抗生素廢水的升級(jí)改造工藝
抗生素生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水,不僅COD和ss高,而且處理難度大。通常采用物化+生化工藝處理這類廢水。物化法具有去除效果穩(wěn)定、水力停留時(shí)間(HRT)短的特點(diǎn),而生化法具有有機(jī)物總?cè)コ矢?、HRT長(zhǎng)的特點(diǎn)。將這兩種工藝結(jié)合起來(lái)處理抗生素廢水,可以達(dá)到更好的去除效果。隨著《發(fā)酵制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布,許多原有的處理工藝已無(wú)法滿足現(xiàn)有的排放要求。寧夏某抗生素生產(chǎn)企業(yè)原廢水處理工藝為混凝+稀釋后兩級(jí)A/O,已不能滿足現(xiàn)有環(huán)保排放要求。因此,根據(jù)本企業(yè)的要求,應(yīng)盡可能保留現(xiàn)有的廢水處理設(shè)施,使處理后的廢水達(dá)到發(fā)酵制藥行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.項(xiàng)目概述
1.1原處理工藝廢水水質(zhì)及排放指標(biāo)
廢水是VB12生產(chǎn)和泰勒生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的兩股廢水的混合物,水樣呈淡黃色,有雜質(zhì)。相應(yīng)的進(jìn)水和出水水質(zhì)如表1所示。
1.2工藝流程
原有的混凝+二級(jí)A/O處理工藝已不能滿足現(xiàn)有的環(huán)保要求。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和以往工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)原工藝流程進(jìn)行了改造。改造后的工藝流程如圖1所示。增加了IC厭氧反應(yīng)單元和臭氧氧化單元。
在最初的工藝中,用液堿將廢水調(diào)節(jié)至pH 7。之后進(jìn)行絮凝沉淀,在變化的過(guò)程中用石灰乳調(diào)節(jié)pH值。Ca(OH)2主要起兩種作用:
(1)殺菌:發(fā)酵廢水中存在一些微生物,這些物質(zhì)的存在不利于后續(xù)的生化反應(yīng)。殺死這些微生物后,不會(huì)干擾后續(xù)生化單元中微生物的正?;顒?dòng)。
(2)除P:廢水中t P為24.11 mg/L,向廢水中加入Ca(OH)2,廢水中的無(wú)機(jī)磷生成Ca3(PO4)2沉淀,使預(yù)處理出水TP低于2mg/L,有利于后續(xù)處理單元的運(yùn)行。
由于廢水的COD高,可生化性好,采用IC厭氧反應(yīng)處理廢水,可以降低廢水的COD,同時(shí)將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物,以便后續(xù)A/O系統(tǒng)處理廢水。生化出水COD達(dá)不到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn),采用臭氧氧化阱工藝對(duì)生化出水進(jìn)行深度處理,達(dá)到排放要求。
1.3各構(gòu)筑物的運(yùn)行參數(shù)
工藝各單元構(gòu)筑物的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表2。
1.4分析方法
COD用重鉻酸鉀法測(cè)定,氨氮用納氏試劑比色法測(cè)定,TP用鉬酸銨分光光度法測(cè)定。
2.結(jié)果和討論
該系統(tǒng)以廢水收集池的廢水為原水,在調(diào)試進(jìn)入穩(wěn)定期后,對(duì)各處理單元的出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。每天定時(shí)采樣,共獲得30組有效數(shù)據(jù)。為了評(píng)價(jià)系統(tǒng)運(yùn)行的效果,選取了COD、氨氮和總磷作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。
2.1系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果
在系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行中,系統(tǒng)進(jìn)水、IC出水、二級(jí)A/O出水、臭氧氧化出水的COD分別為8870mg/L、2200mg/L、140mg/L、75mg/L,總COD去除率達(dá)到99.1%。
廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中原有的微生物被殺死,從而避免了廢水中原有的微生物對(duì)后續(xù)生化單元微生物的毒性。由于廢水具有良好的可生化性,在厭氧條件下,部分有機(jī)物被產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌分解為短碳鏈有機(jī)物,部分轉(zhuǎn)化為CO2、CH4等。,大大降低了出水的COD。經(jīng)過(guò)IC厭氧單元處理后,出水COD僅為2200mg/L,原兩級(jí)A/O單元處理后的廢水出水COD為140mg/L,臭氧處理后的出水COD為75mg/L,符合排放標(biāo)準(zhǔn)。
從圖2可以看出,雖然進(jìn)水COD波動(dòng)較大,但比最終出水COD穩(wěn)定,說(shuō)明系統(tǒng)對(duì)廢水有一定的抗沖擊能力。原因是:一方面,預(yù)處理減少了廢水中原有的微生物對(duì)生化系統(tǒng)的沖擊;另一方面,針對(duì)水稻的厭氧和好氧組合工藝可以提高整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷抗沖擊能力,使微生物的性能在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。采用末端臭氧氧化作為深度處理單元,既能降低廢水的COD,又能起到脫色的作用,保證出水達(dá)標(biāo)。
2.2系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除效果
系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行后,系統(tǒng)進(jìn)水、IC出水、二級(jí)A/O出水和臭氧氧化出水的氨氮分別為288.6mg/L、265mg/L、23.11mg/L和5.8mg/L,總氨氮去除率達(dá)到98%,如圖3所示。
廢水中氨氮的去除主要依靠原有的兩級(jí)A/O單元。硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮在缺氧段通過(guò)反硝化作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。在好氧階段,氨氮通過(guò)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。結(jié)果表明,A/O單元中硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的性能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
2.3系統(tǒng)對(duì)總磷的去除效果
系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行后,進(jìn)水、調(diào)節(jié)pH出水、二級(jí)A/O出水和臭氧氧化出水的TP分別為24.11mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L和0.2mg/L,總TP去除率達(dá)到99.17%,如圖4所示。
TP的去除主要依靠前端的預(yù)處理,加入的Ca(OH)2與廢水中的無(wú)機(jī)磷發(fā)生反應(yīng)。少量殘余TP進(jìn)入后續(xù)生化反應(yīng)過(guò)程??紤]到生化反應(yīng)對(duì)總磷的去除效果有限,前端預(yù)處理避免了總磷超標(biāo)造成的出水不合格。
3.系統(tǒng)運(yùn)行分析
系統(tǒng)運(yùn)行初期,整個(gè)生化系統(tǒng)的微生物不穩(wěn)定,導(dǎo)致出水水質(zhì)波動(dòng)。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的運(yùn)行,IC厭氧反應(yīng)器和A/O單元中的微生物相對(duì)穩(wěn)定,出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。整個(gè)工藝中,TP的去除主要依靠前端預(yù)處理工藝中加入的Ca(OH)2,COD的去除主要依靠生化工段的處理,生化出水需要臭氧氧化進(jìn)行深度處理,使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本進(jìn)行了分析,處理每噸廢水的成本為5.5元。
4.結(jié)論
(1)發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要是高濃度有機(jī)廢水和洗滌廢水,其中高濃度有機(jī)廢水COD高(ss多,成分復(fù)雜,間歇排放,屬于主要污染源。
(2)對(duì)于濃度高、可生化性好的廢水,采用IC厭氧反應(yīng)+二級(jí)A/O組合工藝,發(fā)揮組合工藝抵抗負(fù)荷沖擊的能力,保證出水的穩(wěn)定性。
(3)預(yù)處理堿調(diào)節(jié)單元對(duì)生物有很好的殺菌作用,可以保證后續(xù)生化植物的穩(wěn)定。末端高級(jí)氧化降解生化出水中難降解的COD,保證達(dá)標(biāo)排放。
(4)組合工藝處理廢水,COD去除主要依靠厭氧和好氧組合工藝,氨氮去除主要依靠A/O硝化反硝化。(來(lái)源:南京大學(xué)鹽城環(huán)境保護(hù)技術(shù)與工程學(xué)院)
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