厌氧—好氧生化法处理制药废水工程调试及管理
制药废水成分复杂、污染物浓度高、pH值经常变化、带有颜色和气味、悬浮物含量高、含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性，属浓度难降解有机废水,是我国工业废水治理的重点。许多制药企业根据GMP改造要求，建成了较完善的废水处理设施，但不熟悉制药废水调试和运行管理特点，废水处理设施不能充分发挥其处理效果，例如，厌氧池和生物接触氧化池不能正常生长代谢、挂膜效果不佳、废水处理站建成后长期难以投入正常运行、废水不能达标排放。本文对广州某制药厂废水处理系统的调试及日常管理心得进行小结，希望与同行进行交流、探讨，做好制药废水调试与运行管理工作，以保证废水处理系统正常运转。
1、工程概况
广州某制药厂原有一套两级生物接触氧化处理系统，用来处理全厂废水，近几年生产不断发展和产品结构变化，尤其是头孢类产品的废水中含有大量的抗生素物质，对废水站的生化处理系统有较大抑制作用，使废水不能达标排放。该厂在GMP改造时，新建一套厌氧—好氧生化废水处理系统。高浓度生产废水经厌氧—好氧生化处理后，和生活废水混合进入原两级生物接触氧化处理系统处理，确保全厂废水达标排放。
1.1全厂废水来源及水质
全厂废水水质见表1。
2.调试
全厂废水处理站的调试主要是生物处理池的生物菌培养和驯化，即厌氧池、生物铁微电解和生物接触氧化池的调试，在厌氧池、生物铁微电解池和生物接触氧化池分别实现生物菌正常的新陈代谢。
该制药厂废水处理站于2003年5月建成投入试运行，厌氧池以生物铁和半软性尼龙为填料，生物接触氧化池和生物铁微电解池悬挂弹性立体填料，沉淀池填料为聚丙烯斜管蜂窝填料，生物接触氧化池采用微孔曝气器进行曝气，生物铁微电解池采用曝气软管。制药废水具有毒性和抗生素类难生物降解物，为加快挂膜速度，缩短调试时间，采用接种培菌，使设施尽快投入运行。
2.1厌氧调试
2.1.1接种污泥的选择与处理
可引进同类特征废水的污泥接种，应尽量选用含甲烷菌多的污泥，如城市废水处理厂厌氧消化污泥，经脱水的厌氧、好氧污泥，以及长期贮存、排放废水的阴沟、水塘污泥等。对过稠的接种污泥，可用水稀释、过滤、沉淀，去除污泥中夹带的大颗粒固体和漂浮杂物。
2.1.2影响调试的因素
影响调试的因素，除接种污泥外，还有废水的水质特征、有机质负荷和有毒污染物负荷、环境条件、填料种类等。厌氧调试所需时间较长，一般16～24周不等。
⑴pH值 pH值变化将直接影响产甲烷菌的生存与活动，厌氧池pH值应维持在6.5～7.8之间，最佳范围在6.8～7.5左右。厌氧池具有一定的缓冲能力，正常运行时，进水pH值可略低于上述值。
⑵温度 采用中温调试。大多数产甲烷菌的适宜温度在中温35～40℃之间，中温条件下，产甲烷菌种类多，易培养驯化、活性高。应控制厌氧池温度波动范围一般1d不宜超过±2℃，避免温度超过42℃。
⑶碱度 合理的厌氧池碱度（以CaCO3计）范围为2000～4000mg/L，
⑷基质的碳、氮、磷比例及微量元素 厌氧处理要维持正常运行，废水中必须含有足够的细菌用以合成自身细胞物质的化合物。甲烷菌的主要营养物质为氮、磷、钾和硫及其它必需的微量元素。厌氧池中营养物质比例一般取BOD5:N:P＝（200～300）：5：1，而生物接触氧化池和生物铁微电解池中主要营养物质的比例一般取BOD5:N:P＝100：5：1。细菌所需要的微量元素非常少，但微量元素的缺乏能够导致细菌活力下降，在调试阶段应加适量的微量元素。
2.1.3厌氧池调试操作
⑴将接种污泥投入厌氧池，用稀释的废水浸泡2d，调节厌氧池内pH值约在7.0～7.5之间。
⑵向厌氧池注入生产废水约1/3池容，再补充生活废水至设计容量，调试初始应采用较低负荷，一般约为正常运行负荷的1/6～1/4，或取0.1～0.3kgCOD/(m3·d)。
⑶按约1/4设计处理量连续进水。
废水处理设计方案中厌氧池无回流泵，在调试阶段，应安装临时回流泵，将厌氧池出水回流，以增加池内生物菌数量，以免污泥大量流失，回流比约1：4。生物接触氧化池同期进行调试，为防止调试阶段厌氧池高浓度废水对生物接触氧化池的冲击，应控制从厌氧池流入生物接触氧化池的废水量。
⑷应注意池内的温度变化，升温不能过快。当厌氧池出水pH＜6.5时应增加进水中的碱量，要及时对pH进行检测。
⑸在上述情况下稳定运行2～3周，可逐步提高厌氧池容积负荷。每次提高0.3kgCOD/(m3.d)左右，稳定运行时间2周左右。
在此期间，应注意观察厌氧池出水情况，若pH降低，应加大投碱量，若调整负荷后发生异常应采取降低负荷或暂时停止进水等措施，待稳定后再提高负荷。
⑹若出水水质效果好且稳定时，可逐步加大从厌氧池到生物铁微电解池的水量，最终实现厌氧池出水全部流入生物接触氧化池。
⑺当厌氧池进水浓度提高至原水浓度，直接进水，应经10d稳定观察，正常运行，可逐步取消回流泵。
⑻正常的成熟污泥呈深灰到黑色，带焦油气，无硫化氢臭，pH值在7.0～7.5之间，污泥易脱水和干化。当进水量达到设计要求，并取得较高的处理效率，产气量大，含甲烷成分高时，可认为厌氧调试基本结束。
2.2好氧生化处理调试
好氧生化处理调试包括生物铁微电解池和生物接触氧化池调试。
2.2.1主要控制条件
⑴pH 氧化池pH值应维持在6.0～8.5之间，若进水pH值急剧变化，在pH＜5或pH值＞10.5时，将引起生物膜脱落，这时应投加化学药剂予以中和，使其保持在正常范围。
⑵溶解氧 应确保生物接触氧化池和生物铁微电解池内废水中有足够的溶解氧，一般以2～4mg/L为宜。
2.2.2好氧生化处理调试操作
⑴将从外运来的活性污泥投入生物接触氧化池，污泥量为池容的0.01～0.05。
⑵将预曝气调节池废水泵入生物接触氧化池1/5～1/3池容，再加满自来水，控制此时生化池水中的pH值为7或稍大于7,由于此时池内污染物浓度较高,不必加入营养物和碳源。
⑶启动罗茨鼓风机，闷曝（不进水连续曝气）8h后，停止曝气静置沉淀0.5h，再继续闷曝，以后曝气每隔8h可停止曝气静置沉淀0.5h然后继续曝气。
⑷闷曝气1d后，可从调节池少量补充废水。
⑸在曝气过程中要控制生化池中溶解氧含量在2～4mg/l之间，并需测试污泥沉降比，若该值逐渐减少，说明这些污泥已粘附在填料上。
⑹每天加入适量的微量元素、更换约1/3池容的废水，经过数日闷曝气、静置沉淀、补充废水之后，可以按设计流量的1/3～1/2连续水。
为防止进水量太小影响潜水废水泵的寿命，在废水泵安装时，应在泵后安装一带闸阀的回流支管，使一部分通过支管回流至调节池。
⑺驯化与培菌同时进行，挂膜速度很快，一般一周后在填料表面上，就可以看到有很薄的一层膜。
⑻若微生物膜增殖正常，约7d后，生物接触氧化池出水一部分可流入沉淀池，一部分仍然回流至调节池。即可连续进水、回流。
⑼大约20d后，填料上将挂上一层橙黑色生物膜，可按设计水量进水。
⑽在此情况下能稳定运行1个月左右，这时挂膜基本完成，微生物开始大量繁殖。此时应密切注意监测水质变化情况，避免负荷突变对生化池造成冲击。
若液面有大量泡沫产生且数量不断增加，覆盖生化池，说明曝气量过大或有大量合成洗涤剂与其它物质进入，应减少曝气量，投加除泡剂，也可以在生化池周边安装自来水蓬头喷淋去除泡沫。
⑾随着时间的延长，生物膜开始新陈代谢，老膜开始剥落，出水中出现悬浮物，标志着挂膜阶段结束，可进入正常运行。
2.2.3生化池运行状态判断
生化池运行状态可根据以下情况判断：
⑴颜色：运行良好时混合液呈棕褐色，且色泽鲜明；运行恶化时呈深褐色或黑色。
⑵气味：运行良好时不产生讨厌气味，应为略带霉味的泥土气味；运行恶化时废水有一种类似腐败的鸡蛋的恶臭味。
⑶泡沫：在生化池内出现少量的泡沫，属正常现象；在出水中出现白色泡沫翻滚，表示悬浮固体浓度过高。
⑷pH值：运行正常，pH值应在6.5～8.5之间，若下降，可能是曝气过量，有毒物质进入，可加入生石灰（或工业Na2CO3）进行调节。
当厌氧池调试完成之后，好氧生化池运行正常，整个调试工作基本结束。
2.3注意事项
⑴在水力冲击下，厌氧池和好氧生化池内束状填料可能发生纤维束缠绕、成团、断裂等现象，缠绕、成团有可能是安装不利造成的，可适当加大水力负荷和曝气强度来解决。纤维束断裂，应及时更换。
⑵好氧生化池调试开始时，曝气量应从小气量开始，随着废水进水量增加而逐步增大，保证生化池废水中溶解氧约2～4mg/l。
⑶调试阶段每周应对厌氧池和好氧生化池的进出水质取样检测，了解水质变化情况，掌握生物膜生长状况。
⑷厌氧池和好氧生化池应预留一条束状弹性立体填料，纲绳上端系绑在操作平台护栏上，填料部分自然垂落入废水中，下端不要固定，调试一段时间后或日常运行时，可将此填料束拉出水面查看生物膜生长情况。
3日常运行管理
废水处理站调试完成后，即可投入正常运行，日常管理工作也很重要，主要包括各废水处理工艺单元的管理、设备维护保养和安全操作等，若管理不善，会造成生物膜脱落，影响厌氧消化和好氧生化处理效果，废水难以达标排放。
⑴该制药厂连续生产，废水站应24h有专人管理。
⑵各岗位应有工艺系统网络图、安全操作规程等，并应示于明显部位。
⑶废水站运行管理人员必须熟悉本站废水处理工艺和设施、设备的运行要求与技术指标，运行管理人员和操作人员应按要求巡视检查构筑物、设备、电器和仪表的运行情况，并如实作相关运行记录，包括每天进水量、有无异常情况、设备故障等。
⑷操作人员发现运行各处理单元或设备运行不正常时，应及时处理或上报主管部门，罗茨鼓风机、水泵等设备出现故障时，应启动备用设备，自动控制系统出现故障时应启动手动控制系统，并立即上报，请相关专业人员维修，不要擅自拆卸。
⑸根据各设备要求，定时检查，添加或更换润滑油。
⑹构筑物的结构及各种闸阀、护栏、管道、支架和盖板等定期进行检查、维修及防腐处理，并及时更换被损坏的照明设备。
⑺及时清运格栅池内栅渣，经常巡查并清理池面上的漂浮杂物，如树叶、塑料袋等，以免堵塞管道及水泵。沉淀池污泥每周抽排一次。
⑻了解掌握车间生产及排放废水变化情况，及时采取措施，避免厌氧池负荷突变，影响生物膜生长。
⑼如果出现设备或供电故障使罗次鼓风机不能正常工作，导致好氧生化池不能曝气的情况，应及时请有关人员排除故障，每次停止曝气时间不能超过8h，以免生物膜脱落。
⑽应经常观察好氧生化池生物膜生长状况、上清液透明度、污泥颜色、状态、气味等，并定时测试和计算反映污泥特性的有关项目。因水温、水质的变化而在沉淀池引起的污泥膨胀、污泥上浮等不正常现象，应分析原因，并针对具体情况，调整系统运行工况，采取适当措施恢复正常。
⑾每周至少一次抽取各处理工艺单元水样进行检测，掌握各处理单元处理效率和水质变化等运行情况，并做好相关记录。
4结语
制药废水成分复杂，处理较难，调试和日常运行管理十分重要，生产不同药品所产生的废水水质有很大差别，运行时应根据具体水质，采取相应的措施，确保生化池的正常运转。
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