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厌氧—好氧生化法处理制药废水工程调试及管理

发布时间:2010-2-21 11:34:00  中国污水处理工程网

制药废水成分复杂、污染物浓度高、pH值经常变化、带有颜色和气味、悬浮物含量高、含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素,并且有毒性,属浓度难降解有机废水,是我国工业废水治理的重点。许多制药企业根据GMP改造要求,建成了较完善的废水处理设施,但不熟悉制药废水调试和运行理特点,废水处理设施不能充分发挥其处理效果,例如,厌氧池和生物接触氧化池不能正常生长代谢、挂膜效果不佳、废水处理站建成后长期难以投入正常运行、废水不能达标排放。本文对广州某制药厂废水处理系统的调试及日常理心得进行小结,希望与同行进行交流、探讨,做好制药废水调试与运行理工作,以保证废水处理系统正常运转。

1、工程概况

广州某制药厂原有一套两级生物接触氧化处理系统,用来处理全厂废水,近几年生产不断发展和产品结构变化,尤其是头孢类产品的废水中含有大量的抗生素物质,对废水站的生化处理系统有较大抑制作用,使废水不能达标排放。该厂在GMP改造时,新建一套厌氧—好氧生化废水处理系统。高浓度生产废水经厌氧—好氧生化处理后,和生活废水混合进入原两级生物接触氧化处理系统处理,确保全厂废水达标排放。

1.1全厂废水来源及水质

全厂废水水质见表1。   

2.调试

全厂废水处理站的调试主要是生物处理池的生物菌培养和驯化,即厌氧池、生物铁微电解和生物接触氧化池的调试,在厌氧池、生物铁微电解池和生物接触氧化池分别实现生物菌正常的新陈代谢。

该制药厂废水处理站于2003年5月建成投入试运行,厌氧池以生物铁和半软性尼龙为填料,生物接触氧化池和生物铁微电解池悬挂弹性立体填料,沉淀池填料为聚丙烯斜蜂窝填料,生物接触氧化池采用微孔曝气器进行曝气,生物铁微电解池采用曝气软。制药废水具有毒性和抗生素类难生物降解物,为加快挂膜速度,缩短调试时间,采用接种培菌,使设施尽快投入运行。

2.1厌氧调试

2.1.1接种污泥的选择与处理

可引进同类特征废水的污泥接种,应尽量选用含甲烷菌多的污泥,如城市废水处理厂厌氧消化污泥,经脱水的厌氧、好氧污泥,以及长期贮存、排放废水的阴沟、水塘污泥等。对过稠的接种污泥,可用水稀释、过滤、沉淀,去除污泥中夹带的大颗粒固体和漂浮杂物。

2.1.2影响调试的因素

影响调试的因素,除接种污泥外,还有废水的水质特征、有机质负荷和有毒污染物负荷、环境条件、填料种类等。厌氧调试所需时间较长,一般16~24周不等。

⑴pH值  pH值变化将直接影响产甲烷菌的生存与活动,厌氧池pH值应维持在6.5~7.8之间,最佳范围在6.8~7.5左右。厌氧池具有一定的缓冲能力,正常运行时,进水pH值可略低于上述值。

⑵温度  采用中温调试。大多数产甲烷菌的适宜温度在中温35~40℃之间,中温条件下,产甲烷菌种类多,易培养驯化、活性高。应控制厌氧池温度波动范围一般1d不宜超过±2℃,避免温度超过42℃。

⑶碱度  合理的厌氧池碱度(以CaCO3计)范围为2000~4000mg/L,

⑷基质的碳、、磷比例及微量元素  厌氧处理要维持正常运行,废水中必须含有足够的细菌用以合成自身细胞物质的化合物。甲烷菌的主要营养物质为、磷、钾和硫及其它必需的微量元素。厌氧池中营养物质比例一般取BOD5:N:P=(200~300):5:1,而生物接触氧化池和生物铁微电解池中主要营养物质的比例一般取BOD5:N:P=100:5:1。细菌所需要的微量元素非常少,但微量元素的缺乏能够导致细菌活力下降,在调试阶段应加适量的微量元素。

2.1.3厌氧池调试操作

⑴将接种污泥投入厌氧池,用稀释的废水浸泡2d,调节厌氧池内pH值约在7.0~7.5之间。

⑵向厌氧池注入生产废水约1/3池容,再补充生活废水至设计容量,调试初始应采用较低负荷,一般约为正常运行负荷的1/6~1/4,或取0.1~0.3kgCOD/(m3·d)。

⑶按约1/4设计处理量连续进水。

废水处理设计方案中厌氧池无回流,在调试阶段,应安装临时回流,将厌氧池出水回流,以增加池内生物菌数量,以免污泥大量流失,回流比约1:4。生物接触氧化池同期进行调试,为防止调试阶段厌氧池高浓度废水对生物接触氧化池的冲击,应控制从厌氧池流入生物接触氧化池的废水量。

⑷应注意池内的温度变化,升温不能过快。当厌氧池出水pH<6.5时应增加进水中的碱量,要及时对pH进行检测。

⑸在上述情况下稳定运行2~3周,可逐步提高厌氧池容积负荷。每次提高0.3kgCOD/(m3.d)左右,稳定运行时间2周左右。

在此期间,应注意观察厌氧池出水情况,若pH降低,应加大投碱量,若调整负荷后发生异常应采取降低负荷或暂时停止进水等措施,待稳定后再提高负荷。

⑹若出水水质效果好且稳定时,可逐步加大从厌氧池到生物铁微电解池的水量,最终实现厌氧池出水全部流入生物接触氧化池。

⑺当厌氧池进水浓度提高至原水浓度,直接进水,应经10d稳定观察,正常运行,可逐步取消回流

⑻正常的成熟污泥呈深灰到黑色,带焦油气,无硫化氢臭,pH值在7.0~7.5之间,污泥易脱水和干化。当进水量达到设计要求,并取得较高的处理效率,产气量大,含甲烷成分高时,可认为厌氧调试基本结束。

2.2好氧生化处理调试

好氧生化处理调试包括生物铁微电解池和生物接触氧化池调试。

2.2.1主要控制条件

⑴pH  氧化池pH值应维持在6.0~8.5之间,若进水pH值急剧变化,在pH<5或pH值>10.5时,将引起生物膜脱落,这时应投加化学药剂予以中和,使其保持在正常范围。

⑵溶解氧  应确保生物接触氧化池和生物铁微电解池内废水中有足够的溶解氧,一般以2~4mg/L为宜。

2.2.2好氧生化处理调试操作

⑴将从外运来的活性污泥投入生物接触氧化池,污泥量为池容的0.01~0.05。

⑵将预曝气调节池废水入生物接触氧化池1/5~1/3池容,再加满自来水,控制此时生化池水中的pH值为7或稍大于7,由于此时池内污染物浓度较高,不必加入营养物和碳源。

⑶启动罗茨鼓风机,闷曝(不进水连续曝气)8h后,停止曝气静置沉淀0.5h,再继续闷曝,以后曝气每隔8h可停止曝气静置沉淀0.5h然后继续曝气。

⑷闷曝气1d后,可从调节池少量补充废水。

⑸在曝气过程中要控制生化池中溶解氧含量在2~4mg/l之间,并需测试污泥沉降比,若该值逐渐减少,说明这些污泥已粘附在填料上。

⑹每天加入适量的微量元素、更换约1/3池容的废水,经过数日闷曝气、静置沉淀、补充废水之后,可以按设计流量的1/3~1/2连续水。

为防止进水量太小影响潜水废水的寿命,在废水安装时,应在后安装一带闸阀的回流支,使一部分通过支回流至调节池。

⑺驯化与培菌同时进行,挂膜速度很快,一般一周后在填料表面上,就可以看到有很薄的一层膜。

⑻若微生物膜增殖正常,约7d后,生物接触氧化池出水一部分可流入沉淀池,一部分仍然回流至调节池。即可连续进水、回流。

⑼大约20d后,填料上将挂上一层橙黑色生物膜,可按设计水量进水。

⑽在此情况下能稳定运行1个月左右,这时挂膜基本完成,微生物开始大量繁殖。此时应密切注意监测水质变化情况,避免负荷突变对生化池造成冲击。

若液面有大量泡沫产生且数量不断增加,覆盖生化池,说明曝气量过大或有大量合成洗涤剂与其它物质进入,应减少曝气量,投加除泡剂,也可以在生化池周边安装自来水蓬头喷淋去除泡沫。

⑾随着时间的延长,生物膜开始新陈代谢,老膜开始剥落,出水中出现悬浮物,标志着挂膜阶段结束,可进入正常运行。

2.2.3生化池运行状态判断

生化池运行状态可根据以下情况判断:

⑴颜色:运行良好时混合液呈棕褐色,且色泽鲜明;运行恶化时呈深褐色或黑色。

⑵气味:运行良好时不产生讨厌气味,应为略带霉味的泥土气味;运行恶化时废水有一种类似腐败的鸡蛋的恶臭味。

⑶泡沫:在生化池内出现少量的泡沫,属正常现象;在出水中出现白色泡沫翻滚,表示悬浮固体浓度过高。

⑷pH值:运行正常,pH值应在6.5~8.5之间,若下降,可能是曝气过量,有毒物质进入,可加入生石灰(或工业Na2CO3)进行调节。

当厌氧池调试完成之后,好氧生化池运行正常,整个调试工作基本结束。

2.3注意事项

⑴在水力冲击下,厌氧池和好氧生化池内束状填料可能发生纤维束缠绕、成团、断裂等现象,缠绕、成团有可能是安装不利造成的,可适当加大水力负荷和曝气强度来解决。纤维束断裂,应及时更换。

⑵好氧生化池调试开始时,曝气量应从小气量开始,随着废水进水量增加而逐步增大,保证生化池废水中溶解氧约2~4mg/l。

⑶调试阶段每周应对厌氧池和好氧生化池的进出水质取样检测,了解水质变化情况,掌握生物膜生长状况。

⑷厌氧池和好氧生化池应预留一条束状弹性立体填料,纲绳上端系绑在操作平台护栏上,填料部分自然垂落入废水中,下端不要固定,调试一段时间后或日常运行时,可将此填料束拉出水面查看生物膜生长情况。

3日常运行

废水处理站调试完成后,即可投入正常运行,日常理工作也很重要,主要包括各废水处理工艺单元的理、设备维护保养和安全操作等,若理不善,会造成生物膜脱落,影响厌氧消化和好氧生化处理效果,废水难以达标排放。

⑴该制药厂连续生产,废水站应24h有专人理。

⑵各岗位应有工艺系统网络图、安全操作规程等,并应示于明显部位。

⑶废水站运行理人员必须熟悉本站废水处理工艺和设施、设备的运行要求与技术指标,运行理人员和操作人员应按要求巡视检查构筑物、设备、电器和仪表的运行情况,并如实作相关运行记录,包括每天进水量、有无异常情况、设备故障等。

⑷操作人员发现运行各处理单元或设备运行不正常时,应及时处理或上报主部门,罗茨鼓风机、水等设备出现故障时,应启动备用设备,自动控制系统出现故障时应启动手动控制系统,并立即上报,请相关专业人员维修,不要擅自拆卸。

⑸根据各设备要求,定时检查,添加或更换润滑油。

⑹构筑物的结构及各种闸阀、护栏、道、支架和盖板等定期进行检查、维修及防腐处理,并及时更换被损坏的照明设备。

⑺及时清运格栅池内栅渣,经常巡查并清理池面上的漂浮杂物,如树叶、塑料袋等,以免堵塞道及水。沉淀池污泥每周抽排一次。

⑻了解掌握车间生产及排放废水变化情况,及时采取措施,避免厌氧池负荷突变,影响生物膜生长。

⑼如果出现设备或供电故障使罗次鼓风机不能正常工作,导致好氧生化池不能曝气的情况,应及时请有关人员排除故障,每次停止曝气时间不能超过8h,以免生物膜脱落。

⑽应经常观察好氧生化池生物膜生长状况、上清液透明度、污泥颜色、状态、气味等,并定时测试和计算反映污泥特性的有关项目。因水温、水质的变化而在沉淀池引起的污泥膨胀、污泥上浮等不正常现象,应分析原因,并针对具体情况,调整系统运行工况,采取适当措施恢复正常。

⑾每周至少一次抽取各处理工艺单元水样进行检测,掌握各处理单元处理效率和水质变化等运行情况,并做好相关记录。

4结语

制药废水成分复杂,处理较难,调试和日常运行理十分重要,生产不同药品所产生的废水水质有很大差别,运行时应根据具体水质,采取相应的措施,确保生化池的正常运转。来源:谷腾水网

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