抗生素廢水處理論文范文

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1中試工藝選擇與工藝流程

1.1中試工藝選擇在廢水處理工程中，處理工藝的選擇直接關系到工程投資和運行成本的高低，廢水出水水質、運行管理是否方便可靠等。該廠廢水處理工程生物脫氮改造工藝選擇的宗旨是：充分利用該廠現有污水處理設施，根據廢水水量、水質情況、處理要求等，借鑒福建省環境科學研究院在發醇類制藥行業高氨氮有機廢水處理工程的實踐經驗[1]，提出對現有污水處理系統生化部分進行工藝改造，主體采用具有脫氮能力強的“水解酸化+分段進水2級A/O”處理工藝。分段進水多級A/O工藝強化了反硝化，能獲得較高的脫氮效率。其對氮的總去除率ηN包括兩部分：一是剩余污泥排放去除的氮量ηEX；二是硝化、反硝化去除的氮量ηDN[2]。對于分段等比例進水，當各池的反應過程達到完全硝化和完全反硝化時。從上式可以看出，反應器段數越多、回流比越大，脫氮效率越高。分段進水多級A/O生物脫氮工藝可以在常規A/O回流比下獲得更高的脫氮效率[3]。

1.2中試工藝流程中試工藝流程為：抗生素廢水→綜合調節池→水解酸化→分段進水2級A/O→生化沉淀→監測排放。具體而言，從廠區污水處理站綜合調節池來的廢水，通過提升泵進入水解酸化池，在厭氧條件下利用微生物對有機污染物進行水解酸化，從而將大分子有機物分解成簡單小分子，達到水解酸化的目的，提高可生化性，有利于后續反硝化碳源利用及好氧處理。水解酸化池出水分流進入“分段進水2級A/O”生化系統的A段，與O段來的硝化液和沉淀池來的活性污泥混合，利用進水中的有機碳源在A段進行前置缺氧反硝化脫氮，把NO2－、NO3－轉化成N2從水中除去，并降解去除部分有機物。經A段反硝化后的混合液再進入O段，進一步除去廢水中剩余的有機物，并進行硝化反應，把NH3轉化成NO2－、NO3－。“分段進水2級A/O”生化系統設內循環。生化出水進入生化沉淀池進行泥水分離，污泥回流至A段，出水達標排放。

2主要中試設備與設計參數

2.1水解酸化池水解酸化池設1格，采用鋼結構，內安裝生物組合填料。尺寸1.15m×0.5m×1.9m，有效容積1.0m3，有效水力停留時間為12h。

2.2分段2級A/O組合池分段2級A/O組合池1座，尺寸4.0m×2.3m×1.7m，有效容積13.8m3，A/O容積比為1:2。組合池采用鋼結構，內分為缺氧區1、好氧區1、缺氧區2、好氧區2等4個分格，由隔離鋼板隔開。缺氧區設機械攪拌裝置，池中DO控制在0.05mg/L以下；好氧區池底設微孔曝氣盤，池中DO控制在1.5~2.0mg/L。混合液污泥濃度控制在4000mg/L，總污泥負荷為0.10~0.15kgBOD5/(kgMLSS•d)、0.02~0.03kgTN/(kgMLSS•d)，碳氮比BOD5/TN：3~5。混合液回流比為300%~400%、污泥回流比為100%，設計ηDN最高理論脫氮率為90%。

2.3生化沉淀池生化沉淀池設1格，尺寸0.5m×0.5m×1.7m，表面負荷1.0m3/(m2•h)。沉淀方式為豎流式，采用鋼結構，與分段2級A/O組合池合建。中試主要設備“水解酸化+分段2級A/O+生化沉淀”組合池。

3結果與討論

3.1水解酸化+分段進水2級A/O工藝處理效果為減少污泥馴化時間，水解酸化池和A/O生化池全部接種廠區現有污水處理系統生化池的污泥，污泥質量濃度約4000mg/L。系統采用連續進水方式開始運行，待達到設計指標后轉入正常運行階段，并對一個月的數據進行記錄分析。結果統計見圖1、圖2和圖3，以下測定結果均為水解酸化進水及生化沉淀出水。從圖1可以看出，在連續穩定運行期間，進水COD濃度在4051~5326mg/L之間，平均值為4526mg/L；生化沉淀出水COD濃度在296~396mg/L之間，平均值為346mg/L；COD平均去除率為92.3%。中試生化系統對COD有較好的去除效果，可保證處理出水滿足園區污水處理廠接管標準要求（即COD≤500mg/L）。但抗生素廢水經生化系統處理出水還含有一定量較難降解的COD。從圖2可以看出，在連續穩定運行期間，進水氨氮濃度在341~472mg/L之間，平均值為415mg/L；生化沉淀出水氨氮濃度在2.5~15mg/L之間，出水氨氮平均值為8.5mg/L；氨氮平均去除率為98.0%。中試生化系統對氨氮有很好的去除效果，可保證處理出水滿足園區污水處理廠接管標準要求（即氨氮≤45mg/L）。從圖3可以看出，在連續穩定運行期間，進水總氮濃度在408~513mg/L之間，平均值為476mg/L；生化沉淀出水總氮濃度在41~60mg/L之間，平均值為48mg/L；總氮平均去除率為89.8%。中試生化系統對總氮有很好的去除效果，可保證處理出水滿足園區污水處理廠接管標準要求（即總氮≤70mg/L），出水總氮已達到中試試驗預定目標。

3.2“水解酸化+分段進水2級A/O”工藝與原工藝比較

3.2.1污染物去除效果比較中試“水解酸化+分段進水2級A/O”工藝與廠區現有“SBR+多級接觸生化”工藝對COD、氨氮和總氮的處理效果對比結果見圖4、圖5和圖6。觀察圖4、圖5和圖6，在這一階段內，中試進水與現有廠區污水處理系統相同，中試工藝系統出水COD濃度基本保持在400mg/L以下，氨氮濃度保持在15mg/L以下，總氮濃度保持在60mg/L以下，和廠區現有污水處理工藝系統相比，出水水質較好且波動小，特別是總氮指標去除效果好。主要是由于中試系統采用了分段進水2級A/O與內循環完全混合處理技術，對進水進行了大量的稀釋，使得系統抗沖擊能力強，進水COD、氨氮、總氮等波動較大時仍能保證系統運行穩定、出水指標正常。此外，也說明分段進水2級A/O工藝強化了反硝化效果，脫氮效率高。

3.2.2運行費用與管理比較結合廠區現有工藝的運行情況，污水處理運行費用占主要部分的為堿費和電費。堿主要是用在氨氮硝化產酸，pH值下降所需堿度的補充。根據理論計算，每硝化1g氨氮需消耗堿度(以CaCO3計，下同)7.14g，反硝化1g硝酸鹽氮產生堿度3.57g。反硝化過程產生的堿可作為硝化過程堿度補充，減少堿消耗量。同時缺氧反硝化過程需要大量有機物碳源，大量COD被利用降解去除，減少好氧段降解COD需氧量。因此，中試“分段進水2級A/O”工藝與現有污水處理工藝對比，總氮平均去除率從42.9%提高到89.8%，反硝化脫氮比例大大提高，可節省約40%以上的耗堿量及20%以上的耗氧量，大大降低處理運行費用。分段進水2級A/O工藝采用連續進水出水方式運行，與現有SBR間歇工藝相比，無需控制進水、曝氣、沉淀、排水等復雜操作過程，降低了操作強度，運行管理方便。

4結論

“水解酸化+分段進水2級A/O”組合工藝對該抗生素廢水處理效果良好、抗沖擊能力強運行穩定，系統進出水COD平均濃度從4526mg/L降到346mg/L，氨氮平均濃度從415mg/L降到8.5mg/L，總氮平均濃度從476mg/L降到48mg/L，平均去除率分別為92.3%、98.0%和89.8%，出水水質達到園區污水處理廠接管標準（COD≤500mg/L、氨氮≤45mg/L、總氮≤70mg/L）。水解酸化提高有機物可生化性，有利于后續分段進水2級A/O缺氧段反硝化碳源利用。分段進水2級A/O工藝強化了反硝化，與廠區現有“SBR+多級接觸生化”工藝相比較具有脫氮效率高、運行費用省和運行管理方便等優勢。“水解酸化+分段進水2級A/O”組合工藝適用于該抗生素廠廢水處理生物脫氮改造。

作者：馮義彪單位：福建省環境科學研究院