IC厌氧反应器处理含盐制药废水的研究.docx

IC厌氧反应器处理含盐制药废水的研究工业废水具备种类繁多、成分复杂、排放量大、毒性强、难处理的特点。其中制药废水作为较典型的工业废水属于难降解的高浓度有机废水。在药物生产过程当中常用高浓度的含盐水作溶剂或原料由此产生的废水通常含有大量无机盐副产物导致后续的生物处理效果不理想。因此对含盐制药废水进行高效稳定处理成为国内外学者的研究热点。不同种类的制药废水性质迥异但其共同地地方在于污染物种类多、水质波动大、可生化性差、含盐量大。针对该类废水工程上一般采用厌氧反应器通过水解酸化改善可生化性处理该类废水。而IC厌氧反应器是典型的第3代厌氧反应器相比UASB厌氧反应器具备占地面积小、抗冲击性能优异、出水稳定等优点广泛应用于印染废水、大豆蛋白废水、高强度渗滤液、棉浆废水、酿酒废水以及秸秆洗涤废水等多种难降解废水的处理中。本研究以江西省某实际工程产生的制药废水为研究对象用IC厌氧反应器进行处理对启动过程当中的COD、硫酸根和NH3-N的去除率进行实时监测并研究盐度对IC厌氧反应器处理效果的影响对实际制药废水处理有一定借鉴意义和参考。1实验部分1.1水样来源与水质实验所用接种污泥为南昌某污水厂脱水污泥取得后立即投入实验装置中接入量为IC厌氧反应器有效容积的1/3（约6L）。所用废水取自江西省某药业XXXX有限公司其主要产品为舒巴坦钠和舒他西林碱等。实际制药废水水质为COD11270mg/L、NH3-N126.48mg/L、SO42-323.14mg/L、pH3.14。1.2试剂与仪器试剂：浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸、碘化汞、磷酸汕头市西陇科学XXXX有限公司；硫酸银、硫酸汞、碘化钾、氯化钡姜堰市环球试剂厂；氢氧化钠、磷酸二氢钾、酚酞、抗坏血酸汕头市西陇化工XXXX有限公司；氯化钠、氯化铵、碳酸氢钠、重铬酸钾、酒石酸钾钠、酒石酸锑氧钾、钼酸铵、氨水天津市大茂化学试剂厂；以上试剂均为分析纯。仪器：pHS-25型pH计上海仪电科学仪器XXXX有限公司；自制IC厌氧反应器由有机玻璃加工制成分为主体与集气罩2个部分。反应器主体为圆柱形主体高度为1.42m直径140mm有效容积为16.8L。每个反应室均设有取泥口和取水口便于实验过程当中取样。实验装置如图1所示。1.3分析方法COD采用重铬酸钾法测定；氨氮采用纳氏试剂光度法测定；硫酸根采用铬酸钡光度法测定；pH采用便携式pH计测定；VFA采用滴定法测定。1.4实验方法为启动IC厌氧反应器采用中温发酵连续进水方式对反应器进行驯化运转过程当中通过外壁水浴控制反应温度在35℃左右控制初始进水COD负荷为2kg/（m3·d）进水COD控制在2000mg/L左右控制碳酸氢钠投加量调节pH至7~8水力停留时间（HRT）控制为24h。启动驯化过程当中当COD去除率稳定、出水VFA低于4mmol/L标志着反应器进入初级稳定状态此时将进水负荷提升20%进行下一梯度浓度的启动。随着进水浓度的渐渐提升反应器在每一梯度下均能稳定运转最终以原水为进水时反应器出水水质稳定则认为IC厌氧反应器启动成功。对启动过程当中出水的COD、氨氮、硫酸根、VFA等进行分析并在启动完成后研究盐度对IC反应器运转特性的影响。2结果与分析采用逐步提升进水浓度梯度的方式启动IC厌氧反应器在此过程当中观察各指标变化情况分析反应器启动运转效果。当系统出水水质稳定说明IC反应器启动完成。启动结束后考察盐度对IC反应器处理效果的影响由于实验用实际制药废水不含盐度故通过外加NaCl提升进水盐度并逐步提升盐度梯度观察反应器在此过程的运转效果。2.1启动过程当中COD变化反应器启动阶段COD变化情况如图2所示。如图2所示反应器启动初期进、出水的COD变化不明显COD去除率仅为20%左右；随着运转时间的增加进水COD负荷从最开始的2kg/（m³·d）逐步提升至9kg/（m³·d）COD去除率则随进水负荷的增大渐渐上升并达到稳定。分析认为启动初期反应器内的厌氧污泥微生物尚未适应制药废水其活性受到一定影响COD去除率较低。经过一段时间的运转厌氧微生物渐渐适应进水水质对COD渐渐升高的废水进行稳定处理COD去除率从初期的19.62%提升至后期的67.01%；反应器运转57d后COD去除率逐步稳定在65%左右。2.2启动过程当中氨氮变化反应器启动阶段氨氮变化情况如图3所示。由图3可以发现运转过程当中进水氨氮始终低于出水氨氮。分析认为制药废水中的大分子含氮有机物被水解酸化降解为小分子此时反应器内的氮主要以氨氮形式存在导致出水氨氮高于进水说明反应器的水解酸化效果良好；其次启动初期微生物活性受到影响生长代谢速率较慢导致反应器内氨氮的消耗较少。综合以上原因造成进水氨氮一直低于出水。2.3启动过程当中硫酸根变化反应器启动阶段硫酸根变化情况如图4