厌氧-接触氧化-稳定塘工艺处理化工制药废水

厌氧-接触氧化-稳定塘工艺办理化工制药废水海口市某精美化工有限公司，是生产医药中间产品的化工制药公司，主要产品为长春花碱。日排水量20m3,水中主要污染物为蛋白质、纤维素、木糖醇、有机酸和有机氯化物等。COD高达10000mg/L以上，BOD/CO为0.35左右。公司经过科技攻关充分利用当地有利的地理、气候等自然条件，采用厌氧*接触氧化*稳定塘工艺办理生产废水，驯化特效优势菌种，取得了COD去除率高达99.7%的效果。工艺流程确实定化工制药废水有机物含量高，且含有有机氯化物，对好氧微生物有毒性，所以在自然条件下很难降解，对环境污染严重。经过驯化的厌氧微生物能够破坏有机氯的长链构造使之断链形成较小分子物质进而被生化降解。据此原理，该公司联合厂区现有坑塘的有利条件，选择了两段厌氧做预办理、两级接触氧化做主工艺办理、三级稳定塘作后序办理的工艺。其流程见图1。废达标水图1废水办理流程构筑物设计参数与功能(1)调节池。地下钢砼构造。尺寸为4mx3mx4m。功能是均衡水质水量。厌氧池。半地下钢砼构造。采用升流式厌氧污泥床反响器(UASB)。该反响器的特点是污泥床污泥浓度高、活性大。废水从底部均质布水器进入，首先经过污泥床与厌氧微生物充分接触反响，使废水中有机物被降解。本工程由于废水较难生化且有毒性，设计中考虑当地年平均气温较高(2224°C)，常温运行，采用了较长的水力停留时间(HRT)为8d,运行结果表示设计知足了工艺要求。生物接触氧化组合池。半地下钢砼构造。生物接触氧化技术集活性污泥的高污泥活性和生物膜法的高污泥负荷的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便的优点。本工程采用两段法工艺，目的在于驯化不同阶段的优势菌种提高生化效果和抗冲击能力。一氧池HRT为15h,积淀池HRT为7h,二氧池HRT为16h。总水气比为1:16。填料为固体炉渣填料。三级稳定塘。一级塘为原塘改造HRT为60d,平均水深2m二级塘为原塘改造HR祜33d，平均水深2m;三级塘为新建塘HRT为60d，平均水深2m。稳定塘是古老的污水办理方法之一，在适合条件下有奇异功能。其净水机理为菌藻共生、共存、共同工作；生化作用、光合作用相互促使。藻类光合作用产生氧气、促使好氧微生物对有机物的氧化降解，经过微生物的捕食、日光紫外线的照射、抗菌素的杀灭、pH的变化,有效地去除污水中的病菌、病毒和寄生虫卵。这些是稳定塘的特有功能。稳定塘不单能去除有机物，好氧、缺氧、厌氧三种状态交替运行功能，还拥有除磷脱氮功能。多级塘串连使用有利于优化菌藻共生系统，提高有机物的降解功能。运行效果剖析运行效果的监测委托相关环保部门进行，于2001年12续监测2天，每日采样3次，其6次样的平均值和各级办理设

月5日、6日连施的办理效果见表1。表1监测结果CODCODfc除率SS去除率项目pHSS(mg/L)(mg/L)(%)(%)车间出口6.5110082309调节池出水6.7589571124122厌氧池出水7.4110808812648接触氧化池出6.824326011210水稳定塘排放水7.3625943370总去除效果99.789排放标准6~910070监测剖析结果表示该治理工程的COD去除率为99.7%,其主要污染物在厌氧池中得以降解，厌氧池出水1080mg/L，正好切合接触氧化池的进水要求，COD太高则好氧生化困难，可见厌氧池参数设计是合理的。好氧接触氧化池的CO［去除率为60%出水浓度432mg/L，切合氧化塘的进水要求。氧化塘对COD勺去除率为94%出水仅25mg/L，运行效果也是令人满意的。效益剖析按日排水20m3计算，每年少向环境排放COD72t,悬浮物2tc直接运行成本为0.58元/m3,这在高难度有机废水治理工程中属成本较低的。可见本工程的经济效益、社会效益都较好。结语本工程采用综合微生物降解工艺，成功地治理了高浓度较难生化的有机废水。尤其是合理地利用当地的有利自然条件和现有坑塘达到了治理污染、美化环境的目的。本工程稳定塘属于兼性塘，应注意实时清理塘中小浮萍，以防其大量生长影响光合作用损坏菌藻共生系统的优化组合条件，使稳定塘失去降解有机物的功能。厌氧快速吸收有机物的启动能源研究周期循环刺激下厌氧快速吸收有机物的办理工艺源于生物除磷技术，但发展至今，早已不单限制于除磷范围，其中出现的很多新的生物现象和办理效果惹起人们的极大兴趣。这种工艺方法作为一个新的研究课题，已经成为目前深受重视的非稳态理论应用与研究的一部分，其现实意义旨在利用非稳态技术创始污水办理新工艺，实现节能高效的有机物厌氧吸收；其中机理研究的核心是厌氧快速吸收的能量根源问题。当前，国内外对于由生物除磷引发的厌氧—好氧生物办理中厌氧吸收有机物的研究普遍认为，厌氧快速吸收主要有两种可能的能量来源：多聚磷酸盐和糖元。其中，前者属于生物除磷机理，即在厌氧条件下聚磷菌利用体内多聚磷酸盐分解产生的能量吸收并储藏有机物，同时释放出ATP水解产生的正磷酸盐。后者则来自于对最初的生物除磷生化代谢模式(Comeau,1986)的修正(Arun&Mino等，1988)以及“G细菌”的发现[1]。研究者们认为：聚磷菌以多聚磷酸盐为能量根源的同时，也利用糖元分解为有机物厌氧吸收和PHB合成提供所需复原力和部分能量：2?4：;“G细菌”则不具备积累多聚磷酸盐的能力，完全以胞内糖元为厌氧吸收的能量根源。近来，意大利学者Carucci(1997)依据实验又提出在以葡萄糖为唯一有机基质并延进步水时间的情况下，能够由一部分葡萄糖无氧糖解、放出能量，供给另一部分葡萄糖厌氧合成糖元。他的实验结论认为在一定厌氧时间里，细菌优先利用进入细胞的葡萄糖，而不是糖元，并对其进行酵解以供厌氧吸收和转变成所需能量⑸。可见，对于厌氧吸收的能量根源问题还有好多内容尚待深入研究。试验设施与方法分别米用两个SBR反响器对乙酸钠、葡萄糖两种人工配水进行小试研究，污泥根源见表1。人工配水COD直均为500?600mg/L,A配水磷浓度较高，P/COD为(5?6)/100,G配水中氮、磷营养元素按BODN：P=100:5:1配给，配水主要成分见表2。两个反响器均按照厌氧一好氧SBR工艺运行，每个周期运行时间8h，详细运行程序及参数见表3。AG两种配水分别经过120d和20d左右的污泥驯化和培养进入稳定运行阶段，用于厌氧快速吸收COD去除效果的测定，稳定运行期间室温26?30C。细胞内糖(IC)、外糖(EC)含量的测定采用70?80C水浴加热、离心分别，尔后用苯酚一浓硫酸法定量测定。其他测定项目均采用国家环保局颁发的《水和废水监测剖析方法》第三版中的标准方法。配水种类

表1不同配水的反响器与污泥根源反响器容积(L)控制方式污泥根源PLC

葡萄糖配水乙酸钠

(A)

5.0自动控制

膜生物反响器8.0项目主要有机成分NH4CI-NKH2POP1ZIILL^5^微量儿素运行程序进水厌氧搅拌

天津纪庄子污水厂葡萄糖(G)人工控制回流污泥泵井表2人工配水主要成分mg/LA配水G配水乙酸钠700葡萄糖50018.517.520.53.5CaCb30，MgSO7H2O90，KCI20，MnC20.1CuSO5HO0.1,ZnSO0.1,FeSO*7H2O0.1表3运行程序实时间参数时间参数(min)5120沉降

20排上清液10曝气300闲置25试验结果与议论2.1厌氧快速吸收去除COD勺情况AG两种配水的污泥分别经过120d和20d左右的适应驯化期，都实现了对各自基质的厌氧快速吸收。在好氧饥饿5h的前提下，厌氧2h的COD去除率均达到80%-90%事实上，A配水厌氧吸收45min,G配水厌氧吸收30min,COD去除率均已在80%以上（如图1、2）。J7武<</3

.3S/N?COD4567ffi2G配水稳定运行期内糖及COD曲线2.2多聚磷酸盐作为能量根源的议论AG两种配水混淆液厌氧磷浓度变化如图3所示陪伴厌氧COD去除，两反响器中都没有过度释磷现象。相反，A配水厌氧末期磷量降低约50%G配水在厌氧初15min内磷浓度略有上涨，而后也呈下降趋势。对于这种厌氧除磷的异样现象将另文探讨，而由此无厌氧释150疣氧时『可/min图3M￡配水厌氧磷量变化曲线磷现象能够清除本试验中以多聚磷酸盐为厌氧吸收有机物能量根源的可能性。2.3糖元作为能量根源的议论A配水中不含糖类成分，细胞吸收基质进入体内不会对胞内糖元的测定产生扰乱。因此，该配水下的内糖（IC）曲线与G配水相比，更能清晰地从糖元含量的角度反应细胞内糖类物质与非糖类物质之间的转变，表示以糖元为能量根源进行厌氧快速吸收的真切内糖变化规律。将A配水稳定运行期内糖变化规律及同期测定的COD厌氧去除情况（见图1）与A配水驯化期IC与COD曲线（图4）用来对照细胞成立内糖能源体制前后的IC变化及CODfc除的特点，能够看出驯化期基本没有COD厌氧吸收，细胞内糖也仅有小幅度变化，无显然变化规律，IC/MLSS水平较低（为0.13?0.14）;稳定运行期的混淆液COD在厌氧段快速下降，细胞内糖含量陪伴这一过程而降低，即糖元分解并在随后的好氧段从头合成，内糖水平获得恢复，IC/MLSS高于驯化期（为0.25?0.33）。此外，曲线表示糖元的分解与合成都较为迟缓。400}KMII好辄10.2时间/h圏4A配水驯化期内糖及COD曲线2.4葡萄糖酵解作为启动能源的议论对照图1与图2的IC曲线并将厌氧最初30min两种配水IC变化情况局部放大为图5,能够看出，虽然两种配水的内糖变化总体趋势均呈厌氧分解、好氧合成的规律，但G配水厌氧初期的内糖变化拥有显然特点：厌氧最初10min的内糖水平激增达峰值，尔后在约5min内以较快速度下降，这一突变过程可能波及到G配水下的能量根源问题。0.6101520253035IXW.时何/min厌氧初期内糖曲线厌氧最初10min内糖水平激增显然是由匍萄糖基质被快速吸收进入细胞所惹起的。但是如果只是考虑糖元的迟缓分解则很难解释此后内糖的快速下降，因此推断存在某种比糖元更容易被快速利用的糖类在厌氧初期被消耗，G配水下显然就是吸收入细胞的葡萄糖发生酵解或转变成其他非糖元的储藏物。试验从两方面来考证这一推断，首先G配水厌氧混淆液pH值曲线（图6）表示，厌氧最初15min内混淆液pH值显然降低，这说明确实发生了葡萄糖的酸性发酵。此外，同期测定的外糖（EC）与混淆液COD曲线（图7）显示，整个厌氧过程中EC和COD并非同步下降，EC下降速率要大于CO［降解速率，厌氧末EC浓度仅为41mg/L而COD仍有108mg/L。可见在厌氧过程中混淆液CO［组成成分在不断变化，已经不是完全由配水的葡萄糖组成，其中糖类成分渐渐减少而由其他物质取代，这些组成COD的新物质很可能就是被释放到混淆液中的糖酵解产物。由此能够认为，G配水厌氧初期IC曲线的特殊变化可能是四部分综合作用的结果：吸收葡萄糖进入细胞，葡萄糖厌氧酵解，葡萄糖转变为其他非糖物质以及糖元的分解。其中，前两者是厌氧初期影响内糖水平的主要因素。根据以上细胞利用葡萄糖酵解释放能量进行厌氧吸收这一推断，可认为A、G两种配水污泥驯化时间上的差别，是源于两种基质自己的复原态不同。系统启动时，也就是污泥驯化期，在细胞体内并无储备糖元的情况下，G配水葡萄糖基质的复原态较高，能够自发酵解产能为驯化提供启动能量；而A配水的乙酸基质复原态低，基质本身在厌氧时不发生放能反响，该配水下的厌氧吸收除糖元以外没有其他可利用的能源，驯化期内只能依靠较迟缓的代谢调节才能成立起内糖能源体制，致使较长时间里没有厌氧吸收效果。将这一结论应用于实际，能够在非生物除磷的厌氧快速吸收系统启动之初，向污染物复原态较低、不易被厌氧吸收的进水中投加适量的能够自发酵解产能的简单有机物，以加速系统的启