抗生素废水处理工程优化设计及快速启动

Posted 2023-01-15 反应器

篇首语：宁可身冷，不可心冷；宁可人穷，不可志穷。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了抗生素废水处理工程优化设计及快速启动相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

天方药业股份有限公司以生物发酵法生产抗生素为主，主要产品是乙酰螺旋酶素。该企业于1998年第一期废水处理工程验收达标并投产运行后，分别于2000年、2002年进行了两次扩建，使其废水处理站总处理能力达4500m3/d。现拟进行第三次扩建，本次设计在前三期工程的设计以及运行经验总结的基础上，提出了更为合理的工艺流程，改进了单体设计，从而节约了工程投资，并确保处理水质达标排放。

1 过程与方法

1．1 废水水质、水量

抗生素生产废水有机污染程度变化大，部分废水属高浓度有机废水，废水中含有残留的抗生素和溶媒，对微生物具有一定的抑制作用，同时废水中含有不少生物发酵代谢所产生的生物难降解物质，其综合生物降解性能差I1]。扩建废水处理工程设计的进出水水质见表1。

与现有废水处理工艺流程相比，扩建工程工艺流程在以下几个环节作了改进。

1．2．1 调节池前置

调节池前置有三个优点：①废水由车间排放口流到废水处理站的过程中，溶媒不断的上浮、聚集，相当于增加了隔油池的表面负荷，但现有工艺在隔油池前有一次提升，在水泵叶轮的强烈搅动和切削作用下，原来已经聚集析出的溶媒又重新乳化分散，隔油池的处理效率下降。本次设计将隔油池、调节池、水泵集水池合建一体，其隔油表面负荷较现有水泵集水池的隔油表面负荷大幅度降低，有利于溶媒析出，并避免了上述不利因素；②减少了一级提升泵，提高了总提升效率；③调节池后的提升流量为平均时流量，大大降低了初沉池的表面负荷，有利于提高初沉效率。初沉池的沉淀效果直接影响后续处理的效果，当废水中SS浓度较高时，由于初沉池在调节池前，废水排放水质水量不均匀，进入初沉池的水质水量变化较大，当大水量高SS浓度的废水进入初沉池时，初沉池的处理效果较差，出水中SS浓度较高，含有高浓度SS的废水进入水解池时，酸化水解菌被部分沉淀下来的颗粒物覆盖，使酸化菌和废水之间的传质受阻，酸化效果大幅度下降。调节池前置是初沉池水量负荷、处理效果稳定的保证，也有利于后续处理工艺的稳定运行。

1．2．2 地面加热与贮热

现有工程在地面上16m高的50m 水塔内加热与贮热，一方面存在当蒸汽管处于负压状态时废水向蒸汽管倒流的可能性；另一方面蒸汽加热造成水塔震动明显，引发噪声较大。为此，四期在水解池后建地面加热与贮热池，先在地面将水解池出水加热，再用提升泵直接向各UBF配水。由于加热与贮热池建于地面，比加热塔单位容积造价大大降低，故可以将加热与贮热池的容积适当放大，从而提高UBF进水温度的稳定性。

1．2.3 好氧污泥回流至厌氧沉淀池

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浓缩池对污泥浓缩池负荷增加较多，浓缩后污泥含水率较高，增大了压滤前加药量。本次设计将好氧排至厌氧沉淀池，使好氧污泥和厌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，减少污泥总量，节约污泥脱水费用。上述改进在系统运行中逐一得到体现。

2 扩建工程主要构(建)筑物及设计参数扩建工程主要构(建)筑物及设计参数见表2。

3 厌氧反应器的启动

接种污泥：用原有工程UBF反应器污泥床中污泥，接种污泥已经颗粒化。原有工程废水(含有部分淀粉生产废水)与新建工程废水水质基本相同。接种污泥质量浓度为52．42kg/m (以SS计)，VSS/TSS=0．8，颗粒污泥粒径0．1～4删=I1，单体UBF反应器中接种厌氧污泥的总体积为50m3，接种污泥总量2621kg(TSS)。

调试运行期在冬季，室外温度最低达到一10℃。调试初期加热池设定温度为32℃，由于初始进水量较小，为6m3/h，水力停留时间达4d，反应器温度衰减很快，反应区温度为27℃ ，微生物反应速度明显降低。将加热池温度提高至37℃ ，反应区温度保持在30℃以上，反应器的启动才顺利进行。反应器接种污泥已经历抗生素废水的驯化，根据微生物的生长特性，厌氧反应器的启动过程不经细菌生长的迟缓期，直接进入对数期和稳定期。有机负荷直接反映了食物与微生物之间的平衡关系。反应器内污泥浓度在启动期变化较快，所以难以用污泥负荷反映运行情况。容积负荷直观易得，通过控制反应器的进水量增加容积负荷，完成了UBF反应器的启动。启动期UBF进水量和容积负荷变化曲线见图3，UBF进出水C0D和C0D去除率变化曲线见图4。

由图3可知，UBF进水量由150m3/d提高至300m3/d，容积负荷也从平均2kgCOD/m d，提高至4．1kgCOD/m d，达到了设计要求，启动期历时35d。较原有工程启动期历时半年，启动时间大为缩短。启动初始负荷的选择是系统顺利启动的关键，虽然接种污泥经过驯化，并含有一定量的颗粒污泥，但由于接种污泥量较少，若初始负荷过高，容易造成反应器挥发酸积累，污泥流失，直至启动失败。经过多次实验证明2kgCOD/m d，的初始负荷对于本实验所接种的污泥量是合适的。启动时容积负荷有波动，并没有对启动过程造成很大影响。

由图4可知，启动期间UBF进水的COD为5729～7910mg/L，平均值为7120mg/L；UBF出水的COD为612～1040mg/L，平均值为735 mg/L，平均去除率为90%。调试的开始阶段，由于微生物对新环境适应需要一个过程，表现在出水COD偏高，有时超过1000 mg/L，COD去除率在85%左右，经过一段时间后，出水COD逐步降至700～800 mg/L，去除率也稳定在90%。启动后45d测定距反应器底部lm高度取样口污泥浓度，达到69mg/L，并且大部分为颗粒污泥。同时对供应污泥反应器的运行情况研究发现，该反应器的处理效果没有受到影响。

4 结论

扩建工程调节池前置保证了隔油池的处理效果，减少了一级提升，并保证了初沉池负荷的稳定性。地面加热与储热节省了工程投资，降低了噪音，并有利于加热温度的稳定。好氧污泥在厌氧沉淀池沉淀后，减少污泥含水率、污泥总量节约污泥脱水
费用。

扩建工程UBF反应器接种50 m3同种废水厌氧颗粒污泥，经35d完成反应器的启动。启动结束时负荷达4．1kgCOD/m ·d系统运行稳定，COD平均去除率为90%。由此可见，对厌氧处理的扩建可缩短调试时间和节省污泥的购置和运输费用。

参考文献：

[1]褚志文．生物合成药物学[M】 E京：化学工业出版社。2000