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EGSB﹢AO组合工艺处理抗生素类废水试验研究

文档作者：陈大伟陈艺阳俞春华文档来源：无锡通源环保技术工程有限公司		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
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EGSB+AO组舍工艺处理抗生素类
废水试验研究
陈大伟陈艺阳俞春华
(无锡通源环保技术工程有限公司江苏无锡214122)
摘要试验采用“EGSB+AO”组合工艺。经过2级EGSB后，出水COD去除率达70％，COD可稳定在1200mg／L左右。再经
过A0工艺，其出水COD迭300mg／L，满足国家综合排放二级标准，氨氮控制在15mg／L以内，达到一级排放标准要求。
关键词EGSB厌氧颗粒污泥高浓度废水沼气回收
中图分类号：X703．1 文献标识码：B 文章编号：1672—9064(2011)01—0076—03
高浓度硫酸盐废水尤其是低COD／S02一废水的生物处理
技术一直是国内外研究的热点[1-3]。此类废水的厌氧生物处
理工艺可归纳为2大类：①单相处理工艺；②2相处理工艺。
单相处理工艺最大的困难在于硫酸盐还原菌(SRB)对产甲
烷菌(MPB)的竞争．长期运行的还会造成产甲烷菌受到严重
抑制。比较2种处理工艺。2相处理工艺更具有较高的研究
价值和潜力【4．51。
山东某大型制药厂主要从事中西药原料及制剂、抗生
素、生物制药、基因工程领域的研发与生产，废水主要来源于
抗生素类原料药生产。所产生的废水具有高有机污染物、高
氨氮及高硫酸根的特点．由于该企业欲扩大产能．原有的污
水处理站(主体工艺采用水解酸化一CASS一生物接触氧化
工艺)处理能力满足不了要求，为此。决定对整个系统进行必
要的改进．以使处理效果满足国家二级排放标准．
我公司根据多年工程经验．拟采用2级高效厌氧EGSB
反应器+高效好氧AO技术作为该制药废水治理系统改造的
核心工艺，通过本试验为工程设计提供准确、可靠的参数。
l试验方法
1．1进水水质
试验水取自该厂的综合调节池出水，其水质指标见表l。
表l原水水质
1．2水质指标测定方法
COD：标准酸性重铬酸钾法㈣；S0，：铬酸钡分光光度法嘲；
pH：出水采用Metter Toledo Detla 320 pH计，反应器内在线
测定采用Metter Toledo 4052602rI'2PA2S8／120 pH计；氨氮：
钠氏试剂分光光度法⋯；硫化物：碘量法[61。
1．3试验装置流程
试验流程如图l所示．
舣* It■ EGSBl 十哺lt■ EGSB2 AO*I厘崩
图1试验装置流程示意图
厌氧部分由2个相同EGSB反应器串联而成．单个
EGSB反应器的有效体积为4．5L，夹套内循环热水保温。1级
EGSB出水进人中间桶．内设曝气装置．再由蠕动泵抽入2级
EGSB反应器．2级EGSB反应器出水经预曝气后进入AO反
应器装置(有效容积为28L)。
1．4试验方法
如图1连接反应装置．EGSB反应器中接种专性厌氧颗
粒污泥。接种量占反应器有效体积的l，3。反应器的驯化阶段
以综合调节池内的水为厌氧进水。先调节进水的pH值，使
其在8．0—8．5之间．起初控制COD容积负荷在4kg／m3·d左
右。SO。2‘容积负荷在3kg／m3·d左右。经过10d左右的驯化，l
级EGSB反应器的COD去除率达到了50％．硫酸根的去除
率也达到了30％。2级EGSB反应器的COD去除率达到了
50％。硫酸根的去除率在10％。总的出水COD在1000mgn_,
左右。硫酸根在2500mg／L左右；逐步提高厌氧系统的进水流
量使1级EGSB反应器的进水COD负荷最终达到lOkg／m3．
d左右，SO。}容积负荷也相应达到了6kg／m3．d左右。厌氧系
统进入稳定运行阶段。
厌氧出水经预曝气后直接进AO池的O段．经硝化后通
过回流泵进入A段进行反硝化．回流比400％。AO反应装置
中放有填料。污泥取自该厂原有CASS池，并接种2L含水率
作者简介：陈大伟(1982一)，男。硕士，主要从事水处理技术研究及其工程化应用。
万方数据 2011．No．1． o
99．2％的高效硝化菌种。控制A段污泥浓度在6000mg／L．O
段在3000mg／L左右．混合液沉淀后的污泥回流至O段维持
反应器中的污泥浓度．
2实验结果及讨论
2．1 运行过程中COD及硫酸根的变化情况
运行过程中COD及磷酸根的变化情况见图2、图3。
6000
5500
5000
4500
4000
毫3500
彗3000
晷2500
2000
1500
lOOO
500
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
时间，d
圈2运行过程中COD的变化
4600
4000
罾3500
篓3000
晕
_鳋2500
瑷
2000
1500
0 lO 20 30 40 50
时问，d
圈3运行过程中硫酸根含量的变化
由图2、图3可以看出．2级EGSB对COD的去除率可
达到70％．出水稳定在1200mgJL左右．厌氧出水经AO反应
器后．其出水COD可降至300mg／L左右。进水中COD／S04z-
只有1．2左右．对于3000-4000mg／L的硫酸根。厌氧系统的
降解效果稳定下来只有30％．且1级EGSB降解效果显著，2
级EGSB对硫酸根的降解甚微．见图3所示。这主要是由于
第l级EGSB进水pH控制在8．0—8．5，比较适合MRB和
SRB的生长．且l级EGSB的进水中容易被利用的有机物比
较多；到了2级EGSB的进水。由于中间桶曝气的作用，硫离
子被氧化使得pH值上升至9．0左右，长期的高pH值抑制
了MRB和SRB的活性，加上pH的上升使得水体中游离氨
含量增加．致使2级EGSB对硫酸根的降解效果甚微。而COD
也只能在l级EGSB出水的基础上降解40％～50％左右．这也
说明此条件下对SRB的抑制作用强于对MRB的抑制．
2级厌氧是1级厌氧的稳定保证工艺．增强整个厌氧系
统的抗负荷冲击能力。由图2可以看出。当厌氧进水COD浓
度在5000mg／L左右时．其整体厌氧出水在1200mg／L．而当
厌氧进水COD浓度在4000mg．／L或更低时．其整体厌氧出水
201’．NO．1．
浓度依然能够维持在1200mg／L以内。并没有反弹的迹象。对
于迸水水质不稳定的制药废水来说．厌氧系统的稳定性在整
个污水处理系统中起着至关重要的作用．是污水处理达标排
放的关键保证．
2．2运行过程中氨氮的变化情况
运行过程中氨氮的变化情况见图4。
o＼
∞
3
l《
振
700
650
600
0 10 20 30 40 50
时间／d
60
圈4运行过程中氨氮的变化
由图4可见。进水氨氮浓度变化较大．基本上在400～
700mg／L之间．自运行以来．出水氨氮值呈指数型降低的趋
势。持续20d后稳定在15mg／L以内(实测平均为10mg／L)。
没有出现反弹的现象．这是因为实验过程中接种的高效硝化
菌种起了至关重要的作用。在氨氮降解的过程中，水体的pH
呈不断下降的趋势．通过向AO池中定时补充一定的碱度可
以维持pH在7．0—8．5之间．以保证硝化菌的活性。
2．3 运行过程中DH的变化和硫酸根的去除情况
9．5
9
8-5
j四8
。7．5
6．5
6
0 10 20 30 40 50 60
时间，d
图5运行过程中pH的变化
如图5所示，进水pH一直在7．5～8．5之间，l级EGSB
的出水一般比同期进水的DH值略低，这主要是因为l级
EGSB反应器中发生的反应以水解酸化为主。1级EGSB的
出水经过中间桶曝气后使得2级EGSB进水pH的升高至
9．0附近．进而使2级EGSB中的SRB活力基本被抑制，如图
3所示．硫酸根几乎没有得到降解，出水中的硫化物经多次
测定基本维持在40mg／L以内。
(下转第82页)
垂|}珊伽姗蓦|珊瑚m啪∞o
万方数据
另含新设的前臭氧系统、结晶软化系统、臭氧系统、快滤池及
生物活性炭滤床等高级净水处理单元．提供高雄地区持续且
稳定的高质量饮用水[5]．
(2)拷潭水厂。高雄市拷潭净水厂创建于1973年，为进
一步提升水质并确保大高雄地区充足的水量．台湾省自来水
股份有限公司自2001年开始执行“大高雄地区自来水后续
改善工程”计划．在水厂原有基础上进行技术改造增设薄膜
高级净水设备。技术升级后的水厂于2007年9月正式供水．
设计水量25万m3／d．最大供水量为27万m3／d。藉此，拷潭高
级净水厂成为了目前世界上最大的双膜法净水厂。
高雄市拷潭高级净水厂采用薄膜净水技术即采用超滤
膜(UF)单元及低压逆渗透膜(LPRO)单元整合系统处理技
术。深度过滤水中重金属离子、悬浮固体、胶体颗粒、藻类、寄
生孢子、病毒等危害人体的化学物质．同时节省化学药剂用
量并减少污泥产量。运行表明．双膜法水质处理可以有效提
升水质、利于自动化且节省空间。取得很好的工程效果。
2．5 中国大陆
我国城市水厂深度处理主要采用臭氧一生物活性炭深度
处理技术．并且对改善饮用水水质起到了较好作用．目前在
北京、深圳、广州、杭州、嘉兴、昆山、上海、昆明等地区都有应
用。于1985年投产的北京田村山水厂是最早应用此技术进
行城市供水的水厂．而2004年投产广州南洲水厂处理能力
达到100万m3／d。在我国无锡等地也已经开始将薄膜技术应
用于深度水处理中。据估计全国深度处理水量总体上达到每
天700～800万m3161。
3工艺评价
3．1 臭氧一生物活性炭工艺
从目前运行的城市深度水厂来看．臭氧一生物活性炭工
艺应用最为广泛．最大处理能力近200万mTd。该工艺具有
如下优点：对耗氧量有较好的去除作用；对臭、味物质有较好
的去除作用：对生物稳定性指标的控制效果佳。但是该工艺
也存在以下缺点：臭氧氧化副产物、生物安全性问题、反应器
设计问题。根据目前深度处理的实际工程核算．臭氧一活性炭
深度处理单元投资运行成本为0．2～0．3元／m，[6】。
3．2薄膜净水技术
薄膜净水技术用于城市水厂并不多，但近年发展迅速，
其优点：不须加化学药品就可做到固一液分离及消毒、无混
凝剂及消毒剂残留、占地较小、设备具扩充弹性。
但是薄膜技术也有如下缺点：
(1)薄膜反冲洗的效果有限。当薄膜积垢进行清洗后，将
无法达到100％的回复率．且每清洗一次，效果就降低一次；
若前处理效果不佳．将需常常进行反冲洗．因此若要节省时
间。可能必须准备两组薄膜系统替换使用。
(2)若处理物质含有毒性．其浓缩水将必须作后续处理。
假如处理物质含有毒性．由于薄膜法属于物理作用，因此无
法使这些物质消失。不但如此．由于浓缩水浓度大幅提高，相
对其毒性也将提升．将增加处理的困难度．所以一般来说。除
非要进行物种的回收(如重金属)。不然若处理的物质含有毒
性．可能较不适合使用此种方法。
(3)若只想针对某种特殊物质进行处理，将无法使用此
种方法。由于薄膜法不但对有机物有去除的效果，连大部分
无机物也都有去除效果．因此若只想针对某种物质进行处
理．将不适用。
实际运行表明．超滤系统的直接投资成本约为250元，
m3。直接运行费用约为0．10元／m3t6 J。
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(上接第77页)
3结论
(1)采用2级EGSB厌氧技术处理水质变化大且低
COD／SOF的制药废水．出水效果稳定，COD≤1200m#L。
(2)控制反应系统中的pH长期在9．0左右可以抑制硫
酸根还原，也减轻了后续好氧处理时硫化物的毒性负荷。
(3)采用AO反应器处理高氨氮浓度的厌氧出水。使出
水COD达300mg／L．满足国家综合排放二级标准，氨氮控制
在15mg／L以内．达到一级排放标准要求。
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