EGSB反應器處理阿維菌素廢水

田文超 付秋爽 姬志輝 黨酉勝(.石家莊辰龍潤東環(huán)保科技有限公司； .河北勝爾邦環(huán)?？萍加邢薰?， 石家莊 05006)

EGSB反應器處理阿維菌素廢水

田文超1付秋爽2姬志輝1黨酉勝2
(1.石家莊辰龍潤東環(huán)保科技有限公司； 2.河北勝爾邦環(huán)保科技有限公司， 石家莊 050061)

利用EGSB反應器處理阿維菌素廢水的工程實踐，結果表明：當進水COD為12000～13000mg/L時，出水COD為2100～2200mg/L，COD去除率達到83%，容積負荷達到4.7kgCOD/(m3·d)。EGSB反應器可以有效地降解阿維菌素廢水中的有機物。

阿維菌素廢水；EGSB反應器；廢水處理

阿維菌素(AVM)是一種高效、低毒、安全、廣譜的新型農(nóng)畜兩用抗生素，屬于大環(huán)內酯抗生素類殺蟲殺螨劑，是土壤微生物灰色鏈霉素的發(fā)酵代謝產(chǎn)物，已作為甲胺磷等有機磷高毒農(nóng)藥的代替品在世界范圍內廣泛推廣應用[1]。阿維菌素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度有機廢水，該廢水成分比較復雜、pH較低、有機物濃度高、含有的殘留阿維菌素對微生物有毒害作用、色度深，屬于難處理高濃度抗生素廢水[2]。

河北石家莊制藥企業(yè)主要生產(chǎn)阿維菌素精粉、乳油等產(chǎn)品，是國內規(guī)模較大的阿維菌素生產(chǎn)廠家之一，日排放生產(chǎn)廢水500 m3。此類高濃度有機廢水一般采用厭氧生物處理，該廠采用“膨脹式顆粒污泥床(EGSB)厭氧反應器+好氧+深度處理”的方法處理阿維菌素生產(chǎn)廢水。本文結合工程實際對EGSB反應器的啟動和運行進行了討論和總結，工程實踐表明：采用EGSB處理阿維菌素高濃度有機廢水，COD去除率可達83%左右，為后續(xù)好氧處理提供了良好的條件。

1 廢水的特點

該廠生產(chǎn)過程中排放的廢水主要是生產(chǎn)過程中的發(fā)酵液壓濾出水、產(chǎn)品提純廢水、設備和車間地面的沖洗水，每天排放廢水量為500 m3，其主要成分為發(fā)酵殘存的培養(yǎng)基(包含一些糖類、蛋白質、脂類等)，菌絲體和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及少量的AVM，成分較為復雜，污染物濃度高，色度高，氣味重，屬高濃度有機廢水。其水質為：

COD：35000～45000mg/L、pH ：3.5～4.5、SS：3000～5000mg/L、 氨氮：600～800mg/L、AVM：65～95μg/mL。

2 處理工藝

2.1 工藝選擇

EGSB反應器是在UASB反應器基礎上改良而開發(fā)的第三代厭氧反應器，在UASB反應器基礎上增加了出水循環(huán)系統(tǒng)，有機負荷高、適應性好。已被廣泛應用于制藥、淀粉、味精等高濃度廢水的處理中，并在難降解廢水中取得了良好的效果[3]。與UASB反應器相比，EGSB反應器采用高達5～10m/h的上升流速，并采用出水循環(huán)，使顆粒污泥床處于膨脹狀態(tài)。因此，保證了廢水與顆粒污泥的充分接觸，且布水更容易均勻、傳質效果好、有機物去除率高，并減少了反應器內的死角、短流和堵塞問題[4]。

阿維菌素廢水COD高達35000～45000mg/L，且廢水中含有殘留的AVM，屬于難降解的高濃度抗生素廢水。EGSB反應器的出水循環(huán)可稀釋進水濃度，降低殘留AVM的毒害作用，且具有較高的處理負荷，因此，使用EGSB反應器處理阿維菌素廢水是適宜的。

EGSB反應器設計進水COD為12000 mg/L，pH為6～6.5。原水采用加入廠區(qū)其他工段排放的循環(huán)冷卻水的方法將進水COD調節(jié)至設計要求，進水總量為1800m3/d；采用加入液堿的方式調節(jié)進水pH至設計要求。

2.2 工藝參數(shù)

本工程建設一座EGSB反應器，反應器有效容積4000m3，φ18×18m。三相分離器采用進口PP材料，重量輕，耐腐蝕，且表面光滑，分離效果好。外循環(huán)泵采用變頻控制，最大循環(huán)量可達1000m3/h。罐體采用碳鋼防腐，聚氨酯發(fā)泡保溫。EGSB反應器前設置投配池，進行進水濃度、溫度、pH調節(jié)。

3 EGSB反應器的啟動調試

3.1 接種

采用循環(huán)冷卻水對罐體進行滲水試驗，罐體試水成功后將反應器內水溫升至38℃，開始接種污泥，接種污泥采自某檸檬酸廠IC反應器的顆粒污泥，接種量為720m3。經(jīng)檢測：顆粒污泥直徑為1～2mm，TSS為105g/L，VSS/TSS為0.68。污泥接種完成后，反應器內溫度為35.6℃。

3.2 啟動

開始進水時，將阿維菌素廢水稀釋至COD≤2000mg/L，用液堿調節(jié)pH至7～7.5之間，溫度為35±1℃。進水量從每小時進水5分鐘開始，采用間歇進水的方式。開始出水時，水中有少量黑色細小絮狀污泥流出，這是由于少量顆粒污泥解體被洗出所致。此時出水COD為100mg/L左右，這是由于反應器內大量清水的稀釋作用導致的COD降低。經(jīng)過10天的適應性訓練后，出水帶泥現(xiàn)象消失。并檢測到有少量沼氣產(chǎn)生，表明顆粒污泥活性已恢復。

顆粒污泥活性恢復后，出水COD開始由于厭氧消化作用逐步降低。當COD去除率達到70%，出水揮發(fā)酸≤180mg/L時，就可以逐步提高負荷。由于廢水中殘留的阿維菌素對產(chǎn)甲烷菌有抑制作用，低濃度低負荷會降低廢水的毒害性，隨著污泥的逐步馴化，它的適應性慢慢增強，抗毒性和沖擊性也會慢慢增強。故啟動運行階段先保持進水COD為2000～3000mg/L，通過調節(jié)進水量控制反應器負荷，每次負荷提高量為0.5倍左右，EGSB反應器啟動階段的外循環(huán)量定為350m3/h。經(jīng)過28天的水力提升，反應器實現(xiàn)連續(xù)進水。此時，出水COD為400mg/L，COD去除率為80%，進水量為1730m3/d。水力提升階段運行參數(shù)變化見圖1。

圖1 EGSB反應器水力提升階段運行結果

3.3 提高負荷階段

由啟動階段的運行結果可知，顆粒污泥已經(jīng)適應了阿維菌素廢水的水質條件，在此后的運行過程中，通過逐步提高反應器的進水COD來提高反應器負荷。當COD去除率達到75%、出水揮發(fā)酸≤300mg/L、pH≥7時可提高反應器負荷，每次負荷提高量為0.5倍左右，EGSB反應器提高負荷階段的外循環(huán)量提升為500～700m3/h。負荷的提高和有機物的去除情況見圖2。

經(jīng)過63天的COD濃度提升，當反應器進水COD為12000～13000mg/L時，運行負荷達到4.7kgCOD/(m3·d)，出水COD為2100～2200mg/L，COD去除率達到83%，且去除率穩(wěn)定， EGSB反應器的外循環(huán)量提升至960m3/h。此時，基本達到預期目標，每日處理阿維菌素廢水量達到500m3，表明EGSB反應器已經(jīng)成功的啟動，這為后續(xù)處理創(chuàng)造了良好的基礎。

(a)

(b)圖2 EGSB反應器濃度提升階段運行結果

4 結果分析

4.1 AVM對厭氧消化的影響

AVM對厭氧消化的抑制試驗表明：當AVM濃度分別為25μg/L、50μg/L、100μg/L時，對厭氧消化分別表現(xiàn)出輕度抑制、明顯抑制和嚴重抑制[5]，故EGSB反應器啟動初期進水COD采用循環(huán)冷卻水調節(jié)為2000mg/L，并較長時間內低濃度低負荷運行，以降低AVM含量，減少對厭氧消化的抑制作用。經(jīng)過28天的適應性培養(yǎng)后，厭氧微生物逐漸對AVM有了耐受性。提高負荷階段，進水中COD、AVM含量逐漸上升。這時，隨著進水濃度的上升逐漸提高EGSB反應器的外循環(huán)量，大量的外循環(huán)使進水COD、AVM得到稀釋，起到了緩沖作用。經(jīng)過長達63天的馴化后，COD去除率達到81%，并且運行穩(wěn)定，說明在一定進水濃度條件下，經(jīng)過長時間的馴化后，厭氧微生物可以承受AVM的抑制影響。

4.2 進水pH值的調整

EGSB反應器啟動初期，進水pH值調整為7～7.5，以保證厭氧微生物生長的最適宜pH值范圍，加快厭氧微生物的生長。隨著厭氧微生物對廢水水質的適應性增強和系統(tǒng)內堿度的上升，逐步降低進水pH值，到反應器達到設計負荷時，進水pH值已降到5.8～6.0。此時出水pH值為7.6，揮發(fā)酸為294mg/L，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定。降低進水的pH值可大量減少液堿的使用，使堿的投加量由預計的6t/d降低至4t/d，降低了運行成本。

4.3 出水揮發(fā)酸及堿度的控制

出水揮發(fā)酸(VFA)是厭氧反應器運行過程中非常重要的參數(shù)，VFA濃度增高是pH下降的主要原因，雖然pH的檢測非常方便，但它的變化比VFA濃度的變化要滯后許多。當VFA積累至一定程度時，pH才會有明確變化。因此測定VFA是控制反應器pH降低的有效措施。在提高負荷階段，當出水VFA≤300mg/L時，可提高反應器負荷；當出水VFA≥480mg/L時，則應當停止進液，并加大反應器的外循環(huán)量，直到出水VFA降低至300mg/L時方可繼續(xù)提高負荷。

堿度反應了厭氧反應器的緩沖能力，足夠的堿度可保證厭氧系統(tǒng)的pH值的穩(wěn)定。在本反應器運行過程中，出水堿度一直維持在5000～7000mg/L，堿度較高。由于EGSB反應器的高出水循環(huán)量，可大量中和進水的酸度，降低進水pH值，減少運行費用。

5 結論

(1)EGSB反應器處理阿維菌素廢水的運行結果表明：當進水COD為12000～13000mg/L時，出水COD為2100～2200mg/L，COD去除率達到83%，容積負荷達到4.7kgCOD/(m3·d)。

(2)在EGSB反應器啟動過程中應當監(jiān)測進出水COD、pH值，出水揮發(fā)酸及堿度，以保證反應器的穩(wěn)定運行。

(3)經(jīng)過長時間的馴化后，厭氧微生物可以承受一定濃度范圍內AVM的抑制影響。

[1] 吳國荃,孫詩敏,王金臺,等.生物農(nóng)藥阿維菌素[J].精細與專用化學品,2003,11(14):8-10.

[2] 姚瑤,田文艷.簡述阿維菌素廢水處理現(xiàn)狀[J].黑龍江科技信息,2010(6):56.

[3] Zoutberg G R, Been P D. The Biobed EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)system Covers shortcomings of the upflow anaerobic sludge blanket reactor in the chemical industry[J].Wat.Sci.Tech.,1997,35(10):183-188.

[4] 左劍惡,王妍春,陳浩.膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器的研究進展[J].中國沼氣,2000,18(4):3-8.

[5] 李再興, 楊景亮, 劉春艷,等.阿維菌素對厭氧消化的影響研究[J].中國沼氣,2001, 19 (1): 13-15.

Treatment of Avermectin wastewater by EGSB Reactor

Tian wenchao1, Fu Qiushuang2, Ji Zhihui1, Dang Yousheng2
(1.Shijiazhuang Chen Long Rundong Environmental Protection Technology.Co.,Ltd;2. Hebei Superior& Federal Environmental Protection Technology Co.,Ltd, Shijiazhuang 050061)

Results from engineering practice of treatment on Avermectin wastewater by EGSB reactor show that while the COD of influent is in the range of 12000～13000mg/L，the COD of effluent is 2100～2200mg/L. The removal efficiencies of COD can be up to 83%, and volumetric organic loading reaches 4.7kgCOD/(m3·d). EGSB reactor can effectively degrades organics in Avermectin wastewater.

Avermectin wastewater; EGSB reactor; wastewater treatment

2017-06-05； 2017-07-06修回

田文超(1982-)，男，本科，工程師，主要從事水污染治理工程工作。E-mail：81717429@qq.com

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