抗生素废水处理论文范文

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1中试工艺选择与工艺流程

1.1中试工艺选择在废水处理工程中，处理工艺的选择直接关系到工程投资和运行成本的高低，废水出水水质、运行管理是否方便可靠等。该厂废水处理工程生物脱氮改造工艺选择的宗旨是：充分利用该厂现有污水处理设施，根据废水水量、水质情况、处理要求等，借鉴福建省环境科学研究院在发醇类制药行业高氨氮有机废水处理工程的实践经验[1]，提出对现有污水处理系统生化部分进行工艺改造，主体采用具有脱氮能力强的“水解酸化+分段进水2级A/O”处理工艺。分段进水多级A/O工艺强化了反硝化，能获得较高的脱氮效率。其对氮的总去除率ηN包括两部分：一是剩余污泥排放去除的氮量ηEX；二是硝化、反硝化去除的氮量ηDN[2]。对于分段等比例进水，当各池的反应过程达到完全硝化和完全反硝化时。从上式可以看出，反应器段数越多、回流比越大，脱氮效率越高。分段进水多级A/O生物脱氮工艺可以在常规A/O回流比下获得更高的脱氮效率[3]。

1.2中试工艺流程中试工艺流程为：抗生素废水→综合调节池→水解酸化→分段进水2级A/O→生化沉淀→监测排放。具体而言，从厂区污水处理站综合调节池来的废水，通过提升泵进入水解酸化池，在厌氧条件下利用微生物对有机污染物进行水解酸化，从而将大分子有机物分解成简单小分子，达到水解酸化的目的，提高可生化性，有利于后续反硝化碳源利用及好氧处理。水解酸化池出水分流进入“分段进水2级A/O”生化系统的A段，与O段来的硝化液和沉淀池来的活性污泥混合，利用进水中的有机碳源在A段进行前置缺氧反硝化脱氮，把NO2－、NO3－转化成N2从水中除去，并降解去除部分有机物。经A段反硝化后的混合液再进入O段，进一步除去废水中剩余的有机物，并进行硝化反应，把NH3转化成NO2－、NO3－。“分段进水2级A/O”生化系统设内循环。生化出水进入生化沉淀池进行泥水分离，污泥回流至A段，出水达标排放。

2主要中试设备与设计参数

2.1水解酸化池水解酸化池设1格，采用钢结构，内安装生物组合填料。尺寸1.15m×0.5m×1.9m，有效容积1.0m3，有效水力停留时间为12h。

2.2分段2级A/O组合池分段2级A/O组合池1座，尺寸4.0m×2.3m×1.7m，有效容积13.8m3，A/O容积比为1:2。组合池采用钢结构，内分为缺氧区1、好氧区1、缺氧区2、好氧区2等4个分格，由隔离钢板隔开。缺氧区设机械搅拌装置，池中DO控制在0.05mg/L以下；好氧区池底设微孔曝气盘，池中DO控制在1.5~2.0mg/L。混合液污泥浓度控制在4000mg/L，总污泥负荷为0.10~0.15kgBOD5/(kgMLSS•d)、0.02~0.03kgTN/(kgMLSS•d)，碳氮比BOD5/TN：3~5。混合液回流比为300%~400%、污泥回流比为100%，设计ηDN最高理论脱氮率为90%。

2.3生化沉淀池生化沉淀池设1格，尺寸0.5m×0.5m×1.7m，表面负荷1.0m3/(m2•h)。沉淀方式为竖流式，采用钢结构，与分段2级A/O组合池合建。中试主要设备“水解酸化+分段2级A/O+生化沉淀”组合池。

3结果与讨论

3.1水解酸化+分段进水2级A/O工艺处理效果为减少污泥驯化时间，水解酸化池和A/O生化池全部接种厂区现有污水处理系统生化池的污泥，污泥质量浓度约4000mg/L。系统采用连续进水方式开始运行，待达到设计指标后转入正常运行阶段，并对一个月的数据进行记录分析。结果统计见图1、图2和图3，以下测定结果均为水解酸化进水及生化沉淀出水。从图1可以看出，在连续稳定运行期间，进水COD浓度在4051~5326mg/L之间，平均值为4526mg/L；生化沉淀出水COD浓度在296~396mg/L之间，平均值为346mg/L；COD平均去除率为92.3%。中试生化系统对COD有较好的去除效果，可保证处理出水满足园区污水处理厂接管标准要求（即COD≤500mg/L）。但抗生素废水经生化系统处理出水还含有一定量较难降解的COD。从图2可以看出，在连续稳定运行期间，进水氨氮浓度在341~472mg/L之间，平均值为415mg/L；生化沉淀出水氨氮浓度在2.5~15mg/L之间，出水氨氮平均值为8.5mg/L；氨氮平均去除率为98.0%。中试生化系统对氨氮有很好的去除效果，可保证处理出水满足园区污水处理厂接管标准要求（即氨氮≤45mg/L）。从图3可以看出，在连续稳定运行期间，进水总氮浓度在408~513mg/L之间，平均值为476mg/L；生化沉淀出水总氮浓度在41~60mg/L之间，平均值为48mg/L；总氮平均去除率为89.8%。中试生化系统对总氮有很好的去除效果，可保证处理出水满足园区污水处理厂接管标准要求（即总氮≤70mg/L），出水总氮已达到中试试验预定目标。

3.2“水解酸化+分段进水2级A/O”工艺与原工艺比较

3.2.1污染物去除效果比较中试“水解酸化+分段进水2级A/O”工艺与厂区现有“SBR+多级接触生化”工艺对COD、氨氮和总氮的处理效果对比结果见图4、图5和图6。观察图4、图5和图6，在这一阶段内，中试进水与现有厂区污水处理系统相同，中试工艺系统出水COD浓度基本保持在400mg/L以下，氨氮浓度保持在15mg/L以下，总氮浓度保持在60mg/L以下，和厂区现有污水处理工艺系统相比，出水水质较好且波动小，特别是总氮指标去除效果好。主要是由于中试系统采用了分段进水2级A/O与内循环完全混合处理技术，对进水进行了大量的稀释，使得系统抗冲击能力强，进水COD、氨氮、总氮等波动较大时仍能保证系统运行稳定、出水指标正常。此外，也说明分段进水2级A/O工艺强化了反硝化效果，脱氮效率高。

3.2.2运行费用与管理比较结合厂区现有工艺的运行情况，污水处理运行费用占主要部分的为碱费和电费。碱主要是用在氨氮硝化产酸，pH值下降所需碱度的补充。根据理论计算，每硝化1g氨氮需消耗碱度(以CaCO3计，下同)7.14g，反硝化1g硝酸盐氮产生碱度3.57g。反硝化过程产生的碱可作为硝化过程碱度补充，减少碱消耗量。同时缺氧反硝化过程需要大量有机物碳源，大量COD被利用降解去除，减少好氧段降解COD需氧量。因此，中试“分段进水2级A/O”工艺与现有污水处理工艺对比，总氮平均去除率从42.9%提高到89.8%，反硝化脱氮比例大大提高，可节省约40%以上的耗碱量及20%以上的耗氧量，大大降低处理运行费用。分段进水2级A/O工艺采用连续进水出水方式运行，与现有SBR间歇工艺相比，无需控制进水、曝气、沉淀、排水等复杂操作过程，降低了操作强度，运行管理方便。

4结论

“水解酸化+分段进水2级A/O”组合工艺对该抗生素废水处理效果良好、抗冲击能力强运行稳定，系统进出水COD平均浓度从4526mg/L降到346mg/L，氨氮平均浓度从415mg/L降到8.5mg/L，总氮平均浓度从476mg/L降到48mg/L，平均去除率分别为92.3%、98.0%和89.8%，出水水质达到园区污水处理厂接管标准（COD≤500mg/L、氨氮≤45mg/L、总氮≤70mg/L）。水解酸化提高有机物可生化性，有利于后续分段进水2级A/O缺氧段反硝化碳源利用。分段进水2级A/O工艺强化了反硝化，与厂区现有“SBR+多级接触生化”工艺相比较具有脱氮效率高、运行费用省和运行管理方便等优势。“水解酸化+分段进水2级A/O”组合工艺适用于该抗生素厂废水处理生物脱氮改造。

作者：冯义彪单位：福建省环境科学研究院