厌氧_好氧两级生化法处理土霉素生产废水_王培京

厌氧-好氧两级生化法处理土霉素生产废水王培京(中国矿业大学(北京校区),北京100083)刘战宇葛平(平顶山煤业集团天成环保工程公司,河南467000)桑义敏王通(中国矿业大学(北京校区),北京100083)摘要采用UASB厌氧工艺和SBR好氧工艺可联合处理高浓度土霉素制药废水,废水出水水质符合GB8978-1996二级排放标准。结合工程实际,介绍了在工程调试过程中,使UASB和SBR达到设计运行负荷的条件及调试经验。关键词UASBSBR生化法土霉素废水1引言自从青霉素被发现以来,各种抗生素被大量应用于临床来控制病菌感染。但是目前我国抗生素的研究和生产与国外的先进水平相比还有不少差距,尤其在抗生素的筛选、生产等方面差距更大。抗生素生产原料主要为粮食产品,在生产过程中原料消耗大且利用率低,只有部分转化为产品和供微生物生命活动,废水有机物浓度高,且含有大量的氨氮、草酸和抗生素。2废水来源和水质河南省平顶山市某制药厂土霉素生产采用微生物发酵法,在生产过程中要产生一定量的高浓度有机废水外排入湛河,给当地的水环境造成一定的影响。其生产中的主要排污点见图1。图1土霉素生产中排污点示意图由图1可以看出,废水主要是由发酵罐冲洗废水、冲洗板框压滤机废水和分离提取后剩下的结晶母液组成。污染物主要有发酵菌丝体、糖类、脂肪类、蛋白质类及抗生素,这种废水污染负荷高,有抗菌性。其中结晶母液的CODCr浓度最大,污染成分最复杂,但是在大量低浓度发酵罐冲洗水和板框压滤机冲洗水的稀释后,全部流往废水处理站的废水的CODCr浓度降为4500～5500mgL。发酵液预处理时要加入酸,因而废水pH值为5.0～6.0,水质偏酸性。总废水量130m3d。原水水质见表1。表1原水水质和排放标准项目BOD5mg·L-1CODCrmg·L-1SSmg·L-1pH废水水质21004500～550010005.0～6.0排放标准60≤150≤2006～93工艺设计由于厂方可建处理站的面积有限,该种类废水的CODCr又比较高,且好氧法处理高浓度有机废水有其自身的缺陷,因而仅用单一的好氧处理很难实现达标排放,但是厌氧法却对处理高浓度有机废水有一定优势。制药废水中含有抗生素,对好氧菌种有毒性,能抑制好氧菌的活性。然而厌氧菌却能进行好氧菌所不能进行的解毒反应,能将废水中的抗生素有效地降解。从厌氧降解三阶段理论来分析,在降解过程中,主要发生抑制作用的是在产甲烷阶段,酸化阶段细菌的适应能力强,能耐很高的毒物浓度,能充分利用第一阶段水解菌的产物,使抗生素及其代谢中间产物得以降解,有利于最后阶段产甲烷过程和后续处理。虽然厌氧法能直接处理高浓度有机废水,但是厌氧法出水的CODCr、BOD5浓度仍很高,且带有臭味,不能直接排放,因而考虑增加好氧处理来克服厌氧处理的缺点。另外,利用厌氧法处理高浓度有机废水不仅最大限度的净化水质,同时还可回收生物能———沼气,故而提出图2所示废水处理工艺流程。4工艺流程说明4.1收集沉淀池27环境工程2003年2月第21卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2003.01.008图2土霉素生产废水处理工艺流程图从生产区来的高浓度有机废水流量为130m3d,故有效容积为130m3。4.2调节池因为来水水质一日内变化比较大,且厂区需将一定量的受轻微污染的废水外排,故将这部分废水引入调节池作为稀释水,这样可将原水CODCr浓度稳定在2500mgL左右。调节池流量为300m3d。4.3UASB罐厌氧处理采用UASB(上流式厌氧污泥床)反应器。三相分离器设置在反应器的上部沉淀区内,在三相分离器的下面是生化反应区(厌氧发酵区)。为了增强微生物的生长环境,特在生化反应区内悬挂了一定量的软性纤维填料。废水从反应器底部进入,流量通过安装在管道上的转子流量计确定。4.4预曝沉淀池尽管UASB设有三相分离器,但是厌氧出水中仍然会含有CO2、H2S等还原性物质,并且H2S对好氧菌有毒性,为了减少这些还原性物质在好氧池中对氧的占用,特设了预曝气池,一方面是吹脱CO2、H2S等还原性物质,另一方面是沉淀厌氧出水中的厌氧污泥。4.5SBR反应池在预曝沉淀池后面设置了SBR(序批式间歇活性污泥法)反应池,该工艺与连续流活性污泥法相比,基建费用可节省30%,运行费用可节省20%。SBR技术主要特点:(1)结构简单,占地面积少,基建费用与运行费用低;(2)不易产生污泥膨胀,污泥沉淀性能好,泥水分离效果好;(3)耐冲击负荷较高,对进水水质的波动具有较好的适应性,运行稳定可靠。(4)具有较高的脱氮除磷效果。5调试运行在保证来水稳定均匀的情况下,工程的调试运行主要是厌氧细菌和好氧细菌的富集、培养和驯化。对于UASB厌氧微生物的培养,第一步是从附近的啤酒厂和味精厂运来厌氧污泥,向UASB罐内加装污泥至罐