ABR+复合好氧反应器+BAF处理中药废水.pdf

A B R 复合好氧反应器 B A F 处理中药废水 王白杨 凌 晓 赵方方 果志强 南昌大学环境与化学工程学院, 南昌 330031 摘要 中药制药废水成分复杂, 水质变化大, 可生化性较好。 采用 A B R 复合好氧反应器 B A F工艺处理中药废水, 运行结果表明 C O D 、B O D 5、N H3- N 、及 S S 平均去除率分别达 95、98. 7、73. 3和 93. 5, 出水水质达 G B 8978-1996 污水综合排放标准一级标准。 关键词 A B R ; 复合好氧反应器; B A F ; 中药废水 T R E A T I N GT R A D I T I O N A LC H I N E S EME D I C I N EWA S T EWA T E RB Y P R O C E S SO FA B R - C O MP L E XA E R O B I CR E A C T O R - B A F Wa n gB a i y a n g L i n gX i a o Z h a oF a n g f a n g G u oZ h i q i a n g S c h o o l o f E n v i r o n m e n t a n dC h e mi c a l E n g i n e e r i n go f N a n c h a n gU n i v e r s i t y , N a n c h a n g330031, C h i n a Ab s t r a c t T h ec o mp o n e n t so f t h ep h a r ma c e u t i c a l w a s t e w a t e r o f t r a d i t i o n a l C h i n e s eme d i c i n ea r ec o mp l i c a t e d .A n dt h ec h a n g e i nw a t e r q u a l i t yi s g r e a t w i t ha b e t t e r b i o d e g r a d a b i l i t y .T h et r a d i t i o n a l C h i n e s em e d i c i n ew a s t ew a t e r w a s t r e a t e db yt h ep r o c e s s o f A B R - c o m p l e xa e r o b i cr e a c t o r - B A F .T h er e s u l t s s h o w e dt h a t t h er e mo v a l r a t eo f t h eC O D , B O D 5, N H3- Na n dS Sr e a c h e d r e s p e c t i v e l y97,98. 7,73. 3 a n d93. 5.T h ee f f l u e n t q u a l i t yme t t h ef i r s t l e v e l o f “I n t e g r a t e dWa s t e w a t e r D i s c h a r g e S t a n d a r d ” G B 8978- 1996 . Ke y wo r d s A B R ;c o mp l e xa e r o b i cr e a c t o r ;B A F ;t r a d i t i o n a l C h i n e s eme d i c i n ew a s t ew a t e r 1 工程概况 江西省宜春市某中药公司专业从事清热解毒口 服液、 小儿热咳口服液等中药口服液药品生产 。生产 过程中的废水主要来源于洗药废水 、 提取废水、洗瓶 废水、 设备清洗废水及车间地面清洗水。废水中主要 有机污染成分有 糖类 、有机酸、苷类 、木质素 、生物 碱 、 蛋白质 、单宁 、 鞣质 、 蒽醌 、 淀粉及其水解产物等。 废水的 C O D 、 悬浮物 、 水温均较高 , p H为 5 ～ 6, 废水 排放 属 间 歇 排 放 , 水 质 波 动 较 大 。 废 水 排 放 量 500 m 3 /d 。 废水中各种有机污染物含量较高, 废水 B /C 为 0. 4,可生化性较好 。因此采用 A B R 复合好氧反应 器 B A F 为主体生物处理工艺, 采用混凝沉淀 过 滤为辅助物化处理工艺。 2 水质水量 车间间歇排水,由调节池收集后均匀进入处理系 统 ,水量20 t /h 。废水水质及排放标准见表 1。出水 需严格执行 G B 8978- 1996污水综合排放标准 中的 一级标准。 表 1 废水水质及排放标准m g /L p H除外 项目ρ C O D ρ B O D5 ρ S S ρ N H3- N p H 废水水质1 600～ 2 000 800～ 1 000200 ～ 40030 ～ 405～ 6 排放标准1003070156～ 9 3 工艺流程 工艺流程见图 1。 图 1 工艺流程 生产综合废水经格栅井进入调节池, 在调节池内 调节水质水量,根据进水水质情况, 通过自动装置投 加碱液控制 p H 值 。投加 N a 2C O3和 P A C ,既可以混凝 沉淀一些大分子有机物 ,又可以提高 A B R 反应器的 33 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 碱度。混凝沉淀池出水进入 A B R , 经产甲烷菌作用, 降解有机物 , 有效去除部分 C O D 。 A B R出水自流进 入复合好氧池,复合好氧池通过附着型和悬浮型微生 物协同作用 ,有效去除大部分 C O D 和 N H3- N 。 复合好氧池出水自流进入二沉池进行固液分离, 沉淀污泥回流至复合好氧池 ,提高复合好氧池中的生 物量。二沉池出水流进 B A F 池进行深度处理 , 清水 溢流排放。 4 主要构筑物及运行效果 4. 1 格栅井 格栅井中设置两道格栅 ,通过格栅拦截废水中的 药渣。格栅对悬浮物的截留率达到 70以上 , 避免 污水泵堵塞和悬浮物在调节池沉积问题 。格栅井尺 寸 2. 5 m 1 m6 m , 有效水深 4 m 。设置栅条间距 分别为 30 m m 和10 m m 的人工格栅。定期轮换清洗 。 4. 2 调节池 通过调节池调节水量和水质 ,避免生化处理系统 出现剧烈的水量 、水质负 荷冲击。 尺寸为 7 m 7 m 6 m , 有效水深 4 m , 水力停留时间 9. 4 h 。调节 池进水端采用在线 p H自动控制系统投加 N a O H , 调 节 p H 为 7 ～ 8。 4. 3 混凝沉淀池 混凝沉淀池分为混凝反应区和沉淀区。混凝反 应区容积为 10 m 3, H R T 为 28. 8 m i n 。沉淀区为竖流 式 , 尺 寸 为3 m 3 m 4 m ,表 面 负 荷 2. 2 m 3 / m 2 h 。由于蒽醌类物质在调节池容易发 生衍化反应生成蒽酚, 且酚羟基越多酸性越强, 致使 调节池 p H 下降为 6,因此在调节池出水端设在线 p H 计 ,自动控制 N a 2C O3投加量, 使混凝池进水 p H为 7. 5～ 8。混凝剂采用聚合氯化铝 P A C ,可以沉淀蒽 醌类、鞣质和生物碱等物质, 为后续生物处理降低有 机负荷 ,其投加量为 25 m g /L 。混凝沉淀池的去除效 果见表 2。混凝沉淀对 C O D的平均去除率为 30, 对 B O D5平均去除率为 20, 对 S S 去 除率高达 75。混凝沉淀池具有稳定的处理效率。 表 2 混凝沉淀池的去除效果m g /L 项目ρ C O D ρ B O D 5 ρ S S 进水1 520760400 出水1 064608100 4. 4 A B R 折流式厌氧反应器 A B R 结构如图 2所示。 A B R尺寸为 14 m4 m 4 m , 分 5格 , 总有效容积 200 m 3 , 容积负荷 2. 5 k g / m 3 d , 水力停留时间 10 h 。与传统折流板厌氧反应器不同, 该 A B R通过 上 、 下配水系统使废水在反应器中折流运动。每格的 水流由两根导流管引到底部,由底部配水系统均匀配 水后向上流动, 经过底层的污泥层与微生物充分接 触 ,强化了泥水传质, 避免了死水区 ,处理效果稳定 。 图 2 A B R 剖面及平面图 A B R 接种污泥取自南昌市青山湖污水处理厂, 投加量为20 t ,经过90 d 的启动运行 ,池内污泥浓度达 8 g /L 。图 3是 A B R 在 90 d 运行期间对 C O D 的去除 结果。由图 3可知, 随着驯化的进行, 当 p H控制在 6. 5～ 7. 5时, A B R对 C O D 的去除率逐渐上升, C O D 的去除率从开始 2提高到第 85天的 40。至此 A B R 进入了稳定的运行状态。当 ρ C O D 在 700 ～ 1 000 m g /L 时 , A B R 对 C O D的平均去除率为 10, 当 ρ C O D 在 1 300 ～ 1 500 m g /L , A B R 对 C O D 的平 均去除率为 35。在第 75天取 A B R反应器的污泥 发现,从第 1格到第 5格,污泥呈细颗粒状 ,颜色由白 灰色逐渐向灰黑色递变 ,此时 A B R 对 C O D 有较稳定 的去除效果 。 图 3 A B R 对 C O D 的去除效果 4. 5 复合好氧反应器及二沉池 好氧阶段采用既具有悬浮生长又有附着生长微 34 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 生物的新型复合好氧反应器。复合好氧反应器尺寸 为 13. 5 m 14. 5 m 4 m ,有效水深为 3. 5 m , 有效容 积 为 783 m 3, H R T为 37. 6 h 。 采 用 63 m m 1 000 m m 的微孔曝气管曝气, 管间距为 1 m 。池中装 填组合填料 , 填料层高度占整个池有效高度 75。 规格 150 m m 60 m m ,片距60 m m ,有效长度3 m 。 复合好氧反应池接种污泥取自南昌市青山湖污 水处理厂, 投加量 10 t , 启动时间 5 ～ 6 d , 反应器内的 D O 为 2 ～4 m g /L ,水温 35℃,气水比8∶1, S V25,容 积负荷0. 64 m 3 / m 3 d , C O D 去除率 90, N H3- N 去 除率 65。图 4、 图 5分别是复合好氧反应池对 C O D 及 N H3- N 的去除效果。从图 4可以看出 复合好氧反 应池启动时间只需7 d 左右 ,去除效果可达 80, 15 d 后复合好氧反应池的去除率稳定在 90。从图 5可以 看出 在填料完成挂膜后,对 N H3- N 去除率从第 7天的 52 上升到第 20天的 63,并且在以后的两个月中去 除率稳定在 65,出水 N H3- N 为 6～ 8 m g /L 。 图 4 复合好氧反应池对 C O D去除效果 图 5 复合好氧反应池对 N H3- N 去除效果 复合好氧反应池出水进入二次沉淀池 平流式 沉淀池 , 尺寸为 9. 05 m 3 m4 m , 其有效沉淀面 积为27 m 2 ,水力表面负荷 0. 77 m 3 / m 2 h , 水平流 速为2 m/h 。 4. 6 B A F 池 为使出水稳定达标 ,二次沉淀池后采用 B I O F O R 型 B A F 进行深度处理 。 B I O F O R 池分两格 ,单格尺寸 为 1. 8 m1. 8 m 3. 6 m 。池内填料采用陶粒 ,粒径 为 3 ～ 5 m m , 陶粒占池体体积的 55. 7, 容积负荷 2 k g / m 3 d ,底部采用穿孔曝气。运行结果表明 B I O F O R对 C O D 、 S S 的 去除 率分别 稳定 在 30 和 25。 5 结论 1 采用 A B R 复合好氧反应器 B A F 的组合工 艺能有效处理中药废水 , C O D 、B O D5、N H3- N 、S S 的平 均去除率分别大于 95、98. 7、73. 3和 93. 5, 出水水质达 G B 8978 - 1996一级标准 。 2 复合好氧反应器中既有附着生长微生物又有 悬浮生长微生物 。反应器中微生物更为丰富, 使得系 统具有更强的稳定性和适应性。污染物通过与生物 膜上的微生物和悬浮生长的微生物之间接触而被降 解 ,同时通过生物膜上局部产生缺氧好氧环境, 在生 物膜内可以产生硝化和反硝化作用。因此 ,复合好氧 反应器对氨氮也有较好的去除效果 。 参考文献 [ 1] 吴锦华, 李平. 混凝沉淀- A B R - 接触氧化工艺处理纱线染整废 水[ J ] . 中国给排水, 2008, 34 8 60- 63. [ 2] 郑土章, 王诗发.A B R - 生物接触氧化工艺处理制药废水[ J ] . 广东化工, 2008, 35 7 101- 163. [ 3] 宁蔚, 施卫红, 周正华. 水解酸化 - 生物接触氧化工艺处理生 物制药废水[ J ] . 工业用水与废水, 2008, 39 2 94- 96. 作者通信处 王白杨 330031 南昌大学环境与化学工程学院 E - ma i l w b y n e t y a h o o . c o m . c n 2009-02-25 收稿 上接第 18页 3 气浮工艺对悬浮物的去处效果较好 , 保证了 B A F 工艺的稳定运行 , 是一种值得推广的预处理 工艺。 参考文献 [ 1] 张书海, 朱雪梅, 李英辉. U A S B- 兼氧 - 接触氧化 - 气浮法处 理生物制药废水[ J ] . 环境工程, 2008, 26 3 22-23. [ 2] 万平, 陈建军, 钟理. 新型废水处理工艺 - 曝气生物滤池[ J ] . 工业水处理,2004, 24 5 1 - 5. 作者通信处 沈雅琴 066004 河北省秦皇岛市燕山大学环境与化 学工程学院环境工程研究所 E - ma i l s h e n y a q i n 99163. c o m 2009-03-04 收稿 35 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期