活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用

江淦福，李　謀，胡　沖（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上?！?01201）

環(huán)保技術(shù)

活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用

江淦福，李謀，胡沖
（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上海201201）

為了驗證活性炭固定硝化菌種技術(shù)能處理高氨氮制藥廢水的可行性，為后期工程改造提供經(jīng)驗，進行了本次現(xiàn)場中試試驗。試驗證明其能在短時間內(nèi)在生化系統(tǒng)內(nèi)建立硝化系統(tǒng)，并穩(wěn)定運行。在進水COD達(dá)4000 mg/L，氨氮達(dá)到600 mg/L左右，出水COD能穩(wěn)定在400 mg/L、氨氮在5 mg/L以下。

高氨氮；制藥廢水；硝化菌種；活性炭

制藥廢水是公認(rèn)的難處理廢水之一，特別是合成抗生素類廢水。其主要特征為：（1）水質(zhì)成分復(fù)雜：抗生素生產(chǎn)流程長、副產(chǎn)物多，使廢水中的污染物組分復(fù)雜；（2）難降解及有毒有害物質(zhì)多：生產(chǎn)原料中有許多有機污染物，且難降解，還含有一定濃度的生物抑制劑，甚至是殺菌劑；（3）廢水中污染物含量高，氨氮濃度高、COD值高；（4）部分廢水鹽分含量高，易造成污泥膨脹，微生物死亡的現(xiàn)象。

河北某制藥廠三廢中心處理集團各分公司的生產(chǎn)廢水，但由于建廠較早及上游來水水質(zhì)變化等原因，水處理系統(tǒng)出水氨氮已不能達(dá)到日益提高的環(huán)保要求，因此進行了本次活性炭固定硝化菌種處理高氨氮制藥廢水的中試應(yīng)用試驗，為后期工程改造提供可行性分析及施工調(diào)試經(jīng)驗。

1　材料和方法

1.1試驗原料

硝化菌種：通過特定條件下篩選出的復(fù)合菌種，激活后可快速適應(yīng)工業(yè)廢水環(huán)境，幫助快速建立硝化系統(tǒng)，縮短污泥馴化時間，提高氨氮去除效果和運行穩(wěn)定性。

活性炭：200目的果殼類顆?；钚蕴俊?/p>

活性污泥：本制藥廠污水處理系統(tǒng)曝氣池內(nèi)活性污泥。

其他：常規(guī)的葡萄糖、尿素、磷鹽、純堿。

1.2中試方法

結(jié)合現(xiàn)場條件及以往高氨氮廢水處理經(jīng)驗，確定采用“A/O活性污泥法工藝”處理。生物系統(tǒng)采用現(xiàn)場“土著”活性污泥接種活性炭固化硝化菌種，以間歇式進水工藝運行。

中試設(shè)備生化池容積為5 m3，每次進水1 m3，排水1 m3。

1.3分析方法

水質(zhì)檢測項目、檢測方法和檢測頻次如表1。

表1　水質(zhì)檢測項目、檢測頻次和檢測方法Table 1　Water quality testing methods，test items and test frequency

2　工藝調(diào)試

2.1菌種激活

50 kg載體活性炭投加后，清水反復(fù)清洗兩遍，再投加20 kg硝化菌種。添加足量營養(yǎng)物質(zhì)于最大曝氣量下進行悶曝、激活兩天。最后投加污水廠曝氣池活性污泥100 kg。

2.2菌種馴化

進少量廢水，添加適量營養(yǎng)物質(zhì)，保持生化池COD不低于200 mg/L，氨氮20～30 mg/L進行馴化兩天。

2.3主體調(diào)試

試驗原水為業(yè)主單位的厭氧出水。

原水混凝預(yù)處理：投加PAC和PAM進行預(yù)處理。具體投加量，先進行燒杯小試。

配料：預(yù)處理后的水與清水混合，負(fù)荷以200 mg/L為底數(shù)進行10%～15%的提升，具體視出水?dāng)?shù)據(jù)而定。

主體運行：生化池進配料（1 m3）后，先進行兼氧攪拌4 h（溶解氧小于0.5 mg/L），之后停止攪拌進行好氧曝氣8 h（調(diào)節(jié)溫度于25℃～35℃，pH 于 7.8左右，溶解氧 2～4 mg/L），靜置后排水（1 m3）。周期運行。

3　結(jié)果與討論

由于本試驗的主體是活性炭固化硝化菌種生化系統(tǒng)，我們從9月底開始到10月底，進行了近一個多月時間的微生物系統(tǒng)調(diào)試實驗，由于生化系統(tǒng)對此廢水一開始就表現(xiàn)了很強的適應(yīng)性，所以在試驗過程中處理負(fù)荷提高得比較快，本實驗廢水氨氮比較高，負(fù)荷的提升以氨氮為主。活性炭固化硝化菌種生化系統(tǒng)對廢水中的COD、NH3-N等污染物有良好的去除效果，特別是氨氮的去除效果非常理想。

3.1COD數(shù)據(jù)分析

圖1　試驗進出水COD圖Figure 1　FIG of influent and effluent COD in test

從圖1可以看出：①10月5日前，進出水COD數(shù)據(jù)倒掛，這是因為養(yǎng)泥期間，向池內(nèi)補充葡萄糖，以幫助活性污泥快速分裂生長；②10 月6日～10月17日，進水負(fù)荷一直在穩(wěn)步提升，出水COD也相應(yīng)在提升，但總體趨勢較緩慢；③經(jīng)過20天左右的培養(yǎng)馴化，10月19日期，系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行期，在進水COD保持在3500～4000 mg/L時，出水COD保持在300 mg/L左右。

圖2　試驗進出水氨氮圖Figure 2 FIG of influent and effluent Ammonia in test

3.2氨氮數(shù)據(jù)分析

從圖2可以看出：（1）在10月3日前，進出水氨氮數(shù)據(jù)倒掛，這是因為養(yǎng)泥期間，有向池內(nèi)補充尿素，以幫助激活培養(yǎng)硝化菌種，快速建立硝化系統(tǒng)；（2）在出水氨氮維持在20～30 mg/L之間，硝化系統(tǒng)能快速建立，僅消耗5天的時間，這期間每2 h左右投加純堿調(diào)整池內(nèi)pH值，維持在7.8左右；（3）在硝化系統(tǒng)建立后，穩(wěn)步提升進水氨氮濃度，出水氨氮濃度還是能保持在5 mg/L以下；（4）在進水水質(zhì)穩(wěn)定的情況下，活性炭固化硝化菌種能維持很好的去氨氮效果，波動較小。

4　結(jié)論

（1）從整個試驗來看，在廢水氨氮很高的情況下，利用活性炭固定硝化菌種＋A/O工藝對該制藥廢水處理有較明顯的效果。微生物經(jīng)馴化后對廢水中的污染因子表現(xiàn)了較強的適應(yīng)性且處理工藝簡單、耐負(fù)荷高、控制簡單、出水效果穩(wěn)定等優(yōu)點。

（2）通過此次工程化試驗，從出水的數(shù)據(jù)及運行的穩(wěn)定性上來說，在今后的工程中完全能夠達(dá)到出水COD 400 g/L以下，氨氮5 mg/L以下的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）本實驗總停留時間為12 h。工程上停留時間12×5=60 h，再加上0.2的安全系數(shù)，停留時間在72 h比較合適。

（4）選用粉末活性炭作為硝化的載體。粉末活性炭具有巨大比表面積和富集作用，對微生物、溶解氧、有機物污染物的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于活性污泥，為微生物代謝活動創(chuàng)造了良好的條件，加快了有機污染物的生物降解和去除過程；同時活性炭作為生物絮凝體的載體，大大改善了活性污泥的凝聚沉淀性能，減少和抑制了污泥膨脹，同時降低維護成本。

（5）經(jīng)過這一個半月的時間，試驗小組對此廢水的特性有了較深入的了解，掌握了利用活性炭固定硝化菌種技術(shù)處理該高氨氮制藥廢水的方法，將為今后工程的實施改造等提供重要的參數(shù)。

[1]張洪起，李立敏，李柳，等.粉末活性炭固定高效菌降解焦化廢水的中試研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，35 （6）：43-48.

[2]雷萍，郭愛蓮，張志杰，等.投菌法在焦化廢水降解中的應(yīng)用研究[J].西北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002，32（3）: 303-305.

[3]王大勇，陳武，梅平.制藥廢水處理技術(shù)研究進展[J].應(yīng)用化工，2011，40（12）:2202-2205.

[4]曹亞莉，田沈，趙軍，等.固定化微生物細(xì)胞技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報，2003，30（3）:77-81.

The Application of High Ammonia Pharmaceutical Wastwater Treatment with Nitrification Bacterria Immobiling by Active Carbon

JIANG Gan-fu，LI Mou，HU Chong
（Bio Probitic Netics（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201201，China）

In order to verify the activated carbon fixed nitrification bacteria technology can handle high ammonia pharmaceutical wastewater feasibility，and provide experience for the post engineered，we conducted this pilot test site.Test proved that it can establish nitrification in the biochemical system in a short time，and stable operation.Influent COD of 4000 mg/L，ammonia reaches 600 mg/L or so，the effluent COD can be stabilized at 400 mg/L，ammonia in 5 mg/L or less.

high ammonia；pharmaceutical wastwater；nitrification bacterria；active carbon

1006-4184（2016）4-0035-04

2015-11-14

江淦福（1987-），男，江西婺源人，工程師，主要從事水處理好氧微生物及營養(yǎng)方面的研究與工程應(yīng)用工作。E-mail: agan_ego@126.com。