厭氧—好氧生化法處理制藥廢水工程調(diào)試及管理
制藥廢水成分復(fù)雜、污染物濃度高、pH值經(jīng)常變化、帶有顏色和氣味、懸浮物含量高、含有難降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性，屬濃度難降解有機廢水,是我國工業(yè)廢水治理的重點。許多制藥企業(yè)根據(jù)GMP改造要求，建成了較完善的廢水處理設(shè)施，但不熟悉制藥廢水調(diào)試和運行管理特點，廢水處理設(shè)施不能充分發(fā)揮其處理效果，例如，厭氧池和生物接觸氧化池不能正常生長代謝、掛膜效果不佳、廢水處理站建成后長期難以投入正常運行、廢水不能達標排放。本文對廣州某制藥廠廢水處理系統(tǒng)的調(diào)試及日常管理心得進行小結(jié)，希望與同行進行交流、探討，做好制藥廢水調(diào)試與運行管理工作，以保證廢水處理系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。
1、工程概況
廣州某制藥廠原有一套兩級生物接觸氧化處理系統(tǒng)，用來處理全廠廢水，近幾年生產(chǎn)不斷發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化，尤其是頭孢類產(chǎn)品的廢水中含有大量的抗生素物質(zhì)，對廢水站的生化處理系統(tǒng)有較大抑制作用，使廢水不能達標排放。該廠在GMP改造時，新建一套厭氧—好氧生化廢水處理系統(tǒng)。高濃度生產(chǎn)廢水經(jīng)厭氧—好氧生化處理后，和生活廢水混合進入原兩級生物接觸氧化處理系統(tǒng)處理，確保全廠廢水達標排放。
1.1全廠廢水來源及水質(zhì)
全廠廢水水質(zhì)見表1。
2.調(diào)試
全廠廢水處理站的調(diào)試主要是生物處理池的生物菌培養(yǎng)和馴化，即厭氧池、生物鐵微電解和生物接觸氧化池的調(diào)試，在厭氧池、生物鐵微電解池和生物接觸氧化池分別實現(xiàn)生物菌正常的新陳代謝。
該制藥廠廢水處理站于2003年5月建成投入試運行，厭氧池以生物鐵和半軟性尼龍為填料，生物接觸氧化池和生物鐵微電解池懸掛彈性立體填料，沉淀池填料為聚丙烯斜管蜂窩填料，生物接觸氧化池采用微孔曝氣器進行曝氣，生物鐵微電解池采用曝氣軟管。制藥廢水具有毒性和抗生素類難生物降解物，為加快掛膜速度，縮短調(diào)試時間，采用接種培菌，使設(shè)施盡快投入運行。
2.1厭氧調(diào)試
2.1.1接種污泥的選擇與處理
可引進同類特征廢水的污泥接種，應(yīng)盡量選用含甲烷菌多的污泥，如城市廢水處理廠厭氧消化污泥，經(jīng)脫水的厭氧、好氧污泥，以及長期貯存、排放廢水的陰溝、水塘污泥等。對過稠的接種污泥，可用水稀釋、過濾、沉淀，去除污泥中夾帶的大顆粒固體和漂浮雜物。
2.1.2影響調(diào)試的因素
影響調(diào)試的因素，除接種污泥外，還有廢水的水質(zhì)特征、有機質(zhì)負荷和有毒污染物負荷、環(huán)境條件、填料種類等。厭氧調(diào)試所需時間較長，一般16～24周不等。
⑴pH值 pH值變化將直接影響產(chǎn)甲烷菌的生存與活動，厭氧池pH值應(yīng)維持在6.5～7.8之間，最佳范圍在6.8～7.5左右。厭氧池具有一定的緩沖能力，正常運行時，進水pH值可略低于上述值。
⑵溫度 采用中溫調(diào)試。大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌的適宜溫度在中溫35～40℃之間，中溫條件下，產(chǎn)甲烷菌種類多，易培養(yǎng)馴化、活性高。應(yīng)控制厭氧池溫度波動范圍一般1d不宜超過±2℃，避免溫度超過42℃。
⑶堿度 合理的厭氧池堿度（以CaCO3計）范圍為2000～4000mg/L，
⑷基質(zhì)的碳、氮、磷比例及微量元素 厭氧處理要維持正常運行，廢水中必須含有足夠的細菌用以合成自身細胞物質(zhì)的化合物。甲烷菌的主要營養(yǎng)物質(zhì)為氮、磷、鉀和硫及其它必需的微量元素。厭氧池中營養(yǎng)物質(zhì)比例一般取BOD5:N:P＝（200～300）：5：1，而生物接觸氧化池和生物鐵微電解池中主要營養(yǎng)物質(zhì)的比例一般取BOD5:N:P＝100：5：1。細菌所需要的微量元素非常少，但微量元素的缺乏能夠?qū)е录毦盍ο陆，在調(diào)試階段應(yīng)加適量的微量元素。
2.1.3厭氧池調(diào)試操作
⑴將接種污泥投入?yún)捬醭兀孟♂尩膹U水浸泡2d，調(diào)節(jié)厭氧池內(nèi)pH值約在7.0～7.5之間。
⑵向厭氧池注入生產(chǎn)廢水約1/3池容，再補充生活廢水至設(shè)計容量，調(diào)試初始應(yīng)采用較低負荷，一般約為正常運行負荷的1/6～1/4，或取0.1～0.3kgCOD/(m3·d)。
⑶按約1/4設(shè)計處理量連續(xù)進水。
廢水處理設(shè)計方案中厭氧池無回流泵，在調(diào)試階段，應(yīng)安裝臨時回流泵，將厭氧池出水回流，以增加池內(nèi)生物菌數(shù)量，以免污泥大量流失，回流比約1：4。生物接觸氧化池同期進行調(diào)試，為防止調(diào)試階段厭氧池高濃度廢水對生物接觸氧化池的沖擊，應(yīng)控制從厭氧池流入生物接觸氧化池的廢水量。
⑷應(yīng)注意池內(nèi)的溫度變化，升溫不能過快。當厭氧池出水pH＜6.5時應(yīng)增加進水中的堿量，要及時對pH進行檢測。
⑸在上述情況下穩(wěn)定運行2～3周，可逐步提高厭氧池容積負荷。每次提高0.3kgCOD/(m3.d)左右，穩(wěn)定運行時間2周左右。
在此期間，應(yīng)注意觀察厭氧池出水情況，若pH降低，應(yīng)加大投堿量，若調(diào)整負荷后發(fā)生異常應(yīng)采取降低負荷或暫時停止進水等措施，待穩(wěn)定后再提高負荷。
⑹若出水水質(zhì)效果好且穩(wěn)定時，可逐步加大從厭氧池到生物鐵微電解池的水量，最終實現(xiàn)厭氧池出水全部流入生物接觸氧化池。
⑺當厭氧池進水濃度提高至原水濃度，直接進水，應(yīng)經(jīng)10d穩(wěn)定觀察，正常運行，可逐步取消回流泵。
⑻正常的成熟污泥呈深灰到黑色，帶焦油氣，無硫化氫臭，pH值在7.0～7.5之間，污泥易脫水和干化。當進水量達到設(shè)計要求，并取得較高的處理效率，產(chǎn)氣量大，含甲烷成分高時，可認為厭氧調(diào)試基本結(jié)束。
2.2好氧生化處理調(diào)試
好氧生化處理調(diào)試包括生物鐵微電解池和生物接觸氧化池調(diào)試。
2.2.1主要控制條件
⑴pH 氧化池pH值應(yīng)維持在6.0～8.5之間，若進水pH值急劇變化，在pH＜5或pH值＞10.5時，將引起生物膜脫落，這時應(yīng)投加化學(xué)藥劑予以中和，使其保持在正常范圍。
⑵溶解氧 應(yīng)確保生物接觸氧化池和生物鐵微電解池內(nèi)廢水中有足夠的溶解氧，一般以2～4mg/L為宜。
2.2.2好氧生化處理調(diào)試操作
⑴將從外運來的活性污泥投入生物接觸氧化池，污泥量為池容的0.01～0.05。
⑵將預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池廢水泵入生物接觸氧化池1/5～1/3池容，再加滿自來水，控制此時生化池水中的pH值為7或稍大于7,由于此時池內(nèi)污染物濃度較高,不必加入營養(yǎng)物和碳源。
⑶啟動羅茨鼓風機，悶曝（不進水連續(xù)曝氣）8h后，停止曝氣靜置沉淀0.5h，再繼續(xù)悶曝，以后曝氣每隔8h可停止曝氣靜置沉淀0.5h然后繼續(xù)曝氣。
⑷悶曝氣1d后，可從調(diào)節(jié)池少量補充廢水。
⑸在曝氣過程中要控制生化池中溶解氧含量在2～4mg/l之間，并需測試污泥沉降比，若該值逐漸減少，說明這些污泥已粘附在填料上。
⑹每天加入適量的微量元素、更換約1/3池容的廢水，經(jīng)過數(shù)日悶曝氣、靜置沉淀、補充廢水之后，可以按設(shè)計流量的1/3～1/2連續(xù)水。
為防止進水量太小影響潛水廢水泵的壽命，在廢水泵安裝時，應(yīng)在泵后安裝一帶閘閥的回流支管，使一部分通過支管回流至調(diào)節(jié)池。
⑺馴化與培菌同時進行，掛膜速度很快，一般一周后在填料表面上，就可以看到有很薄的一層膜。
⑻若微生物膜增殖正常，約7d后，生物接觸氧化池出水一部分可流入沉淀池，一部分仍然回流至調(diào)節(jié)池。即可連續(xù)進水、回流。
⑼大約20d后，填料上將掛上一層橙黑色生物膜，可按設(shè)計水量進水。
⑽在此情況下能穩(wěn)定運行1個月左右，這時掛膜基本完成，微生物開始大量繁殖。此時應(yīng)密切注意監(jiān)測水質(zhì)變化情況，避免負荷突變對生化池造成沖擊。
若液面有大量泡沫產(chǎn)生且數(shù)量不斷增加，覆蓋生化池，說明曝氣量過大或有大量合成洗滌劑與其它物質(zhì)進入，應(yīng)減少曝氣量，投加除泡劑，也可以在生化池周邊安裝自來水蓬頭噴淋去除泡沫。
⑾隨著時間的延長，生物膜開始新陳代謝，老膜開始剝落，出水中出現(xiàn)懸浮物，標志著掛膜階段結(jié)束，可進入正常運行。
2.2.3生化池運行狀態(tài)判斷
生化池運行狀態(tài)可根據(jù)以下情況判斷：
⑴顏色：運行良好時混合液呈棕褐色，且色澤鮮明；運行惡化時呈深褐色或黑色。
⑵氣味：運行良好時不產(chǎn)生討厭氣味，應(yīng)為略帶霉味的泥土氣味；運行惡化時廢水有一種類似腐敗的雞蛋的惡臭味。
⑶泡沫：在生化池內(nèi)出現(xiàn)少量的泡沫，屬正常現(xiàn)象；在出水中出現(xiàn)白色泡沫翻滾，表示懸浮固體濃度過高。
⑷pH值：運行正常，pH值應(yīng)在6.5～8.5之間，若下降，可能是曝氣過量，有毒物質(zhì)進入，可加入生石灰（或工業(yè)Na2CO3）進行調(diào)節(jié)。
當厭氧池調(diào)試完成之后，好氧生化池運行正常，整個調(diào)試工作基本結(jié)束。
2.3注意事項
⑴在水力沖擊下，厭氧池和好氧生化池內(nèi)束狀填料可能發(fā)生纖維束纏繞、成團、斷裂等現(xiàn)象，纏繞、成團有可能是安裝不利造成的，可適當加大水力負荷和曝氣強度來解決。纖維束斷裂，應(yīng)及時更換。
⑵好氧生化池調(diào)試開始時，曝氣量應(yīng)從小氣量開始，隨著廢水進水量增加而逐步增大，保證生化池廢水中溶解氧約2～4mg/l。
⑶調(diào)試階段每周應(yīng)對厭氧池和好氧生化池的進出水質(zhì)取樣檢測，了解水質(zhì)變化情況，掌握生物膜生長狀況。
⑷厭氧池和好氧生化池應(yīng)預(yù)留一條束狀彈性立體填料，綱繩上端系綁在操作平臺護欄上，填料部分自然垂落入廢水中，下端不要固定，調(diào)試一段時間后或日常運行時，可將此填料束拉出水面查看生物膜生長情況。
3日常運行管理
廢水處理站調(diào)試完成后，即可投入正常運行，日常管理工作也很重要，主要包括各廢水處理工藝單元的管理、設(shè)備維護保養(yǎng)和安全操作等，若管理不善，會造成生物膜脫落，影響厭氧消化和好氧生化處理效果，廢水難以達標排放。
⑴該制藥廠連續(xù)生產(chǎn)，廢水站應(yīng)24h有專人管理。
⑵各崗位應(yīng)有工藝系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖、安全操作規(guī)程等，并應(yīng)示于明顯部位。
⑶廢水站運行管理人員必須熟悉本站廢水處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運行要求與技術(shù)指標，運行管理人員和操作人員應(yīng)按要求巡視檢查構(gòu)筑物、設(shè)備、電器和儀表的運行情況，并如實作相關(guān)運行記錄，包括每天進水量、有無異常情況、設(shè)備故障等。
⑷操作人員發(fā)現(xiàn)運行各處理單元或設(shè)備運行不正常時，應(yīng)及時處理或上報主管部門，羅茨鼓風機、水泵等設(shè)備出現(xiàn)故障時，應(yīng)啟動備用設(shè)備，自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時應(yīng)啟動手動控制系統(tǒng)，并立即上報，請相關(guān)專業(yè)人員維修，不要擅自拆卸。
⑸根據(jù)各設(shè)備要求，定時檢查，添加或更換潤滑油。
⑹構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及各種閘閥、護欄、管道、支架和蓋板等定期進行檢查、維修及防腐處理，并及時更換被損壞的照明設(shè)備。
⑺及時清運格柵池內(nèi)柵渣，經(jīng)常巡查并清理池面上的漂浮雜物，如樹葉、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了解掌握車間生產(chǎn)及排放廢水變化情況，及時采取措施，避免厭氧池負荷突變，影響生物膜生長。
⑼如果出現(xiàn)設(shè)備或供電故障使羅次鼓風機不能正常工作，導(dǎo)致好氧生化池不能曝氣的情況，應(yīng)及時請有關(guān)人員排除故障，每次停止曝氣時間不能超過8h，以免生物膜脫落。
⑽應(yīng)經(jīng)常觀察好氧生化池生物膜生長狀況、上清液透明度、污泥顏色、狀態(tài)、氣味等，并定時測試和計算反映污泥特性的有關(guān)項目。因水溫、水質(zhì)的變化而在沉淀池引起的污泥膨脹、污泥上浮等不正，F(xiàn)象，應(yīng)分析原因，并針對具體情況，調(diào)整系統(tǒng)運行工況，采取適當措施恢復(fù)正常。
⑾每周至少一次抽取各處理工藝單元水樣進行檢測，掌握各處理單元處理效率和水質(zhì)變化等運行情況，并做好相關(guān)記錄。
4結(jié)語
制藥廢水成分復(fù)雜，處理較難，調(diào)試和日常運行管理十分重要，生產(chǎn)不同藥品所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)有很大差別，運行時應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)，采取相應(yīng)的措施，確保生化池的正常運轉(zhuǎn)。
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