升流式厭氧污泥反應(yīng)床處理高濃度制藥廢水的綜合利用

升流式厭氧污泥反應(yīng)床處理高濃度制藥廢水的綜合利用

1污染物組分及排放廢水該工廠污水處理2期項(xiàng)目投資230萬元，設(shè)計(jì)處理能力為9003m。2006年5月開始運(yùn)營，2006年11月完成。廢水來源于蒿甲醚車間、三七皂苷車間及天麻素車間。廢水污染物成分主要為植物淀粉和皂苷殘留物,生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,甲醇、甲醚、甲醛、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮等小分子有機(jī)物。廢水COD≤12000mg/L,BOD5≤6000mg/L,SS≤400mg/L,pH在4~10。要求處理水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級排放標(biāo)準(zhǔn):COD≤150mg/L,BOD5≤60mg/L,SS≤150mg/L。2流程和描述2.1厭氧污泥反應(yīng)床uasb—工藝流程考慮到該制藥廠生產(chǎn)產(chǎn)品變化頻繁、廢水COD高、成分復(fù)雜等特點(diǎn),采用升流式厭氧污泥反應(yīng)床(UASB)—生物接觸氧化工藝處理該廢水,工藝流程見圖1。2.2主要處理元素的簡要說明2.2.1廢水的回用和調(diào)節(jié)該制藥廠生產(chǎn)品種多,水質(zhì)變化較大,故設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)池,串聯(lián),單個(gè)尺寸為5.0m×8.0m×3.0m,總有效容積約200m3,廢水停留時(shí)間約5h。廢水由車間通過管道自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池,在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié),使不同時(shí)間產(chǎn)生的廢水能夠充分混合。池底設(shè)穿孔曝氣管,主要起攪拌作用。2.2.2提高廢水的可生物性廢水用泵從調(diào)節(jié)池提升至水解酸化池,由底部進(jìn)水,池中布滿彈性立體填料。在水解酸化池中大量的高分子物質(zhì)被水解成小分子有機(jī)物,提高了廢水的可生化性。其尺寸為11.0m×7.7m×6.5m,有效容積為509m3,廢水停留時(shí)間約14h。2.2.3厭氧池usbpH對UASB反應(yīng)器影響較大。廢水在水解酸化池經(jīng)過初步降解后,其pH約為5左右,廢水進(jìn)入?yún)捬醭厍氨仨氝M(jìn)行pH的調(diào)節(jié),在中間池調(diào)節(jié)pH在6.5~7.8后由提升泵將廢水抽至厭氧池頂部,由脈沖罐打入池底布水系統(tǒng)。厭氧池采用UASB法封閉運(yùn)行,水力停留時(shí)間約27.0h,COD容積負(fù)荷7~8kg/(m3·d)131,尺寸為14.4m×10.0m×7.5m,分3座,每座為4.8m×10.0m×7.5m。厭氧池產(chǎn)生的沼氣由管道收集后通過水封高空排放。2.2.4曝氣系統(tǒng)的微生物厭氧池出水自流至多點(diǎn)式的生物接觸氧化池,生物接觸氧化池中布滿彈性立體填料(生物載體),供氣系統(tǒng)采用新型旋混曝氣裝置。廢水通過好氧微生物膜及活性污泥的兩相多點(diǎn)接觸,有機(jī)物大量被分解吸收。同時(shí),微生物新陳代謝過程吸收大量的碳、氮及磷,合成新的微生物,老化生物膜脫落成為污泥,最終被排除到系統(tǒng)外。生物接觸氧化池尺寸為17.7m×7.7m×5.0m,分為4格,有效容積為615m3,水力停留時(shí)間16.4h,設(shè)計(jì)水氣體積比為1∶24。2.2.5砂濾池處理工藝生物接觸氧化池出水自流入二沉池實(shí)現(xiàn)泥水分離,在二沉池內(nèi)安裝有60°傾角的蜂窩狀填料,用以提高沉淀效果。二沉池結(jié)構(gòu)尺寸為5.7m×9.5m×4.5m,總有效容積為171m3。二沉池出水自流入砂濾池,砂濾池2個(gè)并聯(lián),單個(gè)尺寸為1.8m×2.8m×3.5m。在砂濾池底部安有穿孔管用以收集清水,同時(shí)兼作反沖水的分配系統(tǒng)。在底部有承托層,承托層分為3層,按濾料粒徑大小從下到上鋪設(shè),大粒徑放在最下層起承托作用,砂濾層厚度為800mm。3勞動(dòng)原理和調(diào)試結(jié)果3.1厭氧系統(tǒng)及預(yù)處理厭氧池為本系統(tǒng)主要的處理單元之一,反應(yīng)區(qū)包括污泥床區(qū)和懸浮污泥區(qū)。系統(tǒng)進(jìn)水方式為底部脈沖進(jìn)水,廢水由池頂脈沖罐通過虹吸作用脈沖進(jìn)入池底污泥床區(qū)布水管。該進(jìn)水方式的優(yōu)點(diǎn)有:①降低了在池體做預(yù)留管而滲漏的風(fēng)險(xiǎn);②脈沖進(jìn)水對污泥床區(qū)起到一定的攪拌作用。廢水經(jīng)由底部向上依次經(jīng)過污泥床區(qū)、懸浮污泥區(qū)、三相分離器后通過溢流堰進(jìn)入下一處理單元。泥、水、氣在三相分離器處進(jìn)行分離,污泥被擋回反應(yīng)區(qū),細(xì)小的污泥碎屑隨水流走;沼氣泡和附著在污泥絮體上的沼氣泡沿著三相分離器上升至反射板后,沼氣泡脫離污泥絮體,進(jìn)入集氣系統(tǒng);廢水由三相分離器的上下兩個(gè)組成部分間的空隙進(jìn)入出水區(qū)。這種結(jié)構(gòu)減少了活性污泥隨水流失,保證了厭氧池的活性污泥的量,也為沼氣的回收利用創(chuàng)造了條件。由于在昆明市成功運(yùn)行的厭氧系統(tǒng)幾乎沒有,厭氧池投加污泥采用該制藥廠第二污水處理站(SBR法)和昆明市第一污水處理廠(奧貝爾氧化溝)產(chǎn)生的污泥,按污泥質(zhì)量濃度50g/L左右投加。調(diào)試期間每天監(jiān)測pH、溫度等,pH基本穩(wěn)定在6.8左右,沒有產(chǎn)生污泥酸化腐敗現(xiàn)象;溫度為20℃左右,為常溫培養(yǎng)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),pH控制在6.5~7.8,COD容積負(fù)荷在7~8kg/(m3·d)。系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度由進(jìn)排泥系統(tǒng)調(diào)控,反應(yīng)器平均污泥質(zhì)量濃度為30~40g/L,底部污泥質(zhì)量濃度可高達(dá)60~80g/L299。3.2生物接觸氧化法生物接觸氧化池曝氣池通過3個(gè)隔墻上1.3m×0.7m的過水孔串聯(lián),過水孔上下、對角交錯(cuò)設(shè)置,以防止水流短流。曝氣器為HWTⅡ型,采取底部供氣。和其他生物膜法一樣,經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后,生物接觸氧化池內(nèi)填料表面會(huì)形成一層生物膜。此外,在填料空隙間還存在著一些懸浮生長的微生物。廢水中的有機(jī)物在池內(nèi)被生物膜微生物和懸浮微生物氧化分解,形成新的微生物即污泥顆粒。生物接觸氧化法具有生物量大(10~20g/L)、適應(yīng)能力較強(qiáng)、BOD5容積負(fù)荷高(3~6kg/(m3·d))、無污泥膨脹問題、剩余污泥少、生物活性高、動(dòng)力消耗低等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)引種時(shí)采用該制藥廠第二污水處理站和昆明市第一污水處理廠產(chǎn)生的污泥,外加糞便。調(diào)試15d后系統(tǒng)正常運(yùn)行,溫度在25℃左右,污泥沉降比在300mL/L左右,pH在6.5~7.5,DO在2.5~3.5mg/L,BOD5進(jìn)水負(fù)荷0.8~1.2kg/(m3·d),出水COD在100mg/L左右(測定方法為重鉻酸鉀法)。3.3uasb系統(tǒng)的耐氧池處理效果2006年11月系統(tǒng)進(jìn)出水COD處理率見表1。由表1可見,厭氧池去除COD的量最大。系統(tǒng)COD總?cè)コ蔬_(dá)到98.63%。根據(jù)2006年11月的運(yùn)行數(shù)據(jù),厭氧池出水COD與水解酸化池出水COD變化趨勢基本一致,說明UASB系統(tǒng)能夠適應(yīng)COD的變化,厭氧池處理效果穩(wěn)定。當(dāng)水解酸化池出水COD≤3000mg/L時(shí),厭氧池出水COD波動(dòng)不大(基本在1000mg/L以下)。生物接觸氧化池COD變化波動(dòng)不大,說明生物接觸氧化池對低濃度COD具有較穩(wěn)定的處理效果。UASB—生物接觸氧化工藝能夠穩(wěn)定地處理該制藥廢水。3.4主要設(shè)備運(yùn)行試驗(yàn)?zāi)壳?該制藥廠污水處理站日接納生產(chǎn)廢水300m3,運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)等,考慮到地區(qū)差異及企業(yè)人員編制問題,本運(yùn)行核算不包括人工費(fèi)。主要設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)見表2。日用燒堿75kg(3.00元/kg),則藥劑費(fèi)為225.00元/d,其他藥劑費(fèi)用(聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺)忽略不計(jì)。運(yùn)行成本為:(699.92+225.00)/300=3.08元/m3,就處理水量來講,處理成本比其他案例略有增加,但是其去除COD成本:3.08/(3954-54)/10-