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发酵类制药废水处理要领
已阅:634  2017-4-1 12:53:35钱柜脚游

    正在已往的几十年中,跟着我国经济的快速生长,环境污染题目也日趋严峻。伴随着生齿增添、经济发展和城市化历程的加速,水资源欠缺、水环境净化、水生态受损状况惊心动魄,火平安正在成为新时期经济社会生长的基础性、全局性和战略性题目[1]。

    制药生产过程中发生的有机废水是公认的严峻水环境污染源之一。我国制药产业存在着企业数目多、消费范围小、结构疏散、质料投入大但产出小、净化凸起的题目。从2008年起,我国最先实行《制药产业水污染物排放尺度》(GB 21908—2008)。该尺度中的目标均比美国尺度严厉,比方:发酵类企业的COD、BOD和总氰化物排放尺度均取欧盟尺度靠近[2],个中COD的排放限值低落到了120 mg/L,而之前的限值是300 mg/L,但多半企业排水均不克不及到达新的排放尺度,纵然可以或许达标排放,极高的运转处置惩罚用度也令企业运转寸步难行。因而寻觅一种处置惩罚结果好、基建及运转用度公道的工艺曾经成为制药废水处理迫不及待的义务。

    笔者以制药废水中具有代表性的发酵类有机废水为研讨工具,经由过程轮回式活性污泥(CASS)工艺和特异性好氧挪动床生物膜法(SMBBR)工艺对内蒙古某制药厂的发酵类制药废水停止处置惩罚,对照剖析了两种工艺的各自特性和对北方严寒区域发酵类废水的处置惩罚结果。

1 两种工艺简介
  CASS工艺流程:综合废水→调治池→一级水解酸化池→CASS池→二级水解酸化池→打仗氧化池→二沉池→排水。
  SMBBR工艺是基于挪动床生物膜法(MBBR)的一种革新手艺,其兼具传统流化床和生物打仗氧化法二者的长处,选用特别的SDC-03型生物载体作为填料,选用特定的具有很强的生命力和兴旺的滋生才能,能顺应种种不良的情况前提的下活性反硝化菌DNF409作为菌种,组合成SMBBR工艺。SMBBR经由过程曝气和水流的提拔感化使填料处于流化状况[3],进步废水取悬浮填料的打仗次数,延伸反应时间且动力斲丧极低[4]。SMBBR工艺流程:综合废水→调治池→一级水解酸化池→单一SMBBR池→二级水解酸化池→打仗氧化池→二沉池→排水。SMBBR工艺装配睹图1。

图1 SMBBR工艺装配

    取CASS工艺比拟,SMBBR工艺中单元容积反应器内微生物量为CASS工艺的5~20倍,处置惩罚能力强,对水质、水量、水温更改的适应性强;生物膜含水率比CASS池低,不会泛起污泥收缩征象,能包管出水悬浮物含量较低,运转管理轻易;盈余污泥产量为CASS池的1/4,污泥措置用度低;食物链较少,生物膜内同时存在硝化取反硝化回响反映,所需空间少、占地省[5];COD负荷率下,氛围氧利用率下,抗打击负荷能力强,不需要设置回流,能耗较低。

2 实行要领
2.1 本火水质
  本火来自某生物制药有限公司,该公司的综合废水处理接纳“调治池+一级水解酸化池+CASS池+二级水解酸化池+打仗氧化池+二沉池”工艺,本实验用火取自该公司污水处理厂的一级水解酸化池出水,一级水解酸化池的进水是经由调治池和物理处置惩罚后的出水。该公司重要消费辅酶Q10,废水重要污染物为生物发酵盈余的营养物质、生物代谢产品等。本火的水质水量转变较大,其身分庞大,碳氮营养比例平衡(氮源过剩),硫酸盐和悬浮物含量下,废水带有较重的色彩和气息,易发生泡沫,含有具有抑菌作用的易降解物资。本火水质状况睹表1。

2.2 剖析项目取测定要领
  水质剖析要领:COD、NH3-N、TN、TP、SS、色度均按文献中[6]划定的要领停止测定。溶解氧、温度接纳便携式溶氧仪测定,pH接纳PB-S型pH计测定。
  本实行经由远1个月的平行对照实行,并每隔5 d与CASS池和SMBBR回响反映池出水停止测定,对CASS工艺和SMBBR工艺处置惩罚发酵类制药废水各污染物的去除结果停止剖析。

3 效果剖析取议论
3.1 COD的去除结果对照
  CASS工艺和SMBBR工艺对COD的去除结果对照睹图2。

图2 CASS和SMBBR对COD的去除结果

    从图2能够看出,进水的COD正在970~1 460 mg/L,水质转变颠簸较大,跟着回响反映的络续停止,CASS和SMBBR工艺对COD的去除率离别为65.88%~78.13%和63.12%~80.52%,均匀去除率离别为72.54%和72.81%。两种工艺对COD的去除率相差不大,然则SMBBR正在进水COD较高时其对应的去除率高于CASS工艺,重要是由于正在SMBBR工艺中,加大水量时,生物填料仍然可以或许保存大量的生物膜,使SMBBR体系的抗打击性加强。在前13 d里CASS池的出水结果优于SMBBR工艺,剖析缘由是因为进水COD络续低落,SMBBR体系中微生物降解有机物的速度较小,其降解才能不克不及充分发挥而至。正在实行前期,跟着进水COD的络续增大,增进了SMBBR载体上的生物膜微生物的发展,进步了降解速度,故COD去除率得到了进步[7]。和CASS工艺比拟,SMBBR具有较下的COD负荷率,较下的氛围氧利用率且微生物的食物链少等上风。

3.2 NH3-N的去除结果对照
  CASS工艺和SMBBR工艺对NH3-N的去除结果对照睹图3。

图3 CASS和SMBBR对NH3-N的去除结果

    从图3能够看出,进水的NH3-N正在310~370 mg/L,CASS和SMBBR工艺对NH3-N的去除率离别为25.53%~29.77%和29.17%~33.3%,均匀去除率离别为27.61%和29.96%。效果注解,SMBBR脱氮结果略好于CASS工艺。这两种工艺对NH3-N均有肯定的去除结果,然则因为进水NH3-N较下,碳源缺乏,故两者对NH3-N的去除率其实不是很高。稳固运转后,SMBBR出水的NH3-N始终保持正在260 mg/L以下,最低到达220 mg/L。取CASS工艺比拟,废水取SMBBR填料上的生物膜打仗得越发频仍,悬浮填料有利于硝化细菌的聚集,载体上含有雄厚的下活性硝化菌和亚硝化菌,这些细菌极易吸附发展于SDC-03型载体外面,可制止果水力冲洗而流失,体系的生态构造正在载体上连结着较稳固的动态平衡,故SMBBR工艺对NH3-N的去除率高于CASS工艺。然则正在第11天时,CASS工艺的去除率高于SMBBR工艺,剖析缘由是因为跟着回响反映的络续停止,SMBBR中填料的亲水性络续加强,填料显现中央悬浮状况,动力斲丧削减,曝宇量相对减小,溶氧相对低落,较低的溶氧优先被活性更强的异养菌应用以降解有机物,而没法知足硝化菌停止硝化回响反映所需,间接致使出水的NH3-N较下,正在从新调解曝宇量后,出水的NH3-N有所低落。

3.3 TP的去除结果对照
  CASS工艺和SMBBR工艺对TP的去除结果对照睹图4。

图4 CASS和SMBBR对TP的去除结果

    从图4能够看出,进水的TP正在37.65~45.76 mg/L,跟着回响反映的络续停止,CASS和SMBBR工艺对TP的去除率离别为66.09%~73.60%和79.14%~85.75%,均匀去除率离别为69.27%和82.71%。从图中能够显着看出,SMBBR工艺对发酵类制药废水TP的去除结果优于CASS工艺。剖析缘由是因为CASS回响反映池内可构成厌氧、缺氧、好氧瓜代的情况,具有肯定的脱氮除磷功用,然则CASS池回流比的巨细影响了释磷菌的数目和除磷的结果[8],反应器正在运转历程中厌氧情况泛起的工夫很短,厌氧阶段其实不显着,只是正在沉淀阶段的前期或排水阶段泛起了厌氧段,并且因为可应用的溶解性有机基质缺乏,使得聚磷菌没有完整释磷[9],而厌氧段的释磷量取好氧段的吸磷量具有优越的正相关性[10],从而使其鄙人一周期中的好氧阶段吸磷结果差。而SMBBR填料上附着发展的微生物为世代时间长、发展迟缓的细菌发明了优越的发展情况[11]。因为聚磷菌、硝化菌、反硝化菌及多种其他的微生物配合发展正在一个体系内,SMBBR体系有优越的厌氧→缺氧→好氧如许的一个历程,能将聚磷微生物经由厌氧释磷后间接进入生化效力较下的好氧情况,聚磷菌正在厌氧区构成的吸磷动力能够充分利用,填料上的微生物能够完好天经由厌氧→好氧情况并完成磷的厌氧开释亲睦氧吸取历程,使磷的去除率得以进步。恰是因为这些特性,使SMBBR体系的除磷结果优于CASS体系,且抗TP打击才能比CASS工艺更有上风。

3.4 色度的去除结果对照
  CASS工艺和SMBBR工艺对色度的去除结果对照睹图5。

图5 CASS和SMBBR工艺对色度的去除结果

    发酵类制药废水色度较下,进水色度正在150~200倍。CASS池出水色度正在130~180倍,而SMBBR池出水色度正在120~155倍,CASS工艺和SMBBR工艺对发酵类制药废水色度的均匀去除率离别正在12.45%和22.32%。对照之下,SMBBR工艺对色度的去除率高于CASS工艺。剖析缘由是由于正在SMBBR体系中废水取悬浮填料充裕打仗混淆,含有发色基团的大分子污染物起首被截留并被填料上附着的生物膜吸附,进而正在水解酸化菌的感化下获得降解脱色,那是物理吸附取生物降解的结合感化历程,因为SMBBR上的生物量较大,因而对色度的去除结果较稳固[12]。然则正在第11天时,因为进水色度突然低落,CASS池的去除率随进水色度的低落而相对有所进步,而SMBBR中因为SDC-03型填料亲水性的络续加强,雷同的曝宇量下对生物膜的冲洗感化相对增大,填料上的生物量有所颠簸,SMBBR的去除率有所下落。前期经由过程调治曝宇量,使SMBBR的去除率趋于稳固。

3.5 SS的去除结果对照
  CASS工艺和SMBBR工艺对SS的去除结果对照睹图6。

图6 CASS和SMBBR工艺对SS的去除结果

    发酵类制药废水的特性之一是悬浮物含量下且随水质水量转变大。因为废水中SS重要为发酵的剩余培养基和发酵发生的微生物菌体[2],故进水中SS含量随水质水量的转变颠簸较大,正在270~630 mg/L之间转变。而SMBBR工艺对SS的均匀去除率为76.63%,高于CASS工艺的70.26%。剖析缘由,一方面发酵类制药废水水质水量转变大,水力负荷较大,而正在CASS体系中曝宇量比较大,气流和水流对污泥颗粒物有很大的冲洗感化。CASS回响反映池中污泥质量浓度为3 500~4 500 mg/L,比SMBBR体系下3~4倍,以是出水的SS较下。另一方面是因为SMBBR体系填料的截留感化、膜的吸附感化和膜外面堆积层的筛滤、吸附感化可将有机物截留于反应器中并继承降解[13],使得SMBBR体系中的生物降解感化加强,SS的去除率高于CASS工艺。

4 结论
  (1)经由过程SMBBR取CASS工艺的对照实行发明,SMBBR工艺对去除发酵废水中TP、色度、SS的上风更加显着,SMBBR工艺对TP、色度、SS的均匀去除率比CASS工艺离别高出约14%、10%、7%阁下。SMBBR对NH3-N的均匀去除率为29.96%,对COD的去除率为72.81%,比拟于CASS工艺的27.61%和72.54%无显着上风,但抗打击才能较强,出水相对稳固。
  (2)SMBBR反应器比拟于CASS反应器的上风在于:微生物量大,对水质水量适应性强;生物膜含水率比活性污泥低,盈余污泥少,无污泥收缩征象,污泥措置用度低;无需设置回流,悬浮填料动力斲丧少,曝宇量小,能耗较低。综合思索,SMBBR工艺的处置惩罚结果不只略高于CASS工艺,并且掌握越发天真、运转管理更加简朴。
  (3)正在北方地区,雷同运转参数下处置惩罚发酵类制药废水,SMBBR工艺结果优于CASS工艺 。SMBBR工艺中悬浮填料对细菌的聚集感化对照显着。

 
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