1、引言
某酶制劑工廠的目前生產(chǎn)GA(糖化白蛋白酶)酶制劑，該工廠排放的廢水COD濃度濃度很高。工廠現(xiàn)有工藝采用純好氧工藝，能耗和剩余污泥產(chǎn)量高，造成運(yùn)行成本較高。目前國(guó)內(nèi)厭氧生物處理技術(shù)在酶制劑生產(chǎn)廢水處理方面已經(jīng)投入使用。
本論文基于實(shí)際廢水取樣的基礎(chǔ)上，進(jìn)行厭氧實(shí)驗(yàn)和深度處理實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察厭氧處理以及深度處理的工藝條件，為工藝設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
2、實(shí)驗(yàn)部分
2.1 材料
試驗(yàn)所用廢水為某GA生產(chǎn)廠的廢水。對(duì)其原水進(jìn)行檢測(cè)。GA廢水結(jié)果見(jiàn)表1，從表1原水水質(zhì)參數(shù)可以看出：
(1)GA廢水中CODcr和BOD5濃度高，BOD5/CODcr的比例高，超過(guò)一般厭氧處理所要求0.3，合適采用厭氧處理。
(2)GA廢水中氮磷濃度較高，在厭氧實(shí)驗(yàn)中，需要控制一定的ph值。
(3)GA廢水在處理后端需要考慮混凝工藝。GA中磷濃度較高同時(shí)考慮磷的除去，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 儀器
pH計(jì)，恒溫?fù)u床，1000ml反應(yīng)瓶，1L高型燒杯，四聯(lián)混凝裝置，數(shù)個(gè)曝氣頭，氣泵(用于曝氣)。
2.3試劑
FeCl3配成質(zhì)量濃度為5%的溶液(以Fe3+計(jì))，BaCl2×2H2O(分析純)，接種污泥(取自某造紙廢水處理IC反應(yīng)器)，30%NaOH溶液，98%H2SO4，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
2.4 試驗(yàn)方案和步驟
2.4.1 厭氧可降解性試驗(yàn)
在空氣恒溫?fù)u床中進(jìn)行批式試驗(yàn)，搖床速度控制在120r/min，溫度控制在35℃，pH控制在6.8~7.5之間。接種的顆粒污泥取自造紙水處理廠的厭氧反應(yīng)器，其原處理水質(zhì)與本實(shí)驗(yàn)所用原水有一定差距。采用該污泥進(jìn)行馴化，目的是使之適應(yīng)實(shí)驗(yàn)廢水特點(diǎn)。
分別進(jìn)行了3組實(shí)驗(yàn)：(1)對(duì)照組(醋酸鈉溶液);(2)GA廢水COD濃度較高，原水稀釋4倍。
對(duì)照組的目的是考察接種污泥的活性是否正常，主要考察的是污泥的性質(zhì)。
GA廢水稀釋的目的是因?yàn)槿舨捎脜捬醴磻?yīng)器，可以將厭氧出水與原水進(jìn)行回流稀釋，降低進(jìn)水中的揮發(fā)性脂肪酸濃度，使其降低至毒性閾值以下。同時(shí)，厭氧出水與原水進(jìn)行回流稀釋，不會(huì)造成工程設(shè)計(jì)中厭氧反應(yīng)器總?cè)莘e負(fù)荷的增加，這在常規(guī)的厭氧工藝，如帶有外循環(huán)的EGSB反應(yīng)器中是常用的手段。
在1000ml反應(yīng)瓶中根據(jù)試驗(yàn)要求分別加入250ml的不同水樣，并投加一定量厭氧顆粒污泥(投加量根據(jù)污泥負(fù)荷0.3kg⁃SCOD/kgVSS/dCODcr計(jì)算)，將反應(yīng)瓶放置在空氣恒溫?fù)u床中。在厭氧反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣使瓶?jī)?nèi)壓力不斷增加，瓶?jī)?nèi)自帶的在線壓力頭將持續(xù)記錄壓力值隨時(shí)間的變化。反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)定出水CODcr。根據(jù)壓力隨時(shí)間變化的曲線，以及進(jìn)出水CODcr值，可計(jì)算出厭氧產(chǎn)沼氣活性以及CODcr去除率。
每個(gè)水樣進(jìn)行3-4批試驗(yàn)，前1批試驗(yàn)結(jié)束后，撇除廢水，保留污泥，繼續(xù)采用該污泥進(jìn)行下一批試驗(yàn)。每批試驗(yàn)所用的廢水水質(zhì)水量一致。通過(guò)3-4批批式試驗(yàn)，使厭氧污泥逐步適應(yīng)該廢水，達(dá)到穩(wěn)定去除狀態(tài)。
試驗(yàn)中使用的反應(yīng)瓶是德國(guó)WTWOxitopAN12產(chǎn)品，在試驗(yàn)過(guò)程中能記錄氣體壓力實(shí)時(shí)變化。在瓶口裝有氫氧化鈉固體，能充分吸收氣體中的二氧化碳，因此測(cè)得的氣體壓力體現(xiàn)的是沼氣中甲烷的壓力。
2.4.2 好氧可降解性實(shí)驗(yàn)
在室溫下，將厭氧出水作為好氧進(jìn)水，接種一定量的市政好氧污泥(投加量根據(jù)污泥負(fù)荷0.3kgSCOD/kgVSS/dCODcr計(jì)算)曝氣，每天根據(jù)污泥負(fù)荷取出部分出水，補(bǔ)充進(jìn)水至原有反應(yīng)體積，監(jiān)測(cè)每天出水CODcr，待出水CODcr去除率穩(wěn)定后收集好氧出水。
2.4.3好氧出水混凝除磷實(shí)驗(yàn)
將厭氧出水再經(jīng)好氧處理后，采用混凝工藝。GA的試驗(yàn)條件分別如表2。
3、結(jié)果與討論
3.1 厭氧可降解性試驗(yàn)
3.1.1 對(duì)照實(shí)驗(yàn)
以CODcr為2000mg/L的醋酸鈉溶液作為空白實(shí)驗(yàn)的底物，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。污泥在對(duì)照組的活性為0.36gCODcr/gVSS/day，說(shuō)明具有很高的污泥活性。厭氧出水的CODcr小于200mg/L，說(shuō)明具有很強(qiáng)的CODcr去除能力。從圖1可以看出，3批實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)氣曲線吻合的很好，說(shuō)明污泥活性很穩(wěn)定。
3.1.2 GA廢水稀釋4倍的厭氧實(shí)驗(yàn)
根據(jù)表4和圖2綜合判斷，經(jīng)過(guò)2批污泥馴化后(總計(jì)30天)，第3批厭氧實(shí)驗(yàn)達(dá)到比較穩(wěn)定狀態(tài)，說(shuō)明在此條件下廢水對(duì)污泥沒(méi)有強(qiáng)毒性，厭氧污泥可以逐步適應(yīng)。GA廢水稀釋4倍后厭氧進(jìn)水，CODcr較高情況下(所以污泥延長(zhǎng)適應(yīng)周期和厭氧降解時(shí)間)，厭氧CODcr去除率穩(wěn)定在90%;厭氧出水CODcr在1000mg/L以下。污泥活性在0.60gCODcr/gVSS/day。
3.1.3 小結(jié)
通過(guò)對(duì)廢水的厭氧可降解實(shí)驗(yàn)研究，表明GA廢水稀釋4倍的水樣對(duì)厭氧產(chǎn)甲烷菌沒(méi)有產(chǎn)生強(qiáng)毒性作用。廢水進(jìn)行4批厭氧，4批厭氧中也沒(méi)有體現(xiàn)。因此，采用厭氧工藝處理廢水是可行的。
3.2 好氧出水混凝試驗(yàn)
3.2.1 表5是經(jīng)過(guò)上述處理的廢水水質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行混凝試驗(yàn)
注：GA廢水是稀釋4倍后的厭氧出水做好氧實(shí)驗(yàn)后，好氧出水。
3.2.2 表6是GA廢水混凝試驗(yàn)表
從表6中，得知在投加量Fe:P按摩爾比=2:1的情況下效果較好，符合污水三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)GA稀釋4倍，進(jìn)行生物可降解性實(shí)驗(yàn)，針對(duì)該水樣測(cè)試結(jié)果。
可知：對(duì)照污泥的污泥活性為0.36gCODcr/gVSS/day。
GA稀釋4倍的原水，SCODcr的去除率90%，污泥活性為0.60gCODcr/gVSS/day，說(shuō)明在此條件下廢水對(duì)厭氧污泥沒(méi)有毒性，厭氧處理方法可以用于該類廢水的處理。
GA混凝試驗(yàn)的最優(yōu)條件是投加量Fe:P按摩爾比=2:1，出水CODcr=178mg/L，TP=0.56mg/L，COD去除率是42.95%。PLC混凝試驗(yàn)的最優(yōu)條件是投加量300mg/L(以Fe計(jì))，出水CODcr=104mg/L，COD去除率是70.54%。( >
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