厭氧—好氧生化法處理制藥廢水工程調(diào)試及管理
制藥廢水成分復(fù)雜、污染物濃度高、pH值經(jīng)常變化、帶有顏色和氣味、懸浮物含量高、含有難降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素,并且有毒性,屬濃度難降解有機(jī)廢水,是我國(guó)工業(yè)廢水治理的重點(diǎn)。許多制藥企業(yè)根據(jù)GMP改造要求,建成了較完善的廢水處理設(shè)施,但不熟悉制藥廢水調(diào)試和運(yùn)行管理特點(diǎn),廢水處理設(shè)施不能充分發(fā)揮其處理效果,例如,厭氧池和生物接觸氧化池不能正常生長(zhǎng)代謝、掛膜效果不佳、廢水處理站建成后長(zhǎng)期難以投入正常運(yùn)行、廢水不能達(dá)標(biāo)排放。本文對(duì)廣州某制藥廠廢水處理系統(tǒng)的調(diào)試及日常管理心得進(jìn)行小結(jié),希望與同行進(jìn)行交流、探討,做好制藥廢水調(diào)試與運(yùn)行管理工作,以保證廢水處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1、工程概況
廣州某制藥廠原有一套兩級(jí)生物接觸氧化處理系統(tǒng),用來處理全廠廢水,近幾年生產(chǎn)不斷發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化,尤其是頭孢類產(chǎn)品的廢水中含有大量的抗生素物質(zhì),對(duì)廢水站的生化處理系統(tǒng)有較大抑制作用,使廢水不能達(dá)標(biāo)排放。該廠在GMP改造時(shí),新建一套厭氧—好氧生化廢水處理系統(tǒng)。高濃度生產(chǎn)廢水經(jīng)厭氧—好氧生化處理后,和生活廢水混合進(jìn)入原兩級(jí)生物接觸氧化處理系統(tǒng)處理,確保全廠廢水達(dá)標(biāo)排放。
1.1全廠廢水來源及水質(zhì)
全廠廢水水質(zhì)見表1。
2.調(diào)試
全廠廢水處理站的調(diào)試主要是生物處理池的生物菌培養(yǎng)和馴化,即厭氧池、生物鐵微電解和生物接觸氧化池的調(diào)試,在厭氧池、生物鐵微電解池和生物接觸氧化池分別實(shí)現(xiàn)生物菌正常的新陳代謝。
該制藥廠廢水處理站于2003年5月建成投入試運(yùn)行,厭氧池以生物鐵和半軟性尼龍為填料,生物接觸氧化池和生物鐵微電解池懸掛彈性立體填料,沉淀池填料為聚丙烯斜管蜂窩填料,生物接觸氧化池采用微孔曝氣器進(jìn)行曝氣,生物鐵微電解池采用曝氣軟管。制藥廢水具有毒性和抗生素類難生物降解物,為加快掛膜速度,縮短調(diào)試時(shí)間,采用接種培菌,使設(shè)施盡快投入運(yùn)行。
2.1厭氧調(diào)試
2.1.1接種污泥的選擇與處理
可引進(jìn)同類特征廢水的污泥接種,應(yīng)盡量選用含甲烷菌多的污泥,如城市廢水處理廠厭氧消化污泥,經(jīng)脫水的厭氧、好氧污泥,以及長(zhǎng)期貯存、排放廢水的陰溝、水塘污泥等。對(duì)過稠的接種污泥,可用水稀釋、過濾、沉淀,去除污泥中夾帶的大顆粒固體和漂浮雜物。
2.1.2影響調(diào)試的因素
影響調(diào)試的因素,除接種污泥外,還有廢水的水質(zhì)特征、有機(jī)質(zhì)負(fù)荷和有毒污染物負(fù)荷、環(huán)境條件、填料種類等。厭氧調(diào)試所需時(shí)間較長(zhǎng),一般16~24周不等。
⑴pH值 pH值變化將直接影響產(chǎn)甲烷菌的生存與活動(dòng),厭氧池pH值應(yīng)維持在6.5~7.8之間,最佳范圍在6.8~7.5左右。厭氧池具有一定的緩沖能力,正常運(yùn)行時(shí),進(jìn)水pH值可略低于上述值。
⑵溫度 采用中溫調(diào)試。大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌的適宜溫度在中溫35~40℃之間,中溫條件下,產(chǎn)甲烷菌種類多,易培養(yǎng)馴化、活性高。應(yīng)控制厭氧池溫度波動(dòng)范圍一般1d不宜超過±2℃,避免溫度超過42℃。
⑶堿度 合理的厭氧池堿度(以CaCO3計(jì))范圍為2000~4000mg/L,
⑷基質(zhì)的碳、氮、磷比例及微量元素 厭氧處理要維持正常運(yùn)行,廢水中必須含有足夠的細(xì)菌用以合成自身細(xì)胞物質(zhì)的化合物。甲烷菌的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為氮、磷、鉀和硫及其它必需的微量元素。厭氧池中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例一般取BOD5:N:P=(200~300):5:1,而生物接觸氧化池和生物鐵微電解池中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例一般取BOD5:N:P=100:5:1。細(xì)菌所需要的微量元素非常少,但微量元素的缺乏能夠?qū)е录?xì)菌活力下降,在調(diào)試階段應(yīng)加適量的微量元素。
2.1.3厭氧池調(diào)試操作
⑴將接種污泥投入?yún)捬醭,用稀釋的廢水浸泡2d,調(diào)節(jié)厭氧池內(nèi)pH值約在7.0~7.5之間。
⑵向厭氧池注入生產(chǎn)廢水約1/3池容,再補(bǔ)充生活廢水至設(shè)計(jì)容量,調(diào)試初始應(yīng)采用較低負(fù)荷,一般約為正常運(yùn)行負(fù)荷的1/6~1/4,或取0.1~0.3kgCOD/(m3·d)。
⑶按約1/4設(shè)計(jì)處理量連續(xù)進(jìn)水。
廢水處理設(shè)計(jì)方案中厭氧池?zé)o回流泵,在調(diào)試階段,應(yīng)安裝臨時(shí)回流泵,將厭氧池出水回流,以增加池內(nèi)生物菌數(shù)量,以免污泥大量流失,回流比約1:4。生物接觸氧化池同期進(jìn)行調(diào)試,為防止調(diào)試階段厭氧池高濃度廢水對(duì)生物接觸氧化池的沖擊,應(yīng)控制從厭氧池流入生物接觸氧化池的廢水量。
⑷應(yīng)注意池內(nèi)的溫度變化,升溫不能過快。當(dāng)厭氧池出水pH<6.5時(shí)應(yīng)增加進(jìn)水中的堿量,要及時(shí)對(duì)pH進(jìn)行檢測(cè)。
⑸在上述情況下穩(wěn)定運(yùn)行2~3周,可逐步提高厭氧池容積負(fù)荷。每次提高0.3kgCOD/(m3.d)左右,穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間2周左右。
在此期間,應(yīng)注意觀察厭氧池出水情況,若pH降低,應(yīng)加大投堿量,若調(diào)整負(fù)荷后發(fā)生異常應(yīng)采取降低負(fù)荷或暫時(shí)停止進(jìn)水等措施,待穩(wěn)定后再提高負(fù)荷。
⑹若出水水質(zhì)效果好且穩(wěn)定時(shí),可逐步加大從厭氧池到生物鐵微電解池的水量,最終實(shí)現(xiàn)厭氧池出水全部流入生物接觸氧化池。
⑺當(dāng)厭氧池進(jìn)水濃度提高至原水濃度,直接進(jìn)水,應(yīng)經(jīng)10d穩(wěn)定觀察,正常運(yùn)行,可逐步取消回流泵。
⑻正常的成熟污泥呈深灰到黑色,帶焦油氣,無硫化氫臭,pH值在7.0~7.5之間,污泥易脫水和干化。當(dāng)進(jìn)水量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并取得較高的處理效率,產(chǎn)氣量大,含甲烷成分高時(shí),可認(rèn)為厭氧調(diào)試基本結(jié)束。
2.2好氧生化處理調(diào)試
好氧生化處理調(diào)試包括生物鐵微電解池和生物接觸氧化池調(diào)試。
2.2.1主要控制條件
⑴pH 氧化池pH值應(yīng)維持在6.0~8.5之間,若進(jìn)水pH值急劇變化,在pH<5或pH值>10.5時(shí),將引起生物膜脫落,這時(shí)應(yīng)投加化學(xué)藥劑予以中和,使其保持在正常范圍。
⑵溶解氧 應(yīng)確保生物接觸氧化池和生物鐵微電解池內(nèi)廢水中有足夠的溶解氧,一般以2~4mg/L為宜。
2.2.2好氧生化處理調(diào)試操作
⑴將從外運(yùn)來的活性污泥投入生物接觸氧化池,污泥量為池容的0.01~0.05。
⑵將預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池廢水泵入生物接觸氧化池1/5~1/3池容,再加滿自來水,控制此時(shí)生化池水中的pH值為7或稍大于7,由于此時(shí)池內(nèi)污染物濃度較高,不必加入營(yíng)養(yǎng)物和碳源。
⑶啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī),悶曝(不進(jìn)水連續(xù)曝氣)8h后,停止曝氣靜置沉淀0.5h,再繼續(xù)悶曝,以后曝氣每隔8h可停止曝氣靜置沉淀0.5h然后繼續(xù)曝氣。
⑷悶曝氣1d后,可從調(diào)節(jié)池少量補(bǔ)充廢水。
⑸在曝氣過程中要控制生化池中溶解氧含量在2~4mg/l之間,并需測(cè)試污泥沉降比,若該值逐漸減少,說明這些污泥已粘附在填料上。
⑹每天加入適量的微量元素、更換約1/3池容的廢水,經(jīng)過數(shù)日悶曝氣、靜置沉淀、補(bǔ)充廢水之后,可以按設(shè)計(jì)流量的1/3~1/2連續(xù)水。
為防止進(jìn)水量太小影響潛水廢水泵的壽命,在廢水泵安裝時(shí),應(yīng)在泵后安裝一帶閘閥的回流支管,使一部分通過支管回流至調(diào)節(jié)池。
⑺馴化與培菌同時(shí)進(jìn)行,掛膜速度很快,一般一周后在填料表面上,就可以看到有很薄的一層膜。
⑻若微生物膜增殖正常,約7d后,生物接觸氧化池出水一部分可流入沉淀池,一部分仍然回流至調(diào)節(jié)池。即可連續(xù)進(jìn)水、回流。
⑼大約20d后,填料上將掛上一層橙黑色生物膜,可按設(shè)計(jì)水量進(jìn)水。
⑽在此情況下能穩(wěn)定運(yùn)行1個(gè)月左右,這時(shí)掛膜基本完成,微生物開始大量繁殖。此時(shí)應(yīng)密切注意監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況,避免負(fù)荷突變對(duì)生化池造成沖擊。
若液面有大量泡沫產(chǎn)生且數(shù)量不斷增加,覆蓋生化池,說明曝氣量過大或有大量合成洗滌劑與其它物質(zhì)進(jìn)入,應(yīng)減少曝氣量,投加除泡劑,也可以在生化池周邊安裝自來水蓬頭噴淋去除泡沫。
⑾隨著時(shí)間的延長(zhǎng),生物膜開始新陳代謝,老膜開始剝落,出水中出現(xiàn)懸浮物,標(biāo)志著掛膜階段結(jié)束,可進(jìn)入正常運(yùn)行。
2.2.3生化池運(yùn)行狀態(tài)判斷
生化池運(yùn)行狀態(tài)可根據(jù)以下情況判斷:
⑴顏色:運(yùn)行良好時(shí)混合液呈棕褐色,且色澤鮮明;運(yùn)行惡化時(shí)呈深褐色或黑色。
⑵氣味:運(yùn)行良好時(shí)不產(chǎn)生討厭氣味,應(yīng)為略帶霉味的泥土氣味;運(yùn)行惡化時(shí)廢水有一種類似腐敗的雞蛋的惡臭味。
⑶泡沫:在生化池內(nèi)出現(xiàn)少量的泡沫,屬正,F(xiàn)象;在出水中出現(xiàn)白色泡沫翻滾,表示懸浮固體濃度過高。
⑷pH值:運(yùn)行正常,pH值應(yīng)在6.5~8.5之間,若下降,可能是曝氣過量,有毒物質(zhì)進(jìn)入,可加入生石灰(或工業(yè)Na2CO3)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
當(dāng)厭氧池調(diào)試完成之后,好氧生化池運(yùn)行正常,整個(gè)調(diào)試工作基本結(jié)束。
2.3注意事項(xiàng)
⑴在水力沖擊下,厭氧池和好氧生化池內(nèi)束狀填料可能發(fā)生纖維束纏繞、成團(tuán)、斷裂等現(xiàn)象,纏繞、成團(tuán)有可能是安裝不利造成的,可適當(dāng)加大水力負(fù)荷和曝氣強(qiáng)度來解決。纖維束斷裂,應(yīng)及時(shí)更換。
⑵好氧生化池調(diào)試開始時(shí),曝氣量應(yīng)從小氣量開始,隨著廢水進(jìn)水量增加而逐步增大,保證生化池廢水中溶解氧約2~4mg/l。
⑶調(diào)試階段每周應(yīng)對(duì)厭氧池和好氧生化池的進(jìn)出水質(zhì)取樣檢測(cè),了解水質(zhì)變化情況,掌握生物膜生長(zhǎng)狀況。
⑷厭氧池和好氧生化池應(yīng)預(yù)留一條束狀彈性立體填料,綱繩上端系綁在操作平臺(tái)護(hù)欄上,填料部分自然垂落入廢水中,下端不要固定,調(diào)試一段時(shí)間后或日常運(yùn)行時(shí),可將此填料束拉出水面查看生物膜生長(zhǎng)情況。
3日常運(yùn)行管理
廢水處理站調(diào)試完成后,即可投入正常運(yùn)行,日常管理工作也很重要,主要包括各廢水處理工藝單元的管理、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和安全操作等,若管理不善,會(huì)造成生物膜脫落,影響厭氧消化和好氧生化處理效果,廢水難以達(dá)標(biāo)排放。
⑴該制藥廠連續(xù)生產(chǎn),廢水站應(yīng)24h有專人管理。
⑵各崗位應(yīng)有工藝系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖、安全操作規(guī)程等,并應(yīng)示于明顯部位。
⑶廢水站運(yùn)行管理人員必須熟悉本站廢水處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)行要求與技術(shù)指標(biāo),運(yùn)行管理人員和操作人員應(yīng)按要求巡視檢查構(gòu)筑物、設(shè)備、電器和儀表的運(yùn)行情況,并如實(shí)作相關(guān)運(yùn)行記錄,包括每天進(jìn)水量、有無異常情況、設(shè)備故障等。
⑷操作人員發(fā)現(xiàn)運(yùn)行各處理單元或設(shè)備運(yùn)行不正常時(shí),應(yīng)及時(shí)處理或上報(bào)主管部門,羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)啟動(dòng)備用設(shè)備,自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)啟動(dòng)手動(dòng)控制系統(tǒng),并立即上報(bào),請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人員維修,不要擅自拆卸。
⑸根據(jù)各設(shè)備要求,定時(shí)檢查,添加或更換潤(rùn)滑油。
⑹構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及各種閘閥、護(hù)欄、管道、支架和蓋板等定期進(jìn)行檢查、維修及防腐處理,并及時(shí)更換被損壞的照明設(shè)備。
⑺及時(shí)清運(yùn)格柵池內(nèi)柵渣,經(jīng)常巡查并清理池面上的漂浮雜物,如樹葉、塑料袋等,以免堵塞管道及水泵。沉淀池污泥每周抽排一次。
⑻了解掌握車間生產(chǎn)及排放廢水變化情況,及時(shí)采取措施,避免厭氧池負(fù)荷突變,影響生物膜生長(zhǎng)。
⑼如果出現(xiàn)設(shè)備或供電故障使羅次鼓風(fēng)機(jī)不能正常工作,導(dǎo)致好氧生化池不能曝氣的情況,應(yīng)及時(shí)請(qǐng)有關(guān)人員排除故障,每次停止曝氣時(shí)間不能超過8h,以免生物膜脫落。
⑽應(yīng)經(jīng)常觀察好氧生化池生物膜生長(zhǎng)狀況、上清液透明度、污泥顏色、狀態(tài)、氣味等,并定時(shí)測(cè)試和計(jì)算反映污泥特性的有關(guān)項(xiàng)目。因水溫、水質(zhì)的變化而在沉淀池引起的污泥膨脹、污泥上浮等不正,F(xiàn)象,應(yīng)分析原因,并針對(duì)具體情況,調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行工況,采取適當(dāng)措施恢復(fù)正常。
⑾每周至少一次抽取各處理工藝單元水樣進(jìn)行檢測(cè),掌握各處理單元處理效率和水質(zhì)變化等運(yùn)行情況,并做好相關(guān)記錄。
4結(jié)語
制藥廢水成分復(fù)雜,處理較難,調(diào)試和日常運(yùn)行管理十分重要,生產(chǎn)不同藥品所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)有很大差別,運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì),采取相應(yīng)的措施,確保生化池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
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