厭氧好氧氣浮法處理抗生素污水
0前言
浙江某制藥廠外沙新廠區污水處理站處理污水量為240m3／d，進水CODCr為2500kg/d，處理后的排放水要求達到生物制藥行業CODCr排放標準300mg/L(二級標準)。本工程土建部分于1993年底完成，由于資金困難1995年四季度才安裝設備和管道，于1996年一季度全部安裝結束，在4月下旬對厭氧反應器投加污泥進行調試，由于厭氧處理設備調試階段較長，經反復調試和摸索，到1996年11月份才進入正常運行。經過臺州市環保監測中心站多次取樣監測，出水指標均基本符合設計要求，于1997年7月由浙江省環保局主持通過驗收。
由于抗生素污水在處理上有相當的難度，處理裝置投資大，技術比較復雜，運行費用也相當可觀，為此，作一小結，期望能起到拋磚引玉之效果。
1污水處理工程簡介
在建本污水處理工程前，在“七五”期間，該廠的6.6kg/a阿霉素工程曾建有一套60m3/d規模的污水處理裝置，其處理方法為：臭氧氧化-生物接觸氧化法。在實際運行中，裝置好氧生化部分已無余量，臭氧氧化解毒處理部分還尚有每天處理能力十幾m3污水的余量。由于該廠“八五”項目：500kg/a妥布霉素、10kg/a絲裂霉素、1000kg/a阿佛菌素工程的相繼建設，有關專家和省、地、市環保部門建議：在新廠區應綜合規劃，幾個項目的污水進行集中統一治理。經與廠方反復研究，總結阿霉素工程污水處理的成功經驗，決定利用阿霉素工程污水處理站的余量處理設施，再設計一套處理污水量為240m3/d，處理CODCr進量為2500kg/d的污水處理裝置。
根據該廠生產工藝特點和水質情況，對于各股污水進行仔細分析和計算，為了使生化處理系統能順利運行及降低基建投資，本設計采用如下預處理措施：(1)用臭氧氧化法預處理絲裂霉素污水，使抗生素的環狀母體結構斷裂。(2)用生物水解工藝預處理混合污水，使鋼制厭氧反應器容積減少，以降低基建投資。
2污水處理工藝流程
污水處理流程見圖1。
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絲裂霉素車間污水用泵送至已建的阿霉素污水處理站臭氧氧化塔處理，經處理的污水與妥布霉素等車間的污水一道自流入污水集水池，平均每月1.2批，每批28t的發酵倒罐液由工藝物料泵送至設在集水池頂上的倒罐液貯存池，經自然沉淀的上清液慢慢加入污水集水池中，沉淀物用泵送到污泥濃縮塔，再經高速離心分離機處理，此泥餅可回收做復合飼料或作農肥，濾液返回到污水集水池，此池中的污水由潛污泵送到污水調節池。由于各車間的污水排放不均勻，所以潛污泵開停只得由集水池中的高低水位來控制(即高水位時開泵，低水位時停泵)。污水調節池容積設有1天之設計水量，以利于水質均化。污水調節池出水自流入本池下面的生物水解反應池，在此池中裝有半軟性組合填料，在厭氧菌的作用下，能將較復雜的有機物分解為小分子化合物。經生物水解反應池處理的污水，用污水泵均勻地將水送到旋流式浮騰厭氧反應器處理。厭氧反應器出水再自流到菌液分離池、預曝氣池、生物接觸氧化池及氣浮凈水器處理。為控制生物接觸氧化池的進水濃度，從而保證處理的污水達標排放，本設計特設清下水集水池1座，用泵將清下水送往預曝氣池。
為使厭氧反應器工作效率較佳和穩定，本設計在水解反應池的進口處設有蒸汽加溫措施，溫度自動控制在35±3℃，并還設有溫度指示和報警裝置。
生化處理的沉淀污泥和氣浮凈水器的浮渣均經高速離心機處理后運出作農肥。
厭氧處理所產生的沼氣，根據有關資料計算，每天約1025m3，本設計設有200m3氣柜1臺，經水封罐后，送到鍋爐房作輔助燃料之用。
3主要處理構筑物和設備設計參數
3.1生物水解反應池
為使池中有較高的厭氧微生物存在，以將進水中顆粒物質和膠體物質迅速截留和吸附，在此池中放置了半軟性組合填料。污水停留時間為8h。
3.2旋流式浮騰厭氧反應器
本設備是我院研究開發的專利產品，圓形鋼結構，共2臺，其尺寸為：φ6m×13.2m。該設備采用水輪式可調配水器進行布水，反應器內設有可靠的三相分離器和充填浮騰生化填料及增設浮渣排放口，使反應器內的污水、污泥和浮騰填料充分流化，促進有機物與微生物的接觸，縮短了系統的啟動時間，提高了污水消化效率。具有結構合理，占地面積小，操作簡便，對污水濃度變化適應性強的特點，是一種高效、節能、高濃度的有機污水厭氧生化處理設備。考慮到本廠污水的復雜性，本設備的污水總停留時間為2.7d，CODCr容積負荷為3.32kgCODCr/(m3.d)。
3.3生物接觸氧化池
為了使池中有較高的好氧活性污泥濃度，并使之去除CODCr效果穩定，在此池中放置彈性立體填料。本池采用二段法，第一段接觸氧化池與第二段接觸氧化池容積之比為2.5∶1，總停留時間為17.85h，CODCr容積負荷為1.5kgCODCr/(m3.d)。
3.4氣浮凈水器
本設計選用組合式氣浮凈水設備，由混合反應部分、氣浮分離部分(含清水箱)、溶氣水制備系統、刮渣部分、電控部分組成。該設備為鋼結構，外形尺寸為：L×B×H=3.5m×2.55m×2.4m，處理污水量為15m3／h。實際廠方購買了1臺處理污水量為10m3/h的氣浮設備。
4實際治理效果
根據浙江海門制藥廠所提供1996年12月～1998年3月份的監測記錄表，在進水量為10m3／h，水溫35℃～36℃的情況下，各處理構筑物的CODCr指標采用加權平均法進行整理，其結果詳見表1。
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5環境效益
浙江省臺州市環境監測中心站曾在1996年12月16、17、18日和1997年6月16、17日，在各處理單元進出口處，每日取4個水樣進行分析，在該項目竣工驗收監測報告中結論為：浙江海門制藥廠日處理240m3污水處理站投入運行后，使該廠生化制藥廢水對椒江水環境質量的污染問題有了根本性的解決。經過污水站處理后廢水CODCr濃度從8163mg/L降低至202.5mg/L，總去除率達97.5%；廢水BOD5濃度從2344mg/L降至78.5mg/L，總去除率為96.6%；pH從5.54～10.10經處理后為7.56～8.32；總排污口廢水CODCr濃度均值為208.8mg/L，出水pH范圍在7.82～8.06之間，該廢水CODCr、pH符合《污水綜合排放標準》中的生化制藥新擴改二級標準，同時也達到工程設計要求。
6經驗和教訓
(1)原廠區管道設有高濃度污水和生產廢水管道系統，由于車間排水比較混亂和施工中存在一些問題，發現生產廢水管道系統與高濃度污水管道中的水質相差無幾，這樣生物接觸氧化池進水無生產廢水稀釋，進水CODCr指標顯然偏高，影響好氧微生物繁殖。
(2)本設計好氧曝氣系統中，雖對可變孔曝氣器的風阻留有充分的風壓，但在池底的風管未完全連成環狀，在開車時發現曝氣器出氣不均勻現象，經過返工改造，才得以消除。
(3)本設計設有發酵倒罐液貯存池，實際上廠方沒有將此池利用起來，發酵車間若發生倒罐，其廢液就近排入下水道，這樣污水的pH值和CODCr濃度變化較大。原設計沒有設調節pH值的設備，在實際運行中不得不在污水集水池中加堿調整pH值來滿足微生物最佳生長的pH范圍，以促使生化處理順利進行。
(4)對于厭氧反應器的菌種問題，應盡可能用厭氧污泥進行接種。本工程在1996年4月下旬采用杭州農藥廠污水的好氧干污泥進行接種，最終未獲成功。于1996年9月下旬再投加20t杭州燈塔養殖場厭氧濕污泥，才順利開車成功。但其中一臺反應器無接種污泥加入，只得靠另一臺反應器出水中的剩余污泥回流，致使這臺反應器至今還沒有達到最佳狀態。若這兩臺反應器均達到最佳狀態，CODCr總去除率可望進一步提高。
(5)本工程原設計中設有污泥處理設備，廠方實際沒有購買。實踐證明：本工程污水處理系統停留時間長，污泥自身消化掉，無污泥排放。
(6)原設計中設有沼氣回收利用系統，此系統沒有上馬，沼氣只得放空焚燒，白白浪費能量。廠方對該工程日常運行費用核算，處理每m3污水費用為3.32元(包括混凝劑費、電費、蒸汽費和人工費)。若將沼氣利用起來，可以降低日常運行費用。
7結束語
本工程采用厭氧-好氧-氣浮法處理生化制藥抗生素污水的工藝，是集各成熟、高效處理單元的合理組合，經過近一年半時間的運行證明，本污水處理流程耐沖擊負荷、操作簡便、運行穩定。厭氧反應器CODCr去除率為75.1%～79.8%；生物接觸氧化池CODCr去除率為75.3%～79.2%；氣浮凈水器CODCr去除率為41%～46.9%；整個處理流程CODCr總去除率為96.7%～97.3%。經處理的污水CODCr、pH均達到《污水綜合排放標準》中的生化制藥新擴改二級標準。
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