抗生素廢水處理工程優(yōu)化設(shè)計及快速啟動
天方藥業(yè)股份有限公司以生物發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素為主,主要產(chǎn)品是乙酰螺旋酶素。該企業(yè)于1998年第一期廢水處理工程驗收達標并投產(chǎn)運行后,分別于2000年、2002年進行了兩次擴建,使其廢水處理站總處理能力達4500m3/d,F(xiàn)擬進行第三次擴建,本次設(shè)計在前三期工程的設(shè)計以及運行經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了更為合理的工藝流程,改進了單體設(shè)計,從而節(jié)約了工程投資,并確保處理水質(zhì)達標排放。
1 過程與方法
1.1 廢水水質(zhì)、水量
抗生素生產(chǎn)廢水有機污染程度變化大,部分廢水屬高濃度有機廢水,廢水中含有殘留的抗生素和溶媒,對微生物具有一定的抑制作用,同時廢水中含有不少生物發(fā)酵代謝所產(chǎn)生的生物難降解物質(zhì),其綜合生物降解性能差I(lǐng)1]。擴建廢水處理工程設(shè)計的進出水水質(zhì)見表1。
與現(xiàn)有廢水處理工藝流程相比,擴建工程工藝流程在以下幾個環(huán)節(jié)作了改進。
1.2.1 調(diào)節(jié)池前置
調(diào)節(jié)池前置有三個優(yōu)點:①廢水由車間排放口流到廢水處理站的過程中,溶媒不斷的上浮、聚集,相當于增加了隔油池的表面負荷,但現(xiàn)有工藝在隔油池前有一次提升,在水泵葉輪的強烈攪動和切削作用下,原來已經(jīng)聚集析出的溶媒又重新乳化分散,隔油池的處理效率下降。本次設(shè)計將隔油池、調(diào)節(jié)池、水泵集水池合建一體,其隔油表面負荷較現(xiàn)有水泵集水池的隔油表面負荷大幅度降低,有利于溶媒析出,并避免了上述不利因素;②減少了一級提升泵,提高了總提升效率;③調(diào)節(jié)池后的提升流量為平均時流量,大大降低了初沉池的表面負荷,有利于提高初沉效率。初沉池的沉淀效果直接影響后續(xù)處理的效果,當廢水中SS濃度較高時,由于初沉池在調(diào)節(jié)池前,廢水排放水質(zhì)水量不均勻,進入初沉池的水質(zhì)水量變化較大,當大水量高SS濃度的廢水進入初沉池時,初沉池的處理效果較差,出水中SS濃度較高,含有高濃度SS的廢水進入水解池時,酸化水解菌被部分沉淀下來的顆粒物覆蓋,使酸化菌和廢水之間的傳質(zhì)受阻,酸化效果大幅度下降。調(diào)節(jié)池前置是初沉池水量負荷、處理效果穩(wěn)定的保證,也有利于后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運行。
1.2.2 地面加熱與貯熱
現(xiàn)有工程在地面上16m高的50m 水塔內(nèi)加熱與貯熱,一方面存在當蒸汽管處于負壓狀態(tài)時廢水向蒸汽管倒流的可能性;另一方面蒸汽加熱造成水塔震動明顯,引發(fā)噪聲較大。為此,四期在水解池后建地面加熱與貯熱池,先在地面將水解池出水加熱,再用提升泵直接向各UBF配水。由于加熱與貯熱池建于地面,比加熱塔單位容積造價大大降低,故可以將加熱與貯熱池的容積適當放大,從而提高UBF進水溫度的穩(wěn)定性。
1.2.3 好氧污泥回流至厭氧沉淀池
好氧污泥含水率高,沉降性能差,剩余好氧污泥直接排至污泥濃縮池對污泥濃縮池負荷增加較多,濃縮后污泥含水率較高,增大了壓濾前加藥量。本次設(shè)計將好氧排至厭氧沉淀池,使好氧污泥和厭氧排水中的污泥混合,可改善好氧污泥的沉降性能,降低污泥含水率,減少污泥總量,節(jié)約污泥脫水費用。上述改進在系統(tǒng)運行中逐一得到體現(xiàn)。
2 擴建工程主要構(gòu)(建)筑物及設(shè)計參數(shù)擴建工程主要構(gòu)(建)筑物及設(shè)計參數(shù)見表2。
3 厭氧反應(yīng)器的啟動
接種污泥:用原有工程UBF反應(yīng)器污泥床中污泥,接種污泥已經(jīng)顆;T泄こ虖U水(含有部分淀粉生產(chǎn)廢水)與新建工程廢水水質(zhì)基本相同。接種污泥質(zhì)量濃度為52.42kg/m (以SS計),VSS/TSS=0.8,顆粒污泥粒徑0.1~4刪=I1,單體UBF反應(yīng)器中接種厭氧污泥的總體積為50m3,接種污泥總量2621kg(TSS)。
調(diào)試運行期在冬季,室外溫度最低達到一10℃。調(diào)試初期加熱池設(shè)定溫度為32℃,由于初始進水量較小,為6m3/h,水力停留時間達4d,反應(yīng)器溫度衰減很快,反應(yīng)區(qū)溫度為27℃ ,微生物反應(yīng)速度明顯降低。將加熱池溫度提高至37℃ ,反應(yīng)區(qū)溫度保持在30℃以上,反應(yīng)器的啟動才順利進行。反應(yīng)器接種污泥已經(jīng)歷抗生素廢水的馴化,根據(jù)微生物的生長特性,厭氧反應(yīng)器的啟動過程不經(jīng)細菌生長的遲緩期,直接進入對數(shù)期和穩(wěn)定期。有機負荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關(guān)系。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度在啟動期變化較快,所以難以用污泥負荷反映運行情況。容積負荷直觀易得,通過控制反應(yīng)器的進水量增加容積負荷,完成了UBF反應(yīng)器的啟動。啟動期UBF進水量和容積負荷變化曲線見圖3,UBF進出水C0D和C0D去除率變化曲線見圖4。
由圖3可知,UBF進水量由150m3/d提高至300m3/d,容積負荷也從平均2kgCOD/m d,提高至4.1kgCOD/m d,達到了設(shè)計要求,啟動期歷時35d。較原有工程啟動期歷時半年,啟動時間大為縮短。啟動初始負荷的選擇是系統(tǒng)順利啟動的關(guān)鍵,雖然接種污泥經(jīng)過馴化,并含有一定量的顆粒污泥,但由于接種污泥量較少,若初始負荷過高,容易造成反應(yīng)器揮發(fā)酸積累,污泥流失,直至啟動失敗。經(jīng)過多次實驗證明2kgCOD/m d,的初始負荷對于本實驗所接種的污泥量是合適的。啟動時容積負荷有波動,并沒有對啟動過程造成很大影響。
由圖4可知, 啟動期間UBF進水的COD為5729~7910mg/L,平均值為7120mg/L;UBF出水的COD為612~1040mg/L,平均值為735 mg/L,平均去除率為90%。調(diào)試的開始階段,由于微生物對新環(huán)境適應(yīng)需要一個過程,表現(xiàn)在出水COD偏高,有時超過1000 mg/L,COD去除率在85%左右,經(jīng)過一段時間后,出水COD逐步降至700~800 mg/L,去除率也穩(wěn)定在90%。啟動后45d測定距反應(yīng)器底部lm高度取樣口污泥濃度,達到69mg/L,并且大部分為顆粒污泥。同時對供應(yīng)污泥反應(yīng)器的運行情況研究發(fā)現(xiàn),該反應(yīng)器的處理效果沒有受到影響。
4 結(jié)論
擴建工程調(diào)節(jié)池前置保證了隔油池的處理效果,減少了一級提升,并保證了初沉池負荷的穩(wěn)定性。地面加熱與儲熱節(jié)省了工程投資,降低了噪音,并有利于加熱溫度的穩(wěn)定。好氧污泥在厭氧沉淀池沉淀后,減少污泥含水率、污泥總量 節(jié)約污泥脫水
費用。
擴建工程UBF反應(yīng)器接種50 m3同種廢水厭氧顆粒污泥,經(jīng)35d完成反應(yīng)器的啟動。啟動結(jié)束時負荷達4.1kgCOD/m ·d系統(tǒng)運行穩(wěn)定,COD平均去除率為90%。由此可見,對厭氧處理的擴建可縮短調(diào)試時間和節(jié)省污泥的購置和運輸費用。
參考文獻:
[1]褚志文.生物合成藥物學(xué)[M】 E京:化學(xué)工業(yè)出版社。2000
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