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利用ABR-SBR组合反应器处理合成制药废水的研究

北极星环保网来源:山东化工 张政 等2019/9/5 14:43:58我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:制药废水 SBR工艺 污泥驯化

北极星环保网讯:目前,合成制药废水污染问题已相当严重。本实验采用ABR-SBR组合反应器对合成制药废水进行处理,考察了组合反应器处理合成制药废水的可行性和最佳运行条件。结果表明:在ABR的水力停留时间为9h,SBR的曝气时间为12h的条件下,系统的处理效果最佳;污泥培养期,化学需氧量(COD)去除率最终稳定在95%左右,污泥培养成熟;含25%合成制药废水的污泥驯化期,COD浓度的平均值从711.6mg/L降为45.9mg/L;含50%合成制药废水的污泥驯化期,ABR出水的COD去除率最终仅稳定在26%左右,合成制药废水的生物抑制性明显;在整个工艺的运行期间,出水COD可以达到国家环境保护标准(GB21904-2008)的要求。

合成制药废水是制药工业中产生的主要排放污染物,该废水由于具有水质水量波动大、成分复杂、废水CODCr浓度高等特点不能直接由好氧工艺处理。厌氧折流板反应器具有结构简单、适应性和耐冲击负荷能力强、污泥龄长、固液分离效果好、对微生物量具有优良的截留能力和运行性能可靠等优点,可以尝试先用ABR处理合成制药废水,再用序批式反应器进行后续的好氧降解,以达到较好的处理效果。

本文在实验室中试的基础上,探究ABR-SBR组合反应器处理合成制药废水的可行性和最佳运行条件,使废水经过处理后能够达到排放标准,为工程实践提供实验依据。

1试验部分

1.1废水水质

废水取自东北某合成制药厂,经实验室分析检测,药水的pH值约为7,COD约为2000mg/L,颜色为黄色。

1.2工艺流程

采用厌氧-好氧工艺流程,流程如图1所示。其中厌氧反应器选择稳定、抗冲击负荷好的ABR,好氧反应器选择高效稳定的间歇式曝气反应器SBR,两个反应器中污泥均取自长春某污水处理厂的曝气池。

QQ截图20190905143907.jpg

图 1 工艺流程示意图

1.3试验装置

ABR和SBR反应器均采用不锈钢制作而成。ABR反应器长为400mm,宽为450mm,高为600mm,由6个反应室组成,每个反应室又包括上流室和下流室,通往上流室的折板下缘带有50°折角便于实现均匀布水,有效容积为24L,反应产生的气体由反应器的顶部排出。SBR反应器长为300mm,宽为240mm,高为250mm,有效容积为18L。

1.4试验及测试方法

污泥培养试验:由于试验所用的污泥取自污水处理厂的曝气池,所以在组合反应器运行之前,需要对污泥进行培养。污泥的培养期的进水采用的是生活污水,其pH值约为5.4,COD的浓度约为350mg/L。

最佳运行条件确定试验:污泥培养结束后,通过改变ABR-SBR组合反应器的运行条件(ABR的水力停留时间和SBR的曝气时间),确定组合反应器处理合成制药废水的最佳运行条件。其进水采用的仍然是生活污水。

污泥驯化试验:由于本试验采用的是合成制药废水,且其中缺乏专性菌种和足够的营养,因此在投产时除用一般的菌种和所需要的营养物质培养足够的活性污泥外,还应对所培养的活性污泥进行驯化,使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统,具有某种专性。

污泥的驯化是在最佳运行条件的基础上进行的,驯化期的进水采用的是生活污水与合成制药废水的混合液,初始的合成制药废水与生活污水的比例(体积比)为25%,进水的COD的值约为750mg/L左右。

当组合反应器COD的去除率稳定之后逐渐增大合成制药废水与生活污水的比例,观察最终的处理效果。pH:玻璃电极法;COD:重铬酸钾法。

2结果和讨论

2.1整个组合工艺运行期间废水的pH值变化

ABR、SBR工艺都是利用微生物的合成代谢和分解代谢来降解污染物,因此反应器中的微生物是ABR-SBR组合工艺的核心。每种微生物都有其最适pH值和一定的pH值范围,在最适范围内酶活性最高,如果其他条件适合,微生物的生长率也最高。

随着环境pH值的不断变化,使得微生物继续生长受阻,当超过最低或最高pH值时微生物就死亡。因此监测各个阶段pH值的变化就尤为重要。pH值的稳定是保证工艺正常运行的前提之一。

QQ截图20190905143225.jpg

图 2 ABR - SBR组合工艺运行期间pH值变化曲线图

由图2可知,原水及ABR出水的pH值有波动,但是分阶段稳定。前14天原水的pH值稳定在5左右。在第15天加入合成制药废水后,混合液的pH值大致较为稳定,上下波动可能是配制混合药水时搅拌不均匀等原因造成的,其平均pH值为7.3。

延伸阅读:

12个制药废水案例详解 全套生物 化工 中药废水工艺

制药废水处理工艺及案例分析

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