制药废水处理厌氧膜反应器.docx

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制药废水处理厌氧膜反应器
制药工业废水成分较为简单，是一种高SS、高浓度有机物废水，有的含有对微生物产生毒性的物质，使得废水处理难度大、工艺流程简单，传统的制药工业废水处理方法有絮凝沉降、酸化调整、厌氧、好氧生化等。某制药厂废水处理工艺采纳絮凝剂沉淀+水解酸化+厌氧(UASB)+好氧生物处理(ABR+A-O)+二沉池，工艺流程简单，絮凝剂用量较大，药剂费用高。本次试验废水采纳较为简洁的处理工艺：沉淀+水解酸化+厌氧+膜处理工艺，取消投加絮凝剂和二沉池，节约了药剂费用，与MBR工艺不同的是：用自身产生大量的沼气和混合液快速上升，对膜表面进行冲刷，不需要增加曝气方式对膜表面冲刷，是一种低能耗处理工艺。本次试验数据为制药厂废水处理工程供应理论指导。1、试验装置与方法1.1试验材料试验废水：该废水来自某制药厂废水，该厂产品主要是小诺霉素，生产工艺采纳发酵法，废水属高SS、高浓度有机废水，废水中含有发酵过程中微生物产生的其他代谢产物，其废水性质见表1。制药厂废水CODcr浓度随生产批次不同而发生变化，CODcr浓度范围在5000~15000mg/L，本试验制药厂废水CODcr浓度为13510mg/L。厌氧微生物：采纳制药厂废水处理站厌氧反应器底部的污泥，初始接种污泥量为8L，浓度为10000mg/L。膜组件：膜材料为PVDF，中空纤维帘式，孔径0.1~0.3μm，膜面积2.1364m2。1.2试验装置试验装置分为如下2个部分。预处理装置：预处理试验装置为沉淀+酸化池，采纳温控加热容积，温度掌握34~37℃。厌氧膜反应装置：自主设计的厌氧膜反应器试验装置，有效容积47L，材料为有机玻璃，并对装置保温措施，其试验装置如图1所示。该装置包括反应筒体、膜组件、出水箱、冲洗箱、进料泵、反冲洗泵、抽吸泵、进水管、出水管、排气管、水封装置、沼气流量计。料液经酸化后用计量泵打入膜厌氧反应器内，产生的沼气量由湿式沼气流量计计量。1.3试验工况与运行参数1.3.1预处理试验把肯定量的污泥和废水加入预处理酸化池内，加温达到37℃，废水在酸化池内停留肯定的时间(3h)，废水用蠕动泵泵入厌氧膜反应器内。1.3.2厌氧膜处理试验试验采纳废水与厌氧污泥按肯定比例混合进行培育，投加肯定量的厌氧微生物，污泥浓度为10g/L，为改善污泥性能，投加弹性填料，在污泥培育期，加入少量稀释的试验废水，调试24d后，待运行稳定后渐渐加大废水浓度和废水量，稀释的废水浓度在900~4330mg/L范围，加入的废水量从2~20L。试验分为3个阶段：调试、低浓度、高浓度运行阶段，共运行164d，每天记录反应器内的pH、观测真空压力、进料量、产沼气量、并检测进水和出水的COD，运行过程中对膜进行反冲洗，依据反应器内的pH，进行调整进料量和进料的pH。运行初期：调试运行时间为2月28日至3月23日，共24d，调试和运行，2月开头用清水试验，并测试膜通量，膜运行初始通量设定为11.51L·m2·h-1。运行中期：低浓度运行时间3月24至5月27日，共65d，加入污泥8L，废水COD为1210mg/L，稀释比例为1：(6~20)，进料加温至37℃，加料从300mL逐步增加到6000mL，进料完后进行回流6h，运行10d后有气泡产生，第15天后日产生190mL沼气，产气量渐渐增加，最多日产6000mL沼气，平均产沼气2000~3000mL。运行稳定期：高浓度运行时间5月28至8月10日，共75d，废水稀释比例为1：3~1：1(COD为4430~13510mg/L)，进料加温至37℃，酸化4-24h，加料从7L逐步增加到24L，产气量渐渐增加，最多日产90L沼气。2、结果与争论2.1废水CODcr去除率效果分析依据运行阶段，本试验分别在运行初期、中期、稳定期，第19天、第39天、第70天、第81天、第89天、第109天、第162天对厌氧膜反应器的进料和出料的COD监测，进料和出料的COD检测及COD去除率计算结果如表2。从表2检测结果看出，废液进料浓度依据运行初期、中期、稳定期不断提高，进料的CODcr由900mg/L提高到13510mg/L，经处理后的出水CODcr由860mg/L降低到26mg/L，随着反应过程不断进行，反应器里微生物大量增长，CODcr去除率增加，COD去除率由27%提高到99.4%，当进料COD为4330mg/L时，出水CODcr为26mg/L。试验结果表明，自主设计的厌氧膜反应装置具有较好的有机物去除率，其主要缘由是：一方面是膜能够截留污泥及大分子的有机物等，从而降低出水的COD浓度，另一方面，膜能够截留大量微生物，因而提高了微生物对制药废水及中间代谢产物的降解效率，使出水水质得到大幅度提高，明显好于传统工艺的处理出水水质