微电解-UASB-PSB 立式氧化槽处理制药废水中试研究
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摘要
随着我国制药工业的快速发展，制药废水的污染与治理已引起人们的高度重视和关注。对于多数制药企业来说，制药废水成分复杂、有机物含量高、色度深、可生化性差，难以被微生物降解，采用单一的水处理技术往往难以达到理想的效果。因此，需要开发一套行之有效的处理新工艺，以满足越来越严格的排放标准。
在国内外相关研究的基础上，实验采用山东某医药化工公司废水为研究对象，该废水COD浓度10000～15000mg/L，含盐量4%左右，研究了微电解-上流式厌氧污泥床(UASB)-光合细菌(PSB)立式氧化槽组合工艺在制药废水处理中的应用。
监测分析该废水的水质发现，废水的可生化性极差，必须进行预处理。对几种常用的预处理方法比较后，选用了微电解预处理法。微电解实验后，废水COD去除率达35%以上，B/C提高到0.2左右，远远高于其他预处理方法，提高了废水的可生化性，为后续生化处理创造了良好的条件。微电解处理效率的影响因素从大到小是：进水pH值>混凝后pH值>HRT。最佳运行条件：进水pH值2.0，HRT为120min，混凝pH值为9.0。分析微电解反应过程得出：微电解去除废水中的污染物的机理为原电池反应、氧化还原反应、电化学富集、物理吸附及氢氧化铁的混凝作用等，微电解过程是一个复杂的综合作用过程。
制药废水经过微电解预处理后，采用UASB上流式厌氧反应器进行生化处理。UASB反应器接种城市污水处理厂二沉池的剩余污泥，采用高碱度低负荷方法启动。UASB启动耗时60天，比一般的厌氧反应器启动要快一些。中试试验得出UASB工序最佳的运行条件：HRT为40h、温度为35～37℃、pH值为7.8～8.2，在该条件下运行，COD的去除率可达到80%以上。
中试试验初步探讨了光合细菌处理制药废水的可行性，驯化后的光合细菌可以较快的适应制药废水，处理较高负荷的制药废水有其独到之处。有机负荷越高，处理效果越明显。PSB立式氧化槽进水COD浓度为1000～3000 mg·L-1，HRT为4天时，PBS立式氧化槽处理效果最佳，出水COD在200～500mg·L-1，COD去除率达80%以上。
With the development of the pharmaceutical industry in our country, muchattention has been paid to the pollution of the wastewater treatment and the relevantsolutions. As for most pharmaceutical enterprises, high concentration pharmaceuticalwastewater is one kind of refractory industry wastewater due to the complicatedcomponents, high quantity organic compounds, deep color and low biodegrade ability.Furthermore, it is difficult to biodegrade the antibiotic wastewater and singlewastewater treatment has been imperfect. Hence, it is imperative to develop a serieseffective new process for wastewater treatment, which can meet the increasing strictdischarge standards.
On the basis of the relate studies both at home and abroad, taking the waste waterfrom a pharmaceutical factory in Shandong which features high COD concentrationranging from 10000 to 15000mg/L as well as salty concentration about 4 percent asthe disposal object and the writer made a research on the application of the method, todispose it, the method of unitized iron-carbon micro electrolysis-UASB and thetechnique of using photosynthetic bacteria(PSB). According to the research on itscharacteristics, pretreatment is required specifically for its low biodegradability.Iron-carbon micro electrolysis proves its effectiveness after the comparison amongkinds of pretreatment methods. Results showed iron-carbon micro electrolysis canremove35% of COD while improve B/C to 0.2,far better than any other pretreatmentmethod in terms of the biodegradability improvement, which helps to benefit thelatter bio-process. Factors affecting the efficiency by iron-carbon micro electrolysisranked influent pH >effluent pH >HRT. The optimal condition concluded that influentpH=2.0, HRT=120min, effluent pH=9. Upon analysis,the mechanism of iron-carbonmicro electrolysis based on an integrated process including galvanic reaction,oxidation-reduction reactions, electrochemical adsorption physical adsorption andcoagulation.
After the pretreatment, UASB is applied for further treatment, which initiateswith high concentration influent and low removal ratio. It took about 60 days for thedomestication of granular sludge from municipal sewage treatment system, which is faster than common anaerobe reactors. Results showed the optimal conditions ofUASB system summarized HRT=40h, temperature=35～37oC, pH=7.8～8.2 and over82% of COD removal.
Another research has been studied the technological condition of disposingpharmaceutical waste water by photosynthetic bacteria in the experiment. The resultshows that PSB method has its unusual superiority to dispose the waste water withhigh organic load from pharmaceuticals industry. The higher the organic load is, themore efficient the method is. When COD of the waste water is about1000~3000 mg/L,the HRT=4 days, the PSB reaction system has the optimum processing effect, theeffluent COD is 200~500mg/L and the degerate of COD is over 80%.
在国内外相关研究的基础上，实验采用山东某医药化工公司废水为研究对象，该废水COD浓度10000～15000mg/L，含盐量4%左右，研究了微电解-上流式厌氧污泥床(UASB)-光合细菌(PSB)立式氧化槽组合工艺在制药废水处理中的应用。
监测分析该废水的水质发现，废水的可生化性极差，必须进行预处理。对几种常用的预处理方法比较后，选用了微电解预处理法。微电解实验后，废水COD去除率达35%以上，B/C提高到0.2左右，远远高于其他预处理方法，提高了废水的可生化性，为后续生化处理创造了良好的条件。微电解处理效率的影响因素从大到小是：进水pH值>混凝后pH值>HRT。最佳运行条件：进水pH值2.0，HRT为120min，混凝pH值为9.0。分析微电解反应过程得出：微电解去除废水中的污染物的机理为原电池反应、氧化还原反应、电化学富集、物理吸附及氢氧化铁的混凝作用等，微电解过程是一个复杂的综合作用过程。
制药废水经过微电解预处理后，采用UASB上流式厌氧反应器进行生化处理。UASB反应器接种城市污水处理厂二沉池的剩余污泥，采用高碱度低负荷方法启动。UASB启动耗时60天，比一般的厌氧反应器启动要快一些。中试试验得出UASB工序最佳的运行条件：HRT为40h、温度为35～37℃、pH值为7.8～8.2，在该条件下运行，COD的去除率可达到80%以上。
中试试验初步探讨了光合细菌处理制药废水的可行性，驯化后的光合细菌可以较快的适应制药废水，处理较高负荷的制药废水有其独到之处。有机负荷越高，处理效果越明显。PSB立式氧化槽进水COD浓度为1000～3000 mg·L-1，HRT为4天时，PBS立式氧化槽处理效果最佳，出水COD在200～500mg·L-1，COD去除率达80%以上。
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On the basis of the relate studies both at home and abroad, taking the waste waterfrom a pharmaceutical factory in Shandong which features high COD concentrationranging from 10000 to 15000mg/L as well as salty concentration about 4 percent asthe disposal object and the writer made a research on the application of the method, todispose it, the method of unitized iron-carbon micro electrolysis-UASB and thetechnique of using photosynthetic bacteria(PSB). According to the research on itscharacteristics, pretreatment is required specifically for its low biodegradability.Iron-carbon micro electrolysis proves its effectiveness after the comparison amongkinds of pretreatment methods. Results showed iron-carbon micro electrolysis canremove35% of COD while improve B/C to 0.2,far better than any other pretreatmentmethod in terms of the biodegradability improvement, which helps to benefit thelatter bio-process. Factors affecting the efficiency by iron-carbon micro electrolysisranked influent pH >effluent pH >HRT. The optimal condition concluded that influentpH=2.0, HRT=120min, effluent pH=9. Upon analysis,the mechanism of iron-carbonmicro electrolysis based on an integrated process including galvanic reaction,oxidation-reduction reactions, electrochemical adsorption physical adsorption andcoagulation.
After the pretreatment, UASB is applied for further treatment, which initiateswith high concentration influent and low removal ratio. It took about 60 days for thedomestication of granular sludge from municipal sewage treatment system, which is faster than common anaerobe reactors. Results showed the optimal conditions ofUASB system summarized HRT=40h, temperature=35～37oC, pH=7.8～8.2 and over82% of COD removal.
Another research has been studied the technological condition of disposingpharmaceutical waste water by photosynthetic bacteria in the experiment. The resultshows that PSB method has its unusual superiority to dispose the waste water withhigh organic load from pharmaceuticals industry. The higher the organic load is, themore efficient the method is. When COD of the waste water is about1000~3000 mg/L,the HRT=4 days, the PSB reaction system has the optimum processing effect, theeffluent COD is 200~500mg/L and the degerate of COD is over 80%.
引文
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