Fenton-接触厌氧-载体悬浮床工艺处理合成制药废水

Posted 2023-01-13 负荷

篇首语：蹉跎莫遣韶光老，人生唯有读书好。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Fenton-接触厌氧-载体悬浮床工艺处理合成制药废水相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

河南某制药有限公司生产废水是典型的合成制药废水，具有成分复杂、有机物浓度高、难降解物质多、生物毒性大等特点〔1〕，采用常规的处理工艺很难达标排放。由于该企业按照市场订单安排生产，故生产废水成分多变，排放的含某种化学成分的单股废水瞬时浓度高、无规律，加上近几年生产废水量增加，原有的废水处理设施急需升级改造。为取得可靠的治理效果，在工程设计前于2009 年9 月至11 月进行了中试研究，2010 年12 月完成设计，2012 年8 月进行了工程调试。

1 中试试验

1.1 试验装置

中试流程为调节－Fenton 氧化－接触厌氧－载体生物悬浮床（CBR），见图1。

中试采用Fenton 氧化预处理以提高废水的可生化性，生化工艺中采用高COD 负荷的脉冲进水式接触厌氧池和载体悬浮床好氧反应器。为强化Fenton 氧化的效果，考虑在Fenton 氧化池内设置超声波设备，利用超声波的均质和空化作用实现更高的氧化效果。

处理水量为0.5 m3/d 的中试装置及配套设备：（1）调节+Fenton+曝气+沉淀池，容积3 m3；提升泵1台，流量计1 台，H2SO4、FeSO4·7H2O、H2O2和NaOH投加设备各1 套，超声波发生器1 套。（2）脉冲进水式接触厌氧池，1.0 m×1.0 m×2.5 m，容积2.5 m3，装弹性填料1.4 m3。（3）两级CBR 池，1.2 m×1.0 m×2.5 m，容积3.0 m3，装悬浮填料1.4 m3；HC-401S 风机1 台。

（4）中沉池，0.6 m×0.5 m×2.5 m，容积0.75 m3，设回流泵1 台。（5）二沉池，0.6 m×0.5 m×2.5 m，容积0.75 m3，PAC 投加设备1 套。

1.2 控制条件

中试水样水质见表1。生化接种污泥来自原污水站生化池，经20 d 驯化达到稳定。进水流量：0.47～0.5 m3/d；厌氧运行：pH 为6.8～7.2，HRT 为4.4～5.5 d；CBR 运行：DO 为2 ～4 mg/L，SV30为40% ～50%，HRT 为4.8～6.0 d。在H2O2体积（L）与原水体积（m3）比为1.8/1 的条件下，通过试验确定了最佳H2O2体积（L）与FeSO4·7H2O 质量（kg）比为1.8/0.8，结果见表2。

1.3 结果分析

中试试验以COD 作为处理效果评价指标，各处理单元出水COD 及其去除率的变化见图2、图3 。

由图2 和图3 可知，（1）中试装置进水COD 平均为16 856 mg/L，总COD 去除率为95%～98%。其中Fenton 沉淀出水COD 平均为9 886 mg/L，COD去除率为35%～45%；厌氧出水COD 平均为4 238.4mg/L，COD 去除率为25%～47%；两级CBR 后的沉淀出水COD 平均为341 mg/L，COD 去除率为15%～30%。一级CBR 平均COD 容积去除负荷为1.4kg/（m3·d），二级CBR 平均COD 容积去除负荷为0.1 kg/（m3·d）。（2）11 月5 日后厌氧池COD 去除率下降，这是因为当天开始当地气温下降，致使对温度敏感的厌氧微生物活性降低；但此时一级CBR 的出水COD 仍保持稳定，证明CBR 系统具有较好的抗冲击负荷能力。（3）一级CBR 的COD 去除率较二级CBR 高，这是因为一级CBR 有机负荷较高，有利于填料上附着的微生物的生长，其填料附着生物量高于二级CBR。中试结果表明，调节－Fenton 氧化－脉冲式接触厌氧池－CBR 组合工艺处理该种难降解有机合成制药废水可行，并具有抗冲击负荷能力强、运行稳定等特点。

2 工程设计和调试运行

2.1 设计参数

由业主提供的改扩建设计的废水水质和水量资料见表3。处理后的排放水要求达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的三级排放标准，即：COD≤500 mg/L，BOD5≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，pH 6～9。

2.2 处理流程

为确保处理出水达到国家新规定的制药行业类废水的排放标准要求，该废水处理工程的设计在中试的基础上进行了综合优化，拟定的工艺流程如图4所示。其主要特点：（1）强化了预处理措施。在物化处理部分增加了铁炭（Fe/C）内电解工艺，进一步确保废水可生化性的提高，但省略了超声波装置。（2）采用两相厌氧工艺〔2〕。将水解酸化阶段和甲烷化阶段分别在水解酸化池和脉冲式接触厌氧池内进行，可更好地保证厌氧处理的总体效果，并采用加温设施以保障冬季条件下的厌氧反应温度。（3）鉴于中试中两级CBR 的第二级负荷低、COD 去除率也较低，故工程设计只采用一级CBR。（4）生化处理后增加砂滤和活性炭吸附深度处理工艺，以确保出水水质〔3〕。

2.3 调试运行

由于在工程施工阶段，业主方生产产品有较大变动，废水水量及成分也发生了变化，所以工程实施时仅新建了物化处理部分和水解酸化池，脉冲厌氧池由原UASB 池进行改建，CBR 池由原有好氧池进行改建，而末端深度处理系统未建。调试于2012 年8 月开始，实际运行水量为500～600 m3/d。调试运行阶段各处理单元出水COD 及其去除率的变化分别见图5、图6。

由图5 和图6 可知，（1）进水COD 在5 500～8 500 mg/L 之间变化，系统COD 总去除率为85.6%～96.7%。其中物化部分出水COD 平均为5 801 mg/L，COD 去除率为8%～19% ；厌氧出水COD 平均为3 725.6 mg/L，COD 去除率为17%～46%； CBR 出水COD 平均为485 mg/L，COD 去除率为35%～63%。

（2）当进水COD 波动较大时，厌氧出水COD 波动较大，CBR 的出水COD 波动较小，证明CBR 系统具有较好的抗冲击负荷能力。CBR 平均COD 容积去除负荷为1.8 kg/（m3·d）。（3）生化后的出水COD 在290～600 mg/L 内变动，其中80%的数据低于500mg/L，若再经深度处理，处理后的出水可以达到GB8978—1996 的三级排放标准。

2.4 运行成本分析

调试阶段直接运行费用（以处理1 t 废水计）为8.60元，其中人工费0.46元、电费3.27元、药剂费4.77元、维护费0.10元。另外，厌氧系统每天沼气产量约300 Nm3（相当于210 kg无烟煤产热量），供食堂使用。

3 结束语

采用调节－Fenton 氧化－厌氧－好氧工艺对合成制药生产废水进行了中试处理研究，获得了基本设计参数，在此基础上通过综合优化确定了“调节－Fenton 氧化－Fe/C 内电解－两相厌氧－载体生物悬浮床－砂滤－BAC”的工艺流程。工程调试运行结果表明，该工艺可行，处理出水可以满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的三级标准。较好的抗冲击负荷能力。CBR 平均COD 容积去除负荷为1.8 kg/（m3·d）。（3）生化后的出水COD 在290～600 mg/L 内变动，其中80%的数据低于500mg/L，若再经深度处理，处理后的出水可以达到GB8978—1996 的三级排放标准。

2.4 运行成本分析

调试阶段直接运行费用（以处理1 t 废水计）为8.60元，其中人工费0.46元、电费3.27元、药剂费4.77元、维护费0.10元。另外，厌氧系统每天沼气产量约300 Nm3（相当于210 kg无烟煤产热量），供食堂使用。。

3 结束语