制藥廢水的處理工藝探討

俞阜東　王連山　林媛媛

摘 要：近年來(lái)，隨著醫(yī)藥工業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水的污染和治理已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。制藥工業(yè)廢水的組成較為復(fù)雜，含有多種有機(jī)污染物，尤其是一些“三致”有機(jī)污染物，對(duì)人類健康的危害極大，因此，加強(qiáng)制藥廢水處理工藝的研究意義重大。對(duì)水解酸化與SBR法相結(jié)合處理制藥廢水的工藝進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：制藥廢水；處理工藝；水解酸化；SBR法

中圖分類號(hào)：X787 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.100

制藥工業(yè)是國(guó)家環(huán)保規(guī)劃關(guān)注的重點(diǎn)行業(yè)之一，制藥工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境和人類健康的危害極大，對(duì)其治理已勢(shì)在必行。然而，制藥廢水的處理工藝尚未成熟，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外還缺少具有普遍推廣意義的處理工藝，因此，探尋經(jīng)濟(jì)、有效、可行的工藝尤為重要。現(xiàn)對(duì)水解酸化工藝與序列活性污泥法技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)資料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)資料

取某制藥廠含抗生素、雜環(huán)類和長(zhǎng)鏈碳型化合物等生物難降解污染物的生產(chǎn)廢水作為本次實(shí)驗(yàn)用水，測(cè)得SS為200 mg/L，BOD5/CODer為0.25，pH為7～8，均屬于難生化降解廢水；采集該污水處理廠中的污泥進(jìn)行人工配水，分別放置在厭氧和好氧條件下培養(yǎng)，并采用批量方式定期更換廢水，待二者均達(dá)到穩(wěn)定后供實(shí)驗(yàn)使用；實(shí)驗(yàn)儀器有生化培養(yǎng)箱、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱、電熱鼓風(fēng)干燥箱、菌落計(jì)數(shù)器、凈化工作臺(tái)和pH計(jì)等。

1.2 分析方法

分別采用重鉻酸鉀法、稀釋法和接種法測(cè)定水質(zhì)化學(xué)需氧量、五日生化需求量；靜止沉淀污泥，取量100 mL，沉淀時(shí)間為30 min，待完全沉淀后記錄污泥體積，計(jì)算污泥沉降比；取同量污泥，沉淀時(shí)間也與上述情況相同，待完全沉淀后記錄污泥體積，計(jì)算污泥指數(shù)；采用重量法和稀釋倒平板法測(cè)定混合液懸浮固體和水中細(xì)菌總數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 水解酸化

水解酸化過程分為以下4段：①設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置。在傳質(zhì)—反應(yīng)過程理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)去除有機(jī)物的異波折板反應(yīng)裝置。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的緩沖能力，在水解酸化過程中加入了碳酸鈉溶液。通過對(duì)流擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，可將有機(jī)基質(zhì)充分降解，本裝置共分11室，折板夾角為120°，水箱容積為12 L，使用彈性立體填料。②確定實(shí)驗(yàn)溫度。遵循高效、低耗的原則，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行獲得最佳溫度且不影響酸化菌的活性，將運(yùn)行溫度維持在35 ℃左右。③監(jiān)測(cè)各室溶解氧。廢水中的溶解氧含量與微生物種群關(guān)系密切，監(jiān)測(cè)溶解氧狀況能獲得微生物群的分布情況和酸化菌的生長(zhǎng)狀況。④VFA含量。采用滴定法測(cè)定水中VFA的含量，即pH值，具體如表1所示。

表1 出水中VFA濃度、pH值與COD關(guān)系表

出水COD/（mg/L） 出水VFA物質(zhì)的量

濃度/（mmol/L） 出水pH值

486 3.95 4.49

495 5.82 3.65

526 6.60 4.40

535 5.02 4.12

540 5.28 4.41

569 5.93 4.12

2.2 SBR反應(yīng)

經(jīng)水解酸化反應(yīng)后，廢水中的難降解物已被分解為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易降解的有機(jī)物，可生化性得到了提高。通過SBR反應(yīng)，可去除大部分CODer，經(jīng)硝化和反硝化作用可脫除大部分氨氮。SBR反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置由反應(yīng)池、水箱、攪拌漿和曝氣泵等組成，該裝置的作用有以下4點(diǎn)：①在其他條件不變的情況下，反應(yīng)前期去除率會(huì)隨進(jìn)水濃度的升高而升高，CODer與NH3-N的比值接近2∶1時(shí)去除效果最好，之后隨著進(jìn)水濃度的升高，去除率會(huì)下降。②在其他條件不變的情況下，改變曝氣時(shí)間會(huì)影響生物降解和硝化反應(yīng)的進(jìn)度，將其確定為8～10 h較為合理。③環(huán)境溫度對(duì)SBR的活性污泥影響較大，在實(shí)際廢水處理中，可通過蒸汽控制溫度，將其維持在20～35 ℃之間較為合理。④污泥中微生物的活性會(huì)受到自身沉降性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)SVI指數(shù)在50～150之間時(shí)活性污泥正常。

3 結(jié)論

根據(jù)水解酸化工藝原理，水解酸味即為厭氧消化過程的水解發(fā)酵和產(chǎn)生乙酸階段產(chǎn)生的氣味，涉及到水解發(fā)酵反應(yīng)和產(chǎn)乙酸反應(yīng)，這是有機(jī)污染物進(jìn)入水體環(huán)境中發(fā)生的重要反應(yīng)。在微生物反應(yīng)的過程中，必然要涉及到物質(zhì)傳遞，比如基質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散、產(chǎn)物向細(xì)胞外擴(kuò)散，因傳質(zhì)的水平不同，對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)傳質(zhì)阻力也不同，水解酸化工藝在處理制藥廢水中具有極為明顯的高效性，這是高水處理傳質(zhì)效率與較強(qiáng)的系統(tǒng)強(qiáng)緩沖能力共同作用的結(jié)果。本組實(shí)驗(yàn)的水解酸化工藝的最大特點(diǎn)就是提高了系統(tǒng)的傳質(zhì)效率，同時(shí)，加入了碳酸鈉溶液，使系統(tǒng)具備了較強(qiáng)的緩沖能力。因此，在去除難降解物方面具有高效性。本組實(shí)驗(yàn)引入SBR法，通過物化法預(yù)處理，提高了后續(xù)SBR的可生化性，并通過后續(xù)深度處理，提高了出水水質(zhì)，組合工藝流程為：綜合廢水→酸化調(diào)節(jié)池→SBR生化池→回用水池，工藝運(yùn)行效果較為穩(wěn)定。

綜上所述，水解酸化與SBR法結(jié)合處理制藥廢水工藝可有效提高廢水的可生化性，即SBR生化反應(yīng)速率，有助于降低污泥的生成量、改善污泥衛(wèi)生環(huán)境。通過進(jìn)一步硝化使污泥更易于脫水，整個(gè)工藝高效、節(jié)能、便于管理，值得推廣應(yīng)用。

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〔編輯：張思楠〕