W膜－生物反应器法处理制药发酵废水

PW膜－生物反应器法处理制药发酵废水前言浙江省某生生物化工公司司，是一家专专门生产医用用、兽用和农农用抗生素的的企业，主要要产品有柱晶晶白霉素、农农用井岗霉素素、农畜两用用阿维菌素等等原料药。制制药发酵废水水水质、水量量变化较大，且且常含有难降降解有机污染染物、毒性化化合物，这些些物质的存在在抑制了废水水处理中某些些微生物的生生长，从而干干扰了废水处处理系统的处处理效果。因因此，制药发发酵废水的处处理存在着相相当大的难度度。采用PW膜生物反应应器处理工艺艺成功地解决决了制药发酵酵废水的达标标排放问题，现现将该工程有有关设计和运运行情况介绍绍如下。1污水的水记记、水质和排排放标准1.1污水的的水量本本工程废水主主要来源于各各生产工序，各各产品废水排排放量汇总于于表1（废水设计计规模按200m3/d计算）。表1各产品废废水排放情况况产品名称废水排放工序废水排放量/((m3·d-1)柱晶白霉素提取废水10洗板框压滤机水水20井岗霉素洗板框压滤机水水8阿维菌素提取废水40洗板框压滤机水水12醋酸丁酯回收回收废水10地面冲洗各车间80合计1801.2污水的的水质及排放放标准不不同产品排放放的废水水质质是各不相同同的。我们按按产品生产周周期对工厂排排污口排水水水质进行了监监测分析，综综合废水水质质和GB89978-19996《污水综合合排放标准》中中的一级排放放标准见表2：表2设计水质质水样名称CODcr/((mg·L--1)BOD5/(mmg·L-11)SS/(mg··L-1)NH3-N/((mg·L--1)pH排污口水质650～80000600～800060～40090～1505～6达标排放水质≤100≤20≤70≤156～92工艺流程2.1处理工工艺路线的确确定本工工程废水属于于高浓度有机机废水，较适适合于厌氧-好氧生化联联合处理。但但考虑到厌氧氧处理对温度度、pH值等环境因因素很敏感，操操作范围窄，构构筑物停留时时间长等原因因以及采用厌厌氧处理产生生的沼气由于于产量小利用用经济价值低低，若直接排排放将会产生生二次污染和和引起安全隐隐患。若采用用单一的常规规好氧生化处处理工艺，存存在占地面积积大、停留时时间长、处理理效果差等缺缺点。因此，经经综合考虑，本本工程采用膜膜生物反应器器法处理。该该技术是国家家专利技术，已已在高浓度有有机废水、中中小水量的有有机化工废水水、制药废水水和食品加工工废水处理中中得到应用，并并都取得了成成功。PW膜生物反应应器技术是由由膜组件和生生物反应器组组成的膜生物物反应器，它它可使得反应应器中维持很很高的MLSS浓度和很长长的SRT时间，所以以反应器的效效率相当高，提提高了单位体体积的有机负负荷，减小了了占地面积。由由于膜的隔离离作用，使得得生长速度很很慢的硝化细细菌得以在反反应器中积累累，且随着MLSS的逐渐提高高硝化细菌数数量不断增加加，反应器中中的硝化能力力增强，并且且膜出水可不不含细菌、病病毒、寄生虫虫卵等，出水水浊度低，完完全符合国家家排放标准。2.2工艺流程本工程采用的处理工艺流程见图1：2.3工艺流流程简要说明明混合废废水通过格栅栅，大颗粒可可沉固体及漂漂浮物被拦截截，进入调节节池，经调节节水量、水质质和预曝气后后用泵输送至至混凝反应池池，分别加入入适量的PAC、PAM溶液进行混混凝和絮凝反反应，反应液液自流入沉淀淀池进行固液液分离。经过过上述预处理理的废水上清清液溢流进入入PW-W膜生物反应应器，在充氧氧曝气和微生生物的作用下下将有机物降降解为二氧化化碳和水，并并由膜组件进进行固液分离离，处理后废废水达标排放放。物化沉淀淀池分离的污污泥和PW-W膜生物反应应器排放的少少量剩余污泥泥分别排至污污泥池，再用用泵输送至污污泥脱水机进进行脱水，泥泥饼外运填埋埋处理。3主要构筑物物及设备3.1调节预预曝池调调节预曝池兼兼作提升泵集集水井，HRT=116.9h，内设穿孔孔曝气管，进进行定期曝气气以防污泥在在池内沉淀。调调节池尺寸为为8.0m××5.0m××4.0m，有效水深深为3.50m。采用钢筋筋混凝土结构构，池内设WQK155-10-11.5型潜水排污污泵2台，一用一一备。3.22反应沉淀池池反应沉沉淀池为组合合池体，混凝凝和絮凝反应应池的HRT分别为20.9mmin，沉淀池采采用竖流式沉沉淀池，设计计表面负荷为为q=0.880m3/(m2·h)，组合池体体尺寸为4.5m××4.0m××4.2m，钢筋混凝凝土结构。33.3PWW-W膜生物反应应器PW-W膜生物反应应器HRT=44.4d，有效容积积为880m3，设计容积积负荷为1.4kgg[BOD55]/(m3·d)，尺寸为25.0mm×10.00m×4.55m，采用钢筋筋混凝土结构构，内设置日日本生产UFM4224外进内出式PW膜300片，采用交交叉流过流法法，分离液由由3台（二用一一备）丹麦进进口的JPF99T抽吸泵抽吸吸，H=8.00m、Q=4.22m3/min、N=1.447kW。在PW膜分离单元元的下部装有有微孔曝气器器，气源由4台TSd-150型鼓风机供供应，P=444.1kPPa、Qs=188.9m3/min、N=22kkW。三用一备备。3.4污泥池污污泥池有效容容积为33.3mm3，尺寸为3.5m××3.5m××4.0m，有效水深3.7m，采用钢砼砼结构。3..5控制系统本废水处理理装置采用NB2系列可编程程序控制器（PLC）控制。设设备的运行完完全通过PLC进行全自动动控制（可切切换成手动控控制模式），可可完成水泵、风风机等设备的的启闭和自动动切换，并备备有过压、缺缺相、短流等等保护和报警警功能。3..6主要技术经经济指标本工程总投投资金额为352万元，其中中土建费用为为96万元，设备备费用为183.883万元，设计计、安装调试试等其它费用用为72.12万元，主要要技术经济指指标汇总于表表3。表3主要技术术经济指标项目处理能力/(mm3·d-1)投资/万元占地(m2·mm-3(水)·d-1)电耗/(度·mm-3)(水)直接运行成本//(元·m-3)(水)运行成本/(元元·m-3)(水)指标2003522.461.123.654.984运行结果、工工程特点与存存在问题4.1运行结结果该废废水处理站经经过近1年的试运行行，于2000年9月12日至13日由环保监监测部门进行行了连续采样样监测，废水水采样点为调调节池、物化化沉淀池和PW-W膜生物反应应器出水口，每每天采样5次，监测结结果列于表4中。表4制药发酵酵废水验收监监测结果mg·LL-1测点位采样时间pHCODcrBOD5NH3-NSS调节池9月12日7480617141.6154.89月13日7310668149120.8物化沉淀池出水水9月12日4590432128.695.29月13日443043912593PW膜生物反应应器出水9月12日65.0216.641.9736.49月13日7.165.3614.042.3535.4由表4结果果可见，各项项指标达到了了国标一级排排放标准。44.2工程特点从系统运行行近1a的情况表明明，本工程有有以下特点：：①膜生物反应应器是一种将将高效膜分离离技术与传统统活性污泥法法相结合的新新型水处理反反应器，由于于膜的过滤作作用，生物被被完全截留在在生物反应器器中，实现了了水力停留时时间与泥龄的的彻底分离，消消除了传统活活性污泥工艺艺中的污泥膨膨胀问题。由由于膜能将生生物污泥完全全截留在生物物反应器内，所所以其污泥浓浓度可以高出出传统活性污污泥法的10倍以上，且且能使SRT无限延长，这这样便可不排排泥或少排泥泥，减少污泥泥的处理和处处置费用。②本工程一体体式膜生物反反应器采用交交叉流过滤法法，在PW膜分离单元元的下部装有有曝气器，鼓鼓出的空气一一方面分解水水中的有机物物，另外气泡泡带有的液体体与膜表面产产生平行流动动，使得混合合液中的活性性污泥或悬浊浊物不会粘附附在膜表面。而而且在工程中中采用的PW膜的内外表表面非常光滑滑，污泥不易易粘附，从近近1a的运行情况况来看，未出出现过膜堵塞塞现象。另外外，本工程膜膜生物反应器器采用的是外外进内出式膜膜（即内部吸吸引），操作作压力仅为：：0.15～0.20kkg/cm22左右，与传传统的内进外外出式膜（即即内部加压）处处理单元相比比，能耗大大大降低。4..3存在问题①对本工程一一体式膜生物物反应器调试试过程中考察察了不同SRT和HRT对污染去除除效果得出的的初步结果表表明，一体式式膜生物反应应器在不同SRT和HRT下均能表现现出良好的污污染物去除效效果和运行稳稳定性。但随随着SRT的延长，生生物反应器内内污泥浓度不不断增加，到到一定程度则则会由于营养养的极度贫乏乏导致微生物物大量死亡，产产生大量不可可生物降解的的细菌残留物物质。同时随随着污泥浓度度的增加，微微生物的内源源呼吸加剧，又又会产生大量量的溶解性微微生物代谢产产物，使上清清液中的COD上升，出水COD出现波动。由由此可见，在在制药发酵处处理中，污泥泥负荷、体积积负荷不再是是制约处理效效果的重要指指标，可将HRT、SRT作为膜生物物反应器工艺艺生物反应器器单元的设计计依据，因为为这样不仅能能确保工艺操操作的长期稳稳定性，而且且能简化设计计过程。②在制药发酵酵废水处理