通過投加碳酸鈉及強化回流,系統(tǒng)很快恢復正常。
4.1.2 CASS池
①當水中氨氮和磷含量比例失調(diào)時,CASS池會出現(xiàn)生化性差的情況,此時可通過定期向CASS池中投加尿素和磷肥,補充N和P,并適量降低負荷,以改善池內(nèi)廢水的可生化性。
?、? 當CASS池負荷過高時,系統(tǒng)會產(chǎn)生大量泡沫,并伴有污泥上浮,出水SS明顯增加的現(xiàn)象,此時可通過投加少量的絮凝劑PAC、增加曝氣量、調(diào)節(jié)C︰N︰P值、提高污泥濃度等措施,經(jīng)2~3 d的調(diào)整,系統(tǒng)得到恢復。
4.2 工程驗收
該處理工程于2009年4月通過當?shù)丨h(huán)保部門的監(jiān)測驗收,實測結果見表4(3次實測值的平均值)。
① 由調(diào)試階段運行數(shù)據(jù)及表4可知,采用預處理/HDIC反應器/CASS工藝處理高濃度制藥廢水,處理效果良好,運行安全、穩(wěn)定、可靠。
?、谠摴に嚦浞职l(fā)揮了厭氧處理的優(yōu)勢,耐沖擊負荷能力強,產(chǎn)泥量少;并可根據(jù)進水水質(zhì)的變化隨時進行調(diào)整,適合在類似制藥廢水處理中應用。
?、圩钥夭糠植捎肞LC監(jiān)控系統(tǒng),對工藝過程及設備進行控制和管理,保證了整個廢水處理系統(tǒng)經(jīng)濟、安全的運行。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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