水解酸化在高浓度制药废水处理中的应用性研究
1 工程概况
广东省新北江制药股份有限公司生产废水主要为妥布霉素、洛伐他丁、盐霉素钠盐生产工艺过程中排放的生产废水，含有表面活性剂、残余抗生素、硫酸根、溶媒等多种抑制物质．虽然其BOD /COD>0．35，理论上属于可生化废水，但是废水中污染物浓度高，成分复杂，色度高，生物毒性大，且pH变化范围大在1～14之间变化，水质、水量波动大，属有一定处理难度的抗生素废水。该生产废水经处理后将排人城市下水道，按规定执行《广东省污水排放标准》。其主要水质标准如下：COD：300 mg ·L-1；BOD：60 mg ·L-1；pH ：6 ～9；SS：200mg·L-1。目前，该厂排水量为1 100 m ·d-1，COD浓度为7 000 mg·L-1，COD排放总量为7．7t·d-1。若直接采用好氧处理难以达到预期的效果，因此在该工程中，针对上述水质特点，并根据国内外成功的经验，采用水解酸化+好氧处理工艺，该工艺流程见图1。
.jpg) |
水解酸化工艺的作用机理为：考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时问段短的厌氧处理第1阶段，即在大量水解细菌、产酸菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程．水解酸化工艺作为各种生化处理的预处理，可改进废水的可生化性，为废水的有效处理创造良好的条件。
该工程以ABR作为水解酸化反应器，利用其水解酸化作用将废水中的大量悬浮物(主要是菌渣)及大分子有机物水解，转化成小分子有机物，提高废水的可生化性，同时除去部分COD；废水中的大量微生物将废水中(主要是菌渣中)的大量残余效价杀死，减少其对SBR反应池中微生物的抑制作用，提高SBR反应池的去除率。
经过七个月的调试和运行，结果令人满意水水质达到广东省污水排放标准
2 水解酸化池
本设计中将水解酸化池——ABR设计为两个并联的池子，每个池子的池体尺寸分为三格L×B×H=22．7 m×8．25 m×6．5 m，第一格下流室和第二格上流室池子宽之比约为l：3，第三格为1：4．每格内均有3 m高的弹性立体填料，既改善水流状态和传质效果，又有利于强化沉淀效果及防止污泥流失。且为了防止污泥流失和使污泥和有机物更充分接触，在第三格靠近溢流堰处安装了空气提升器以回流污泥．池体总容积为2400m3，有效容积为2 000 m3，设计处理水量为1 000 m3。d-1水力停留时问为48 h，设计COD去除率为25％。
3 水解酸化池的调试
何强等采用好氧预挂膜的方法加速厌氧生物膜反应器的启动，但增加了动力设备；崔玉波等氧活性污泥接种培养酸化菌膜，无需曝气。该工程水解酸化池以其后续好氧处理工艺——sBR池产生的污泥作为接种污泥，在一个月后，填料上挂上一层结实的生物膜，从测定结果看酸化作用明显，系统进入稳定运行期。
4 水解酸化池的稳定运行
在稳定运行过程中，对曝气和回流对水解酸化的影响进行了研究。由于水解酸化的升流速度大于1 m/s时处理效果不好，又因其设计回流为30％，因此确定回流量为70％，30％，0％时分别作对比．
4.1 曝气对水解酸化的影响
将1# 回流为70％，2# 回流为30％，两个池子的处理效果见表1。
 |
由表1可知1# 的平均去除率为8．87％，2# 的为9．73％，出水pH值差别不大．在这期问溶解性COD/总COD的情况见图2。
 |
将1#不回流，2#回流30％时，两组池子的处理 效果进行比较，其处理效果见表2。
 |
这段时问内对非溶解性大分子有机物的降解情况见图3。
 |
4.2 曝气对水解酸化的影响
分别对两组酸化池的曝气进行对比．其中1#不曝气，2# 微曝，其处理效果和pH值情况见表3．其中溶解性COD/总COD的对比情况见图4．
 |
 |
4.3 系统稳定运行阶段的处理效果
在系统稳定运行阶段，由于水解酸化的预处理作用，提高了废水的可生化性，SBR池的COD去除率在90.34％ ～95.25％ 之间，系统出水COD为183～291，低于300，在这里不做赘述．经过一个月的稳定运行，整个系统达到排放标准。
5 问题与讨论
5.1 pH 值
在系统运行的整个过程中，不管曝气与回流与否进出水pH值差别均很大，经分析认为是由于原水的pH过低，这是因为水解酸化会产生大量的有机酸．我们用强碱NaOH来提高进水的pH值，这样由于水中缺乏一定的碱度，而不能对产生的挥发性有机酸的酸度有一定的缓冲作用，从而造成了挥发性有机酸的积累．在以后的工程中建议用Ca(OH)2来提高原水的pH值，这样可以对产生的挥发性有机酸有一定的缓冲作用，并为水解酸化细菌创造良好的生长条件。
5.2 COD去除率和溶解性COD/总COD
水解酸化池对COD的设计去除率为25％，在实际运行过程中我们发现它对COD的去除率并未达到设计要求，而且由表1、2、3知，曝气与回流对水解酸化池的去除率影响不大.这是因为水解酸化过程中，进出水中的COD和BOD 浓度的变化可能有以下3种情况：① 降低，但最大不超过20％ ～30％；②与原水持平(如以葡萄糖为水解酸化底物时即出现此情形)；③ 略有升高(高分子复杂有机物的水解酸化时).由于该工程原水中菌渣较多，水解酸化池将难溶解的菌渣转化成可溶性有机物，使得从COD的去除率来看水解酸化效果不明显．但经过水解酸化后溶解性COD/总COD大大提高，降低了抗生素的毒性，为SBR池的稳定运行创造了条件.所以，水解酸化去除率与原来的设计有所不符，但它在整个系统中的作用已充分发挥出来，这与设计水解酸化池的目的是相吻合的。
5.3 水力停留时间
预酸化有明显的优点，但完全酸化对后续的好氧处理不利，开始时，我们认为水力停留时间太长，可能对SBR的处理效果不利，但运行结果表明SBR的平均去除率在90％以上，因此设计水力停留时问为48 h是合适的.
5.4 曝气与回流
由图2和图3可知该水解酸化池回流0％ 、30％ 、70％ 时溶解性COD/总COD的比值依次降低，由图4可知不曝气比曝气时溶解性COD/总COD高．对于不曝气，这是由于水解酸化本身所需氧气很少，一般控制在0．5 mg·L 以下，接近厌氧，该系统不完全密闭，空气中的氧气已经足够维持其处于水解酸化状态．曝气过量反而会影响微生物的生长繁殖。
对于不回流，是由于微生物以固着生长为主，不易流失。因此不需要污泥回流和搅拌设备。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
