微電解-UBF-CASS工藝處理制藥廢水
來源：石家(jia)莊(zhuang)博特環保科(ke)技(ji)有限公司(si) 閱(yue)讀：4014 更新時(shi)間：2009-01-02 19:25河北某藥(yao)業公司是從事生物制藥(yao)的專業化企業 , 在生產過(guo)程中排放出一定量的廢水。廢水實行清污分流 , 分(fen)為高濃度和低濃度兩股廢(fei)水(shui)。根據其水(shui)量、水(shui)質特點 , 我們開發一套高效、低耗的組合處理工(gong)藝技術 , 并取(qu)得了成功的應(ying)用。
1 廢(fei)水(shui)水(shui)質、水(shui)量(liang)及處理要求高濃度(du)廢(fei)水(shui)設(she)計(ji)日處理量(liang)為 60m 3 , 其 pH 為 3 ～ 4 ; COD Cr 為 10 000 ~ 12 000mg/L ; BOD 5 為 2 500 ~ 3 000mg/L ; SS ≤ 500 mg/L 。低濃度廢水排放量為 60 m 3 /d , pH 為中性 , COD Cr 為 800 ～ 1 000mg/L 。廢水(shui)處理后(hou)執行《污水(shui)綜合排放標(biao)準》 (GB8978 — 1996) 二級(ji)標準 , pH 為 6 ～ 9 , COD Cr ≤ 300mg/L , SS ≤ 150mg/L 。
2 廢水處理(li)工藝(yi)
2.1 處理(li)工藝(yi)分(fen)析
就該生產(chan)廢水水質而言(yan) , 廢(fei)水(shui)呈(cheng)酸性 , 有機污染物(wu)濃度較高 , 存在(zai)一定量難生物(wu)降解物(wu)質(zhi) , 懸浮物濃度(du)較高(gao) , 含(han)有(you)一定量的色(se)度。其(qi)水量雖小 , 但間歇排放沖擊負(fu)荷較高 , 給生物處理帶(dai)來一定難度 , 另(ling)外還有一定量的低濃(nong)度廢水。針對以上特點 , 其設計(ji)思路為 : ① 清污分流 , 將高濃度廢水(shui)經合并預處理后再(zai)與低濃度廢水(shui)混(hun)合處理。 ② 采用微(wei)電(dian)解反(fan)應、石灰乳中和、隔(ge)油(you)沉淀作為生產(chan)廢水(shui)預處理(li)措施 , 可達到降(jiang)解高分子有機物(wu)、脫色、中和、破乳去除(chu)懸浮物(wu)等目(mu)的。 ③ 經預處(chu)理(li)的生產廢水 , B/C 已基本符合生(sheng)化進水(shui)條件。生(sheng)化工藝首先采用能耗低、啟動(dong)快的厭氧復合床反應工藝 , 去除大部(bu)分有機污染物 , 后續與(yu)低濃度廢水混(hun)合采用以 CASS 工藝 ( 循環式活性污泥工藝 ) 為核心(xin)的好氧工藝 , 適用(yong)于(yu)季節性生(sheng)產 , 可有效去(qu)除溶解性有機污染物(wu)質 , 使廢水達(da)標排放。
2.2 廢水(shui)處(chu)理(li)工藝流程
廢(fei)水處理工(gong)藝流(liu)程見圖 1 。
生(sheng)產(chan)過程中產(chan)生(sheng)的高濃度有(you)機(ji)廢水匯入(ru)集(ji)水池(chi) , 由泵提升進入微電解反(fan)應(ying)器 , 降解大分子有機(ji)物 , 提高(gao)生化性(xing)能 , 然后(hou)進入(ru)中和沉淀(dian)池(chi)固液(ye)分(fen)離后(hou)進入(ru)選擇反應池(chi)與回流污泥(ni)混合(he) , 再(zai)用泵(beng)提升進入 UBF 厭氧復(fu)合(he)床反應器 , 廢水中的有機污染物在厭氧條件下得到降(jiang)解 , 厭(yan)氧(yang)出水(shui)經脫氣沉淀后(hou)流入混合(he)調(diao)節池。低濃度(du)廢水(shui)也匯入其(qi)中 , 再用泵提升進入 CASS 反(fan)應器 , 經進一步好(hao)氧生化降解(jie)沉淀處(chu)理后達標排(pai)放。
3 主要構筑物及設備(bei)設計
3.1 微電解反應器
它是(shi)基于(yu)電化學(xue)反(fan)(fan)應的(de)氧化還原(yuan)、電池(chi)反(fan)(fan)應產物的(de)絮(xu)凝(ning)、鐵(tie)屑對(dui)絮(xu)體(ti)的(de)電富集、新(xin)生絮(xu)體(ti)的(de)吸附以及體(ti)層過濾的(de)綜合作(zuo)用(yong)。其(qi)原(yuan)理為 : 鐵(tie)屑是鐵(tie)碳合金 , 在廢水中(zhong)形成微(wei)原電(dian)池。碳的(de)電(dian)位(wei)高 , 形成(cheng)無數(shu)微陰極 , 鐵的電位低 , 成為微陽極(ji) , 自(zi)動(dong)發生微電(dian)解反應 , 在(zai)酸性(xing)條(tiao)件下 , 電(dian)極反(fan)應產生具有良(liang)好(hao)的(de)化(hua)學活性(xing) , 新生態的(de) Fe 2+ 和 Fe 3+ 具有(you)非常好的絮凝性 , 對 SS 和其(qi)它污(wu)染物(wu)有較高的去(qu)除效果。設計采用 Φ 1 500 mm × 4 200 mm 微(wei)電解反應器 1 臺(tai) , A3 型鋼結構(gou) , 內襯樹(shu)脂防腐。內填鐵碳填料(liao) , 體積比為 1 ∶ 1 , 穿(chuan)孔(kong) PVC 板(ban)支(zhi)撐 , 下(xia)進水 , 上(shang)出水(shui) , 并(bing)通入(ru)空氣以防止填料板(ban)結并(bing)具有輔助氧化作用。
3.2 中(zhong)和沉淀
中和沉淀主要用于酸性物質的中和、污染物的沉淀 , 設計中(zhong)和反應時(shi)間為 20 min , 沉(chen)淀池表面負(fu)荷 1m 3 / ( m 2 · h ) , 外形尺(chi)寸為 3 500 mm × 1 800 mm × 3 800 mm , A3 型鋼結構 , 內(nei)襯防腐涂料 , 采用隔板反應 , 內設長為 1 m 孔(kong)徑 50 mm 的(de)聚丙烯斜管(guan) , 安裝(zhuang)傾角 60 ° 。
3.3 選擇(ze)反應(ying)池
反應池的(de)(de)主要作用是充分利用活(huo)性(xing)(xing)污泥的(de)(de)選擇(ze)性(xing)(xing)吸附和降解特(te)性(xing)(xing) , 降低水中難(nan)降解的有機(ji)物(wu) , 為后續廢水(shui)的厭(yan)氧生物處(chu)理創造條件(jian)。設計水(shui)力停留時(shi)間為 6 h , 內填懸浮生物填料。
3.4 UBF 厭氧復合床(chuang)反應器(qi)
UBF 是由上(shang)流式(shi)厭氧污泥(ni)床(chuang) UASB 和厭(yan)氧生物(wu)濾器(qi)構成(cheng)的復合床厭(yan)氧反(fan)應器(qi)。其(qi)下部(bu)為高濃度污泥組(zu)成(cheng)的污泥床 , 其混(hun)合液懸浮固(gu)體(ti)(ti)濃(nong)度高 , 有良好的(de)布水(shui)系統使得廢(fei)水(shui)與污泥(ni)充(chong)分接(jie)觸混合。上部(bu)為填料(liao)(liao)及附著的(de)生物膜組成的(de)濾料(liao)(liao)層 , 可使生物(wu)量進一(yi)步增加(jia) , 并使氣泡與之發(fa)生碰撞 , 加(jia)速了氣、水(shui)分離 , 減(jian)少了污(wu)泥的流失。因而具有處理效率高 , 啟動(dong)速度(du)快 , 運(yun)行穩定等特點 [1] 。
設計采用中(zhong)溫發酵 , 有機(ji)負荷 5 kg COD/ ( m 3 · d ) , 水(shui)力停留(liu)時間為(wei) 48 h , 反應器采用鋼制結(jie)構 , 外形尺寸為 Φ 4 000 mm × 1 000 mm 。池(chi)內設布水器、立體(ti)彈性(xing)填料、三相分離器、蒸汽(qi)加溫管。內部設置(zhi)了新(xin)型沉淀(dian)裝置(zhi) , 污泥沉淀、回流、氣(qi)液(ye)分(fen)離在(zai)同一設(she)備內完成 , 使(shi)三(san)相分離器的構造相對簡單 , 且(qie)效果明顯。
3.5 脫氣沉淀池主要作用是吹脫厭氧(yang)出水(shui)帶出的有(you)害氣體(ti)(ti) , 沉淀去除厭(yan)氧(yang)出水夾帶(dai)的部分厭(yan)氧(yang)污泥 , 增加水(shui)中的溶解氧 , 改(gai)善厭氧出水水質 , 為好(hao)氧創造條件(jian)。同時在某(mou)些不利條件(jian)下(xia) , 當厭氧反應器(qi)受到沖(chong)擊發生污(wu)泥流失時 , 脫氣沉淀池能夠沉淀收集污泥(ni)并(bing)回到(dao)選擇反應池中 , 以(yi)保證厭氧反應(ying)器運(yun)行(xing)的可靠性 , 設計脫氣沉淀(dian)時(shi)間(jian)為(wei) 5 h 。
3.6 混合(he)(he)調節(jie)(jie)池起到調節(jie)(jie)綜(zong)合(he)(he)廢水的(de)水量、均和水質及水解酸化的(de)作用。在調節(jie)(jie)池中增設(she)懸浮球型填料 10 m 3 , 它可提高 BOD / COD 的值 , 增強可(ke)生化性 , 填料上的生物膜 , 把部分(fen)(fen)難降解的大(da)分(fen)(fen)子有機物水解成易降解的小分(fen)(fen)子有機物。設計水力停留時間為 12 h , 定期曝氣。
3.7 CASS 反應池
工藝采用循環式活性污泥(ni)生物反應系統 ( 簡稱 CASS ) , CASS 工藝是 SBR 工藝的(de)改進型 , 其流程(cheng)由進(jin)水(shui)、反應、沉(chen)淀、潷水(shui)、閑置等基本過程(cheng)組成(cheng) , 各階段(duan)形成一個循環。 CASS 工藝(yi)的獨特之處在于 , 它提供了時間程(cheng)序的(de)污水(shui)處理(li) , 而不是連續流提供(gong)的(de)空(kong)間的(de)污(wu)水處(chu)理 , 具有以下(xia)特點(dian) : ① 污泥活性高 , 沉(chen)降(jiang)分(fen)離(li)效(xiao)果好 ; ② CASS 反應池(chi)為間(jian)歇進水和排水 , 高(gao)濃度污水逐步進入 , 耐沖擊負荷 ; ③ 出水水質好 , 去除(chu)率高 ; ④ 與 SBR 工(gong)藝相比(bi) , 其增設了選(xuan)擇(ze)配(pei)水和污泥回流區 , 具有更(geng)高(gao)的去除率(lv)和適應能(neng)力 ; ⑤ 剩余(yu)污泥少 ; ⑥ 降(jiang)低造價 , 減少占(zhan)地(di) , 運行費(fei)用低 [2] 。設計中采用 2 組 CASS 反應池交替運轉 , 工藝周期 : 進水 4 h ( 進水 2 h 后曝氣(qi) ) , 曝氣時(shi)間(jian) 12 h , 沉(chen)淀 2 h, 排水(shui) 2 h, 閑置(zhi) 4 h 。池體為鋼砼結構(gou) , 每組尺寸為 8 000 mm × 3 500 mm × 4 500 mm 。曝氣為非限制性曝氣方(fang)式 , 采用(yong) 2 臺低(di)噪聲(sheng)回(hui)轉式鼓(gu)風機供(gong)氣 , 一用一備 , 選用機型(xing)為 HC - 801S 型。其性(xing)能參數為(wei) : 風量為 3.25 m 3 /min , 風壓為(wei) 50kPa , 功率為 5.5 kW , 轉速為 500 r/min 。生(sheng)化池中布氣裝置(zhi)采用微孔(kong)曝(pu)氣軟管 80 m 。出(chu)
水采用自制浮桶式(shi)潷水器排出上清液 , 構造簡單 , 效果較好。剩余污(wu)泥排入污(wu)泥池(chi)。
3.8 污泥處理系統
各沉淀單(dan)元(yuan)的沉淀污(wu)(wu)(wu)泥和(he)生(sheng)化單(dan)元(yuan)的剩余污(wu)(wu)(wu)泥進入污(wu)(wu)(wu)泥池 , 再由污泥泵打入 Φ 1.4 m × 3.8 m 的污(wu)泥濃縮(suo)罐 , 進一步降低污泥含水率 , 壓入 10 m 2 板框壓濾機進行壓濾脫水 , 壓濾后產生的(de)干泥餅外運處置 , 清液返回調節池(chi)。
4 工程調試及(ji)運(yun)行效果
4.1 調試
本工程調試(shi)主要分(fen)為物化(hua)處理調試(shi)、厭氧調試(shi)、好(hao)氧調試(shi)。物化(hua)部分(fen)重點確定進(jin)入微電(dian)解反應器的 pH 控制 , 中和(he)劑石灰乳(ru)及絮凝(ning)劑 PAM 的(de)投加量。厭氧反應器的(de)啟動 , 分接種培養馴(xun)化、試運(yun)行和負荷運(yun)行三個階段進行 , 首先將接(jie)種厭氧污泥置(zhi)于 UBF 反(fan)應器中。系統(tong)采用(yong)低負荷高(gao)去除率方式啟(qi)動 , 通過配水 , 控制容積(ji)負荷 , 經(jing) 20 d 左(zuo)右 , 菌種馴化過程中污(wu)泥生長情況良好 , 污泥呈黑色(se) , 沉(chen)降性能好(hao) , 并有微小顆粒污泥生成。進入試(shi)運行階段后 , 保證(zheng)去除率逐步提(ti)高負荷直至(zhi)整個處理系(xi)統進(jin)入運行(xing)階(jie)段。好氧部分(fen)在厭氧調試一個月后同步進(jin)行(xing) , 共經(jing)過近三(san)個月的調試(shi)運(yun)行 , 即達到了(le)設計要求。
4.2 運行結(jie)果
該工程運行兩(liang)年來 , 經多次(ci)監(jian)測 , 系統運行穩定(ding) , 各(ge)單元處理效(xiao)果(guo)良好 , 運行工藝(yi)數據 ( 平均值 )
見表 1 。
4.3 技(ji)術經(jing)濟(ji)分析
工(gong)程(cheng)總投資為 68.8 萬元(yuan) , 占地面積約 200 m 2 。水處理費用為 4.48 元 /t , 去除 COD 費用(yong)約(yue)為 0.82 元 /kg5 結論
( 1 ) 工程運行結果表明(ming) : 采(cai)用微電解 - UBFCASS 組合(he)工藝處理生物(wu)制藥(yao)廢(fei)水 , 工(gong)藝先進 , 技術(shu)合理 , 處(chu)理后出水(shui)能穩定達到《污水(shui)綜(zong)合排放(fang)標準》 ( GB 8978 — 1996 ) 中的(de)二級標準 , 對類(lei)似廢水治理具有一定的參考價值(zhi)。
( 2 ) 實際運行中 , 進水(shui)水(shui)質有時超過了設計要(yao)求(qiu) , 但出水仍能達到排放標(biao)準 , 證明了系統耐沖(chong)擊(ji)負荷能力強 , 生化處理單元運(yun)行效果穩定 , 能較好(hao)地適應水質(zhi)的變化。在(zai)厭氧前設置微電解(jie)預處理單(dan)元 , 厭(yan)氧(yang)與好(hao)氧(yang)之間設(she)置吹脫(tuo)沉淀池(chi)、缺氧(yang)兼氧(yang)單元 , 可更(geng)好地(di)提高廢(fei)水(shui)的可生化性 , 保證了整個工藝(yi)中(zhong)生物處理效率。
( 3 ) 本工程設(she)計中除鋼制(zhi)設(she)備外 , 所(suo)有水池(chi)均組合建設(she) , 且操(cao)作(zuo)房(fang)建在地下水(shui)池上(shang) , 降低投資、節約占地面積。
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