生產(chǎn)抗生素過程中會產(chǎn)生大量廢水，此類廢水不僅COD高、SS高且較難處理。通常采用物化+生化組合工藝對此類廢水進行處理，物化工藝具有去除效果穩(wěn)定、水力停留時間(HRT)較短等特點，而生化工藝對有機物總的去除率高、HRT較長。將這兩種工藝結(jié)合起來對抗生素廢水進行處理，能夠達到較好的去除效果。隨著發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺，很多原有的處理工藝已經(jīng)無法達到現(xiàn)有排放要求。寧夏某抗生素生產(chǎn)企業(yè)原廢水處理工藝為混凝+稀釋后進2級A/O，已無法滿足現(xiàn)有環(huán)保的排放要求。因此，根據(jù)該企業(yè)要求，在盡量保留現(xiàn)有廢水處理設(shè)施的基礎(chǔ)上進行升級改造，使得處理后的廢水達到發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
1、工程概況
1.1 原處理工藝廢水水質(zhì)以及排放指標(biāo)
該廢水是由生產(chǎn)VB12與泰勒過程中產(chǎn)生的兩股廢水混合而成，水樣為淡黃色且有雜質(zhì)。相應(yīng)的進出水水質(zhì)如表1所示。
1.2 工藝流程
原處理工藝混凝+2級A/O已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有環(huán)保的要求，根據(jù)試驗結(jié)果結(jié)合以往的工程經(jīng)驗，對原有的工藝流程進行改造，改造后的工藝流程如圖1所示。新增了IC厭氧反應(yīng)單元以及臭氧氧化單元。
原有工藝中，廢水采用液堿調(diào)節(jié)pH為7〜8之后進行絮凝沉淀，經(jīng)過變更后的工藝采用石灰乳來調(diào)節(jié)pH。Ca(OH)2主要起兩方面作用：
(1)殺菌：發(fā)酵廢水中存在一些微生物，這些物質(zhì)的存在不利于后續(xù)生化反應(yīng)進行，將這些微生物殺死之后，就不會干擾后續(xù)生化單元微生物的正?；顒印?/p>
(2)除P：廢水中TP為24.11mg/L，向廢水中投加Ca(OH)2與廢水中的無機磷生成Ca3(PO4)2沉淀，使得預(yù)處理后出水TP降低至2mg/L以下，利于后續(xù)處理單元運行。
由于廢水的COD較高，且可生化性較好，采用IC厭氧反應(yīng)對廢水進行處理，降低廢水COD的同時將大分子有機物變?yōu)樾》肿佑袡C物，以便后續(xù)A/O系統(tǒng)對廢水進行處理。生化出水COD無法達到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，采用臭氧氧化囚工藝對生化出水進行深度處理，使之達到排放要求。
1.3 各構(gòu)筑物運行參數(shù)
組合工藝各單元構(gòu)筑物運行參數(shù)如表2所示。
1.4 分析方法
COD的測定采用重鉻酸鉀法，氨氮的測定采用納氏試劑比色法，TP的測定采用鉬酸銨分光光度法。
2、結(jié)果與討論
本系統(tǒng)以廢水收集池的廢水為原水，調(diào)試進入穩(wěn)定期后，對各個處理單元的出水水質(zhì)進行檢測。采用每天定期測樣，共獲取有效數(shù)據(jù)30組。為了評價系統(tǒng)運行的效果，選取COD、氨氮、總磷等作為評價指標(biāo)。
2.1 系統(tǒng)對COD的去除效果
系統(tǒng)調(diào)試運行中，系統(tǒng)的進水、IC出水、2級A/O出水、臭氧氧化出水的COD分別為8870mg/L、2200mg/L、140mg/L、75mg/L，總的COD去除率達到99.1%。
廢水經(jīng)過預(yù)處理之后，廢水中原有的微生物被殺死，避免了廢水中原有微生物對后續(xù)生化單元微生物的毒害。由于廢水的可生化性較好，在厭氧條件下，部分有機物被產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌分解為短碳鏈的有機物，部分會轉(zhuǎn)化為CO2、CH4等，使得出水的COD大幅降低。經(jīng)過IC厭氧單元處理后，出水的COD僅為2200mg/L。廢水經(jīng)過原有2級A/O單元處理后，出水COD為140mg/L，經(jīng)過臭氧處理后，出水COD為75mg/L，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
由圖2可知，雖然進水COD的波動較大，但是最終出水COD較為穩(wěn)定，說明該系統(tǒng)對廢水具有一定的抗沖擊性。原因在于：一方面采用預(yù)處理，降低了廢水中原有微生物對生化系統(tǒng)的沖擊，另一方面，米用厭氧+好氧組合工藝能夠提高整個系統(tǒng)的抗負荷沖擊性，使得微生物在整個調(diào)試過程中，性能逐漸達到穩(wěn)定狀態(tài)。末端采用臭氧氧化作為深度處理單元，將廢水COD降低的同時還起著脫色作用，確保出水能夠達標(biāo)。
2.2 系統(tǒng)對氨氮的去除效果
系統(tǒng)調(diào)試運行后，系統(tǒng)的進水、IC出水、2級A/O出水、臭氧氧化出水的氨氮分別為288.6mg/L、265mg/L、23.11mg/L、5.8mg/L，總的氨氮去除率達到98%，見圖3。
廢水中的氨氮脫除主要依靠原有的2級A/O單元來實現(xiàn)，缺氧段通過反硝化作用，將硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?。好氧段通過硝化作用，將氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮和亞硝態(tài)氮。出水結(jié)果表明，A/O單元的硝化細菌和反硝化細菌的性能達到穩(wěn)定狀態(tài)。
2.3 系統(tǒng)對于TP的去除效果
系統(tǒng)調(diào)試運行后，系統(tǒng)的進水、pH調(diào)節(jié)出水、2級A/O出水、臭氧氧化出水的TP分別為24.11mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L、0.2mg/L，總的TP去除率達到99.17%，見圖4。
對于TP的去除主要靠前端的預(yù)處理來實現(xiàn)，通過投加的Ca(OH)2與廢水中的無機磷發(fā)生反應(yīng)。殘留的少量TP進入后續(xù)生化反應(yīng)過程，考慮到生化反應(yīng)對TP的去除效果有限，通過前端預(yù)處理，避免了TP超標(biāo)導(dǎo)致出水不合格的情況出現(xiàn)。
3、系統(tǒng)的運行分析
系統(tǒng)剛開始運行時，整個生化系統(tǒng)的微生物并不穩(wěn)定，致使出水水質(zhì)有波動。運行一個月之后，IC厭氧反應(yīng)器、A/O單元的微生物相對穩(wěn)定，出水的水質(zhì)較為穩(wěn)定，達到預(yù)期目標(biāo)。整個過程中，TP的去除主要靠前端預(yù)處理過程中投加的Ca(OH)2，COD的去除主要依托生化工段的處理，生化出水需要臭氧氧化來深度處理使之達標(biāo)排放。同時對整個系統(tǒng)的運行成本進行分析，處理每噸廢水的成本為5.5元。
4、結(jié)論
(1)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢水主要為高濃有機廢水和沖洗廢水，其中高濃有機廢水COD高(SS較多且成分復(fù)雜間歇排放，屬于主要的污染源。
(2)針對濃度較高且可生化性較好的廢水，采用IC厭氧反應(yīng)+2級A/O組合工藝，發(fā)揮了組合工藝抗負荷沖擊的能力，保障了出水的穩(wěn)定性。
(3)預(yù)處理調(diào)堿單元對于生物具有良好的殺菌作用，能夠確保后續(xù)生化單兀的穩(wěn)定性，末端的高級氧化對生化出水難以降解的COD進行降解，確保達到排放要求。
(4)采用組合工藝對廢水進行處理，COD的去除主要靠厭氧與好氧組合工藝，氨氮的去除靠A/O硝化與反硝化作用。( >
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