福建省新科環(huán)保技術(shù)有限公司 福建浦城正大生化制藥有限公司
摘要:福建省浦城正大生化制藥有限公司是以生產(chǎn)鹽酸金霉素為主的制藥企業(yè)，其排放的廢
水為高濃度有機(jī)物污水，水質(zhì)特點(diǎn)為：COD:10000mg/L-20000mg/L，最高時(shí)可達(dá)22000mg/L；
NH3-N在1000-2000mg/L,最高時(shí)可達(dá)2700mg/L；另外污水中Ca2+、Mg2+高達(dá)1000mg/L 以上，
CL-≤1800mg/L，SO42-高達(dá)2500mg/L；原水中的Ca2+、Mg2+主要以有機(jī)態(tài)存在，其釋放出來(lái)
后會(huì)抑制微生物生長(zhǎng)，處理難度較大。我們從2005年7月 -10月3日 ，在浦城正大生化有限
公司對(duì)該廢水進(jìn)行中試。處理結(jié)果較為理想，中試出水：COD<300mg/L,NH3-N<15mg/L,
SS<50mg/L,PH=7。
關(guān)鍵詞：微電解 厭氧折流板應(yīng)器 I-BAF曝氣池 硝化速慮
1 試驗(yàn)水質(zhì)、水量
1.1 試驗(yàn)水質(zhì)：
CODcr≤20000mg/L SS≤1000mg/L NH3-N：1000-2000mg/L
Ca2+、Mg2+≤1261mg/L CL-≤1800mg/L SO42-≤2500 PH=4-6
1.2 試驗(yàn)水量：0.5噸/天
2 中試工藝流程簡(jiǎn)圖
3 試驗(yàn)過(guò)程
3.1 FCD微電解
微電解池采用底部進(jìn)水上部出水方式，池內(nèi)填充鐵和炭，鐵炭體積比為1∶3，控制其進(jìn)水
PH值在5左右。待微電解池中填料裝滿(mǎn)后，往池子加入水解酸化后的污水，為了加快反應(yīng)
速度，防止堵塞，采用曝氣助流攪拌。微電解進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。
表－1 微電解進(jìn)、出水水質(zhì)
單位：mg/L 除PH外
|
日期 |
微電解池進(jìn)水 |
微電解池出水 |
|||
|
CODcr |
PH |
CODcr |
PH |
CODcr去除率％ |
|
|
7.21 |
2860 |
5 |
1480 |
7.5 |
48 |
|
7.22 |
3640 |
5 |
2340 |
6.5 |
36 |
|
7.25 |
2320 |
5 |
1720 |
6.5 |
26 |
|
7.26 |
3460 |
5 |
|
|
|
|
7.28 |
6480 |
5 |
|
|
|
|
7.29 |
7720 |
5 |
3900 |
7 |
49 |
|
7.30 |
4500 |
5 |
|
|
|
|
7.31 |
5800 |
5 |
3680 |
6.5 |
37 |
從表－1中可以看出，微電解階段CODcr去除率平均保持在38％左右。由于微電解屬電化學(xué)
反應(yīng)，其COD去除率在整個(gè)中試過(guò)程中比較穩(wěn)定。
微電解出水含有大量的SS，主要為污水中釋放出來(lái)的Ca2+、Mg2+與有機(jī)物；另外出水中還
含有大量二價(jià)鐵離子，通過(guò)吹脫單元的曝氣，二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子
易生成Fe (OH)3、Fe2 (SO4)3等沉淀物，從而攜帶大量懸浮物與之共沉淀，通過(guò)沉淀后出水比
較澄清，其對(duì)COD的去除接近于20％；而且減少了Ca2+、Mg2+對(duì)后續(xù)生物處理的抑制作用，
提高微生物系統(tǒng)的活性。
3.2 厭氧處理
表－2 厭氧系統(tǒng)微生物培養(yǎng)馴化階段實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)
（8.1-8.23） 單位：mg/L 除PH外
|
日期 |
厭氧出水 |
||||
|
CODcr |
PH |
CODcr |
PH |
CODcr |
|
|
8.1－8 |
6200 |
5 |
4000 |
7.5 |
2176 |
|
8.6－8 |
7820 |
4.5 |
2980 |
7 |
1600 |
|
8.9－8 |
11200 |
5 |
5420 |
7 |
1340 |
|
8.13－ |
8900 |
5 |
4200 |
7.5 |
1120 |
|
8.16 |
11400 |
4.5 |
5720 |
7.5 |
1640 |
|
8.17－ |
11400 |
5 |
5800 |
7 |
2000 |
|
8.21－ |
8780 |
5 |
4360 |
7 |
1482 |
|
8.23 |
11520 |
5 |
6000 |
7.5 |
2560 |
（一）厭氧系統(tǒng)培養(yǎng)初期
厭氧折流板應(yīng)器共分成10格，內(nèi)懸掛半軟性填料，規(guī)格為Φ120mm。
7月16日加入污水車(chē)間厭氧污泥近1m3平均分布到折流格的每一格中，并注滿(mǎn)少量稀釋后的
污水 。放置6天后，出現(xiàn)大量氣泡冒出后再注入微電解沉淀后的出水
（控制CODcr2000－3000mg/L），并投加500g高效菌種；此時(shí)單元產(chǎn)氣量減少，這說(shuō)明此
時(shí)的系統(tǒng)不大適應(yīng)這種污水，產(chǎn)甲烷菌受到控制。
7月26日系統(tǒng)產(chǎn)氣量增大，在水面上漂一層泡沫浮渣，這說(shuō)明此時(shí)大部分細(xì)菌開(kāi)始適應(yīng)并
生長(zhǎng)，開(kāi)始進(jìn)入中期培養(yǎng)。
（二）厭氧系統(tǒng)培養(yǎng)中期
8月1日開(kāi)始提高厭氧負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)厭氧出水COD偏高時(shí)，通過(guò)水泵進(jìn)行循環(huán)促進(jìn)系統(tǒng)水力
攪拌，促進(jìn)掛膜；8月23日，進(jìn)水COD提升至6000mg/L左右，系統(tǒng)出水COD在
1100mg/L－2500mg/L,去除率平均在58％左右。詳見(jiàn)表-2。
（三）厭氧系統(tǒng)培養(yǎng)穩(wěn)定期
9至10月份，系統(tǒng)產(chǎn)氣量增大，說(shuō)明甲烷菌活性比較高。此時(shí)系統(tǒng)對(duì)COD的降解基本上
比較良好，進(jìn)水濃度在4000mg/L至7600mg/L之間，出水COD穩(wěn)定在
2000mg/L～1200mg/L之間，系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除率基本上在74％左右，厭氧處理基本上
達(dá)到預(yù)期效果。
3.3 好氧效果
該污水NH3高達(dá)1200－2000mg/L左右，用現(xiàn)行脫氮好氧處理工藝出水無(wú)法達(dá)標(biāo)，甚至無(wú)法
正常運(yùn)行。因此好氧系統(tǒng)采用我公司專(zhuān)利技術(shù)——曝氣生物濾池（I-BAF）結(jié)合高效微生
物菌種。I-BAF工藝全稱(chēng)為固定化高效微生物–曝氣生物濾池，是在固定微生物技術(shù)（IM）
基礎(chǔ)上，結(jié)合曝氣生物濾池（BAF）發(fā)展而成的污水處理新工藝，對(duì)高氨氮水處理效果很好，
已在多家高氨氮廢水處理工程中應(yīng)用，出水氨氮均小于15mg/L。
（一）好氧培養(yǎng)
8月20日取部分厭氧出水用自來(lái)水稀釋后（控制COD在1000mg/L左右）加到好氧系統(tǒng)。在好
氧系統(tǒng)里投加B350等高效微生物750g，悶曝4天，測(cè)得系統(tǒng)中污水COD為600mg/L左右，
NH3小于15mg/L。接著每天加入一定量的原水進(jìn)行培養(yǎng)，隨著微生物膜的形成，在保證系統(tǒng)
去除率的前提下，漸漸加入進(jìn)水量逐步增加負(fù)荷。8月31日，厭氧出水接入好氧系統(tǒng)開(kāi)始連
續(xù)運(yùn)行，好氧進(jìn)水COD在2000mg/L-1200mg/L，NH3-N在1200mg/L-1800mg /L之間；出水
COD在700mg/L-400mg/L之間，NH3-N<15mg/L.。處理每m3廢水加燒堿量大約為1Kg。
9月26日—9月28日，好氧系統(tǒng)進(jìn)行NH3-N沖擊負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，好氧進(jìn)水NH3-N提高至2700mg/L
左右，此時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)第一格開(kāi)始有異味，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)第一格NH4+-N有所積累，好氧最
終出水NH3-N偏高；9月27日后，好氧進(jìn)水NH3-N濃度恢復(fù)正常，9月28日后好氧出水
NH3-N又達(dá)到15mg/L以?xún)?nèi)。可以看出好氧系統(tǒng)所能承受的進(jìn)水NH3濃度應(yīng)小于2000mg/L,
否則出水NH3-N無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。好氧系統(tǒng)微生物培養(yǎng)訓(xùn)化階段數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表-3。
表-3好氧系統(tǒng)微生物培養(yǎng)馴化階段實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
單位：mg/L 除PH外
|
日期 |
|
厭氧 |
好氧 |
|
|
出水 |
出水 |
去除率% |
||
|
8.31-9.1 |
CODcr |
2720 |
528 |
80.6 |
|
NH3-N |
1512 |
34 |
97.9 |
|
|
9.2 |
CODcr |
1700 |
648 |
61.9 |
|
NH3-N |
1400 |
8 |
99.4 |
|
|
9.3-9.4 |
CODcr |
1850 |
600 |
67.6 |
|
NH3-N |
1450 |
7 |
99.5 |
|
|
9.6-9.8 |
CODcr |
1200-1400 |
600-660 |
|
|
NH3-N |
1250-1850 |
<15 |
|
|
|
9.14-9.17 |
CODcr |
1824 |
660 |
63.8 |
|
NH3-N |
1400 |
<15 |
99.1 |
|
|
9.18-9.25 |
CODcr |
1560-1700 |
550-436 |
|
|
NH3-N |
1250-2000 |
<15 |
|
|
|
9.26 |
CODcr |
1740 |
456 |
73.8 |
|
NH3-N |
2492 |
84 |
96.6 |
|
|
9.27 |
CODcr |
1440 |
360 |
75 |
|
NH3-N |
1540 |
20 |
98.7 |
|
|
9.28 |
CODcr |
1540 |
300 |
81 |
|
NH3-N |
1500 |
14 |
99.1 |
|
|
9.29-10.3 |
CODcr |
1136-1500 |
300-400 |
|
|
NH3-N |
1500-1800 |
<15 |
|
|
9月27日—10月3日，好氧進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段進(jìn)水CODcr控制在2000mg/L以?xún)?nèi)，
NH3-N控制在1600mg/L左右；好氧出水CODcr基本在400mg/L左右，NH4+-N小于15mg/L，
通過(guò)混凝沉淀后出水CODcr在300mg/L左右，投加聚合氯化鋁最佳量為0.05％，即噸水加藥量
為0.5kg。
（四）硝化速率與COD/ NH3-N探討
從以上數(shù)據(jù)可以看出，好氧系統(tǒng)硝化速率基本在0.25-0.5Kg/m3.d之間；當(dāng)系統(tǒng)
COD/NH3-N<1：1.5時(shí)，硝化速率下降，出水氨氮偏高。常用的硝化反硝化工藝所要求的
COD/ NH3-N理論上再8－10，而采用I-BAF系統(tǒng)其所要求的 COD/ NH3-N>1~1.5就可以滿(mǎn)足
硝化需求，而且保持良好的去除效率，這主要由于我們采用經(jīng)過(guò)基因改良的高效微生物菌種，
其對(duì)于高氨氮廢水有專(zhuān)性去除。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析
4.1 實(shí)驗(yàn)中的微電解預(yù)處理技術(shù)先進(jìn)，工藝合理，給生化系統(tǒng)提供了極好的條件。經(jīng)過(guò)FCD微電
解處理后，有大量的鐵鹽生成及鈣鎂離子和硫釋放出來(lái)形成沉淀，在不耗能、不加藥的情況下，
既去除了大量無(wú)機(jī)污染物，降低污染濃度，又提高了污水的可生化性，大大減輕了生化系統(tǒng)的
負(fù)荷。
4.2 系統(tǒng)運(yùn)行兩個(gè)多月來(lái)加堿量基本保持在0.2％-0.35％，比硝化反硝化工藝減少80％左右，好
氧出水的物化系統(tǒng)加絮凝劑量也僅為0.03％-0.05％。
4.3 通過(guò)中試可以看出，但好氧系統(tǒng)進(jìn)水NH3-N濃度高于2000mg/L時(shí)，會(huì)出現(xiàn)NH3-N積累從而
導(dǎo)致系統(tǒng)受到抑制，故需要注意的是：本次試驗(yàn)所適應(yīng)的NH4+-N濃度必須低于2000mg/L；并
且要求好氧系統(tǒng)PH在6-8.好氧硝化速率在0.25-0.5kg/m3.d之間，去除率在99％左右，要求的必
須C/N>1：1.5。
4.4 本技術(shù)不僅承載污染負(fù)荷高，抗沖擊力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，而且加藥量少，運(yùn)行費(fèi)用低，出水
水質(zhì)好。