目前，合成制藥廢水污染問題已相當(dāng)嚴(yán)重。本實(shí)驗(yàn)采用ABR-SBR組合反應(yīng)器對合成制藥廢水進(jìn)行處理，考察了組合反應(yīng)器處理合成制藥廢水的可行性和最佳運(yùn)行條件。結(jié)果表明:在ABR的水力停留時(shí)間為9h，SBR的曝氣時(shí)間為12h的條件下，系統(tǒng)的處理效果最佳;污泥培養(yǎng)期，化學(xué)需氧量(COD)去除率最終穩(wěn)定在95%左右，污泥培養(yǎng)成熟;含25%合成制藥廢水的污泥馴化期，COD濃度的平均值從711.6mg/L降為45.9mg/L;含50%合成制藥廢水的污泥馴化期，ABR出水的COD去除率最終僅穩(wěn)定在26%左右，合成制藥廢水的生物抑制性明顯;在整個(gè)工藝的運(yùn)行期間，出水COD可以達(dá)到國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(GB21904-2008)的要求。
合成制藥廢水是制藥工業(yè)中產(chǎn)生的主要排放污染物，該廢水由于具有水質(zhì)水量波動(dòng)大、成分復(fù)雜、廢水CODCr濃度高等特點(diǎn)不能直接由好氧工藝處理。厭氧折流板反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性和耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、污泥齡長、固液分離效果好、對微生物量具有優(yōu)良的截留能力和運(yùn)行性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，可以嘗試先用ABR處理合成制藥廢水，再用序批式反應(yīng)器進(jìn)行后續(xù)的好氧降解，以達(dá)到較好的處理效果。
本文在實(shí)驗(yàn)室中試的基礎(chǔ)上，探究ABR-SBR組合反應(yīng)器處理合成制藥廢水的可行性和最佳運(yùn)行條件，使廢水經(jīng)過處理后能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，為工程實(shí)踐提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1試驗(yàn)部分
1.1廢水水質(zhì)
廢水取自東北某合成制藥廠，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析檢測，藥水的pH值約為7，COD約為2000mg/L，顏色為黃色。
1.2工藝流程
采用厭氧-好氧工藝流程，流程如圖1所示。其中厭氧反應(yīng)器選擇穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷好的ABR，好氧反應(yīng)器選擇高效穩(wěn)定的間歇式曝氣反應(yīng)器SBR，兩個(gè)反應(yīng)器中污泥均取自長春某污水處理廠的曝氣池。
圖 1 工藝流程示意圖
1.3試驗(yàn)裝置
ABR和SBR反應(yīng)器均采用不銹鋼制作而成。ABR反應(yīng)器長為400mm，寬為450mm，高為600mm，由6個(gè)反應(yīng)室組成，每個(gè)反應(yīng)室又包括上流室和下流室，通往上流室的折板下緣帶有50°折角便于實(shí)現(xiàn)均勻布水，有效容積為24L，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體由反應(yīng)器的頂部排出。SBR反應(yīng)器長為300mm，寬為240mm，高為250mm，有效容積為18L。
1.4試驗(yàn)及測試方法
污泥培養(yǎng)試驗(yàn):由于試驗(yàn)所用的污泥取自污水處理廠的曝氣池，所以在組合反應(yīng)器運(yùn)行之前，需要對污泥進(jìn)行培養(yǎng)。污泥的培養(yǎng)期的進(jìn)水采用的是生活污水，其pH值約為5.4，COD的濃度約為350mg/L。
最佳運(yùn)行條件確定試驗(yàn):污泥培養(yǎng)結(jié)束后，通過改變ABR-SBR組合反應(yīng)器的運(yùn)行條件(ABR的水力停留時(shí)間和SBR的曝氣時(shí)間)，確定組合反應(yīng)器處理合成制藥廢水的最佳運(yùn)行條件。其進(jìn)水采用的仍然是生活污水。
污泥馴化試驗(yàn):由于本試驗(yàn)采用的是合成制藥廢水，且其中缺乏專性菌種和足夠的營養(yǎng)，因此在投產(chǎn)時(shí)除用一般的菌種和所需要的營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)足夠的活性污泥外，還應(yīng)對所培養(yǎng)的活性污泥進(jìn)行馴化，使活性污泥微生物群體逐漸形成具有代謝特定工業(yè)廢水的酶系統(tǒng)，具有某種專性。
污泥的馴化是在最佳運(yùn)行條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，馴化期的進(jìn)水采用的是生活污水與合成制藥廢水的混合液，初始的合成制藥廢水與生活污水的比例(體積比)為25%，進(jìn)水的COD的值約為750mg/L左右。
當(dāng)組合反應(yīng)器COD的去除率穩(wěn)定之后逐漸增大合成制藥廢水與生活污水的比例，觀察最終的處理效果。pH:玻璃電極法;COD:重鉻酸鉀法。
2結(jié)果和討論
2.1整個(gè)組合工藝運(yùn)行期間廢水的pH值變化
ABR、SBR工藝都是利用微生物的合成代謝和分解代謝來降解污染物，因此反應(yīng)器中的微生物是ABR-SBR組合工藝的核心。每種微生物都有其最適pH值和一定的pH值范圍，在最適范圍內(nèi)酶活性最高，如果其他條件適合，微生物的生長率也最高。
隨著環(huán)境pH值的不斷變化，使得微生物繼續(xù)生長受阻，當(dāng)超過最低或最高pH值時(shí)微生物就死亡。因此監(jiān)測各個(gè)階段pH值的變化就尤為重要。pH值的穩(wěn)定是保證工藝正常運(yùn)行的前提之一。
圖 2 ABR - SBR組合工藝運(yùn)行期間pH值變化曲線圖
由圖2可知，原水及ABR出水的pH值有波動(dòng)，但是分階段穩(wěn)定。前14天原水的pH值穩(wěn)定在5左右。在第15天加入合成制藥廢水后，混合液的pH值大致較為穩(wěn)定，上下波動(dòng)可能是配制混合藥水時(shí)攪拌不均勻等原因造成的，其平均pH值為7.3。
而ABR、SBR的出水的pH值均比較穩(wěn)定，生活污水培養(yǎng)期ABR出水pH平均值為6.4，SBR出水平均為8.1。加入合成制藥廢水后，ABR出水pH平均值6.9，比同時(shí)期ABR進(jìn)水的pH值低，是由于發(fā)生了厭氧的水解酸化作用。SBR出水pH平均值為8.4，也隨ABR進(jìn)水pH值的升高略有升高。
總體來看，三者的pH值都較為穩(wěn)定，波動(dòng)不大，這就可以為微生物的生長繁殖和代謝提供穩(wěn)定的環(huán)境，同時(shí)穩(wěn)定的監(jiān)測數(shù)據(jù)也可說明微生物活動(dòng)穩(wěn)定，一定程度上可以反映了ABR-SBR組合工藝運(yùn)行穩(wěn)定。
2.2培養(yǎng)期組合反應(yīng)器的運(yùn)行結(jié)果
污泥培養(yǎng)期共進(jìn)行了60d左右，進(jìn)水COD濃度控制在300～400mg/L。流量為2～8L·h-1，每次試驗(yàn)次數(shù)為3天，試驗(yàn)次數(shù)為6次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1培養(yǎng)期ABR-SBR的運(yùn)行結(jié)果
由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，總的去除率(ABR進(jìn)水COD值與SBR出水COD值之差和ABR進(jìn)水COD值之比)最終穩(wěn)定在95%左右，污泥培養(yǎng)成熟。
