活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用

江淦福，李　謀，胡　沖（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上海　201201）

環(huán)保技術(shù)

活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用

江淦福，李謀，胡沖
（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上海201201）

為了驗(yàn)證活性炭固定硝化菌種技術(shù)能處理高氨氮制藥廢水的可行性，為后期工程改造提供經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了本次現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn)。試驗(yàn)證明其能在短時(shí)間內(nèi)在生化系統(tǒng)內(nèi)建立硝化系統(tǒng)，并穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)水COD達(dá)4000 mg/L，氨氮達(dá)到600 mg/L左右，出水COD能穩(wěn)定在400 mg/L、氨氮在5 mg/L以下。

高氨氮；制藥廢水；硝化菌種；活性炭

制藥廢水是公認(rèn)的難處理廢水之一，特別是合成抗生素類廢水。其主要特征為：（1）水質(zhì)成分復(fù)雜：抗生素生產(chǎn)流程長(zhǎng)、副產(chǎn)物多，使廢水中的污染物組分復(fù)雜；（2）難降解及有毒有害物質(zhì)多：生產(chǎn)原料中有許多有機(jī)污染物，且難降解，還含有一定濃度的生物抑制劑，甚至是殺菌劑；（3）廢水中污染物含量高，氨氮濃度高、COD值高；（4）部分廢水鹽分含量高，易造成污泥膨脹，微生物死亡的現(xiàn)象。

河北某制藥廠三廢中心處理集團(tuán)各分公司的生產(chǎn)廢水，但由于建廠較早及上游來(lái)水水質(zhì)變化等原因，水處理系統(tǒng)出水氨氮已不能達(dá)到日益提高的環(huán)保要求，因此進(jìn)行了本次活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用試驗(yàn)，為后期工程改造提供可行性分析及施工調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)原料

硝化菌種：通過(guò)特定條件下篩選出的復(fù)合菌種，激活后可快速適應(yīng)工業(yè)廢水環(huán)境，幫助快速建立硝化系統(tǒng)，縮短污泥馴化時(shí)間，提高氨氮去除效果和運(yùn)行穩(wěn)定性。

活性炭：200目的果殼類顆粒活性炭。

活性污泥：本制藥廠污水處理系統(tǒng)曝氣池內(nèi)活性污泥。

其他：常規(guī)的葡萄糖、尿素、磷鹽、純堿。

1.2中試方法

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件及以往高氨氮廢水處理經(jīng)驗(yàn)，確定采用“A/O活性污泥法工藝”處理。生物系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)“土著”活性污泥接種活性炭固化硝化菌種，以間歇式進(jìn)水工藝運(yùn)行。

中試設(shè)備生化池容積為5 m3，每次進(jìn)水1 m3，排水1 m3。

1.3分析方法

水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法和檢測(cè)頻次如表1。

表1　水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)頻次和檢測(cè)方法Table 1　Water quality testing methods，test items and test frequency

2　工藝調(diào)試

2.1菌種激活

50 kg載體活性炭投加后，清水反復(fù)清洗兩遍，再投加20 kg硝化菌種。添加足量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)于最大曝氣量下進(jìn)行悶曝、激活兩天。最后投加污水廠曝氣池活性污泥100 kg。

2.2菌種馴化

進(jìn)少量廢水，添加適量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保持生化池COD不低于200 mg/L，氨氮20～30 mg/L進(jìn)行馴化兩天。

2.3主體調(diào)試

試驗(yàn)原水為業(yè)主單位的厭氧出水。

原水混凝預(yù)處理：投加PAC和PAM進(jìn)行預(yù)處理。具體投加量，先進(jìn)行燒杯小試。

配料：預(yù)處理后的水與清水混合，負(fù)荷以200 mg/L為底數(shù)進(jìn)行10%～15%的提升，具體視出水?dāng)?shù)據(jù)而定。

主體運(yùn)行：生化池進(jìn)配料（1 m3）后，先進(jìn)行兼氧攪拌4 h（溶解氧小于0.5 mg/L），之后停止攪拌進(jìn)行好氧曝氣8 h（調(diào)節(jié)溫度于25℃～35℃，pH 于 7.8左右，溶解氧 2～4 mg/L），靜置后排水（1 m3）。周期運(yùn)行。

3　結(jié)果與討論

由于本試驗(yàn)的主體是活性炭固化硝化菌種生化系統(tǒng)，我們從9月底開(kāi)始到10月底，進(jìn)行了近一個(gè)多月時(shí)間的微生物系統(tǒng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)，由于生化系統(tǒng)對(duì)此廢水一開(kāi)始就表現(xiàn)了很強(qiáng)的適應(yīng)性，所以在試驗(yàn)過(guò)程中處理負(fù)荷提高得比較快，本實(shí)驗(yàn)廢水氨氮比較高，負(fù)荷的提升以氨氮為主。活性炭固化硝化菌種生化系統(tǒng)對(duì)廢水中的COD、NH3-N等污染物有良好的去除效果，特別是氨氮的去除效果非常理想。

3.1COD數(shù)據(jù)分析

圖1　試驗(yàn)進(jìn)出水COD圖Figure 1　FIG of influent and effluent COD in test

從圖1可以看出：①10月5日前，進(jìn)出水COD數(shù)據(jù)倒掛，這是因?yàn)轲B(yǎng)泥期間，向池內(nèi)補(bǔ)充葡萄糖，以幫助活性污泥快速分裂生長(zhǎng)；②10 月6日～10月17日，進(jìn)水負(fù)荷一直在穩(wěn)步提升，出水COD也相應(yīng)在提升，但總體趨勢(shì)較緩慢；③經(jīng)過(guò)20天左右的培養(yǎng)馴化，10月19日期，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期，在進(jìn)水COD保持在3500～4000 mg/L時(shí)，出水COD保持在300 mg/L左右。

圖2　試驗(yàn)進(jìn)出水氨氮圖Figure 2 FIG of influent and effluent Ammonia in test

3.2氨氮數(shù)據(jù)分析

從圖2可以看出：（1）在10月3日前，進(jìn)出水氨氮數(shù)據(jù)倒掛，這是因?yàn)轲B(yǎng)泥期間，有向池內(nèi)補(bǔ)充尿素，以幫助激活培養(yǎng)硝化菌種，快速建立硝化系統(tǒng)；（2）在出水氨氮維持在20～30 mg/L之間，硝化系統(tǒng)能快速建立，僅消耗5天的時(shí)間，這期間每2 h左右投加純堿調(diào)整池內(nèi)pH值，維持在7.8左右；（3）在硝化系統(tǒng)建立后，穩(wěn)步提升進(jìn)水氨氮濃度，出水氨氮濃度還是能保持在5 mg/L以下；（4）在進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定的情況下，活性炭固化硝化菌種能維持很好的去氨氮效果，波動(dòng)較小。

4　結(jié)論

（1）從整個(gè)試驗(yàn)來(lái)看，在廢水氨氮很高的情況下，利用活性炭固定硝化菌種＋A/O工藝對(duì)該制藥廢水處理有較明顯的效果。微生物經(jīng)馴化后對(duì)廢水中的污染因子表現(xiàn)了較強(qiáng)的適應(yīng)性且處理工藝簡(jiǎn)單、耐負(fù)荷高、控制簡(jiǎn)單、出水效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

（2）通過(guò)此次工程化試驗(yàn)，從出水的數(shù)據(jù)及運(yùn)行的穩(wěn)定性上來(lái)說(shuō)，在今后的工程中完全能夠達(dá)到出水COD 400 g/L以下，氨氮5 mg/L以下的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）本實(shí)驗(yàn)總停留時(shí)間為12 h。工程上停留時(shí)間12×5=60 h，再加上0.2的安全系數(shù)，停留時(shí)間在72 h比較合適。

（4）選用粉末活性炭作為硝化的載體。粉末活性炭具有巨大比表面積和富集作用，對(duì)微生物、溶解氧、有機(jī)物污染物的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于活性污泥，為微生物代謝活動(dòng)創(chuàng)造了良好的條件，加快了有機(jī)污染物的生物降解和去除過(guò)程；同時(shí)活性炭作為生物絮凝體的載體，大大改善了活性污泥的凝聚沉淀性能，減少和抑制了污泥膨脹，同時(shí)降低維護(hù)成本。

（5）經(jīng)過(guò)這一個(gè)半月的時(shí)間，試驗(yàn)小組對(duì)此廢水的特性有了較深入的了解，掌握了利用活性炭固定硝化菌種技術(shù)處理該高氨氮制藥廢水的方法，將為今后工程的實(shí)施改造等提供重要的參數(shù)。

[1]張洪起，李立敏，李柳，等.粉末活性炭固定高效菌降解焦化廢水的中試研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，35 （6）：43-48.

[2]雷萍，郭愛(ài)蓮，張志杰，等.投菌法在焦化廢水降解中的應(yīng)用研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，32（3）: 303-305.

[3]王大勇，陳武，梅平.制藥廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化工，2011，40（12）:2202-2205.

[4]曹亞莉，田沈，趙軍，等.固定化微生物細(xì)胞技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報(bào)，2003，30（3）:77-81.

The Application of High Ammonia Pharmaceutical Wastwater Treatment with Nitrification Bacterria Immobiling by Active Carbon

JIANG Gan-fu，LI Mou，HU Chong
（Bio Probitic Netics（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201201，China）

In order to verify the activated carbon fixed nitrification bacteria technology can handle high ammonia pharmaceutical wastewater feasibility，and provide experience for the post engineered，we conducted this pilot test site.Test proved that it can establish nitrification in the biochemical system in a short time，and stable operation.Influent COD of 4000 mg/L，ammonia reaches 600 mg/L or so，the effluent COD can be stabilized at 400 mg/L，ammonia in 5 mg/L or less.

high ammonia；pharmaceutical wastwater；nitrification bacterria；active carbon

1006-4184（2016）4-0035-04

2015-11-14

江淦福（1987-），男，江西婺源人，工程師，主要從事水處理好氧微生物及營(yíng)養(yǎng)方面的研究與工程應(yīng)用工作。E-mail: agan_ego@126.com。