前言

　　浙江省某(mou)生(sheng)(sheng)物(wu)化工(gong)公司，是一家(jia)專門生(sheng)(sheng)產醫用(yong)(yong)、獸用(yong)(yong)和農(nong)用(yong)(yong)抗(kang)生(sheng)(sheng)素(su)(su)的(de)(de)企業，主要產品有(you)(you)柱晶白霉素(su)(su)、農(nong)用(yong)(yong)井崗(gang)霉素(su)(su)、農(nong)畜(chu)兩用(yong)(yong)阿維菌素(su)(su)等(deng)原料藥(yao)(yao)。制(zhi)藥(yao)(yao)發(fa)酵廢水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質、水(shui)(shui)(shui)量(liang)變化較(jiao)大(da)，且常含(han)有(you)(you)難(nan)降解有(you)(you)機污染物(wu)、毒性化合物(wu)，這些物(wu)質的(de)(de)存在抑制(zhi)了廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理中某(mou)些微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長，從而干擾了廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理系統的(de)(de)處(chu)(chu)理效(xiao)果。因此，制(zhi)藥(yao)(yao)發(fa)酵廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)處(chu)(chu)理存在著相當大(da)的(de)(de)難(nan)度。采用(yong)(yong)PW膜生(sheng)(sheng)物(wu)反應器處(chu)(chu)理工(gong)藝成(cheng)功地(di)解決(jue)了制(zhi)藥(yao)(yao)發(fa)酵廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)達(da)標排(pai)放(fang)問(wen)題，現(xian)將該工(gong)程有(you)(you)關(guan)設(she)計和運行情(qing)況介紹如下。

1 污水(shui)的水(shui)記、水(shui)質(zhi)和排放標準(zhun)

1.1 污水的水量
　　本工(gong)(gong)程廢(fei)水(shui)(shui)主要來源(yuan)于各生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)序，各產(chan)品(pin)廢(fei)水(shui)(shui)排放量匯總(zong)于表1（廢(fei)水(shui)(shui)設(she)計(ji)規(gui)模按200m3/d計(ji)算）。

 表1 各產品(pin)廢水(shui)排(pai)放情(qing)況

表1 各產品廢水排放情況

 1.2 污水的水質及排放標準
　　不同產(chan)(chan)(chan)品排(pai)(pai)放的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)是各不相同的(de)。我們按產(chan)(chan)(chan)品生產(chan)(chan)(chan)周期對工廠排(pai)(pai)污口排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)進行(xing)了監測分析，綜合(he)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)和GB 8978-1996《污水(shui)(shui)(shui)綜合(he)排(pai)(pai)放標準(zhun)》中的(de)一級排(pai)(pai)放標準(zhun)見表(biao)2：

 表2 設計(ji)水(shui)質(zhi)

表2 設計水質

2 工藝流程

2.1 處理工藝路線的確定
　　本工程廢水屬于高濃度有機廢水，較適合于厭氧-好氧生化聯合處理。但考慮到厭氧處理對溫度、pH值等環境因素很敏感，操作范圍窄，構筑物停留時間長等原因以及采用厭氧處理產生的沼氣由于產量小利用經濟價值低，若直接排放將會產生二次污染和引起安全隱患。若采用單一的常規好氧生化處理工藝，存在占地面積大、停留時間長、處理效果差等缺點。因此，經綜合考慮，本工程采用膜生物反應器法處理。該技術是國家專利技術，已在高濃度有機廢水、中小水量的有機化工廢水、制藥廢水和食品加工廢水處理中得到應用，并都取得了成功。
　　PW膜(mo)生物反應(ying)器(qi)技(ji)術(shu)是由(you)膜(mo)組(zu)(zu)件和生物反應(ying)器(qi)組(zu)(zu)成的膜(mo)生物反應(ying)器(qi)，它可(ke)使(shi)得(de)反應(ying)器(qi)中(zhong)維持很(hen)高的MLSS濃度(du)和很(hen)長(chang)的SRT時(shi)間，所以反應(ying)器(qi)的效(xiao)率相(xiang)當高，提高了(le)單位體積(ji)的有(you)機負荷，減小了(le)占地(di)面積(ji)。由(you)于膜(mo)的隔離作用，使(shi)得(de)生長(chang)速度(du)很(hen)慢的硝(xiao)化細(xi)菌(jun)得(de)以在反應(ying)器(qi)中(zhong)積(ji)累，且隨著MLSS的逐漸提高硝(xiao)化細(xi)菌(jun)數(shu)量不(bu)斷(duan)增加，反應(ying)器(qi)中(zhong)的硝(xiao)化能力增強，并(bing)且膜(mo)出(chu)水可(ke)不(bu)含(han)細(xi)菌(jun)、病(bing)毒、寄生蟲卵等，出(chu)水濁度(du)低，完全符(fu)合國家排放標(biao)準。

2.2 工藝流程
　　本工(gong)程采用的處理(li)工(gong)藝流程見圖1：

2.3 工藝流程簡要說明
　　混合廢水通過格柵，大顆粒可沉固體及漂浮物被攔截，進入調節池，經調節水量、水質和預曝氣后用泵輸送至混凝反應池，分別加入適量的PAC、PAM溶液進行混凝和絮凝反應，反應液自流入沉淀池進行固液分離。經過上述預處理的廢水上清液溢流進入PW-W膜生物反應器，在充氧曝氣和微生物的作用下將有機物降解為二氧化碳和水，并由膜組件進行固液分離，處理后廢水達標排放。
 ;       物(wu)化(hua)沉淀池分離(li)的(de)污泥和PW-W膜生物(wu)反應器排(pai)放的(de)少量剩余污泥分別(bie)排(pai)至污泥池，再用泵輸送(song)至污泥脫水(shui)機進行脫水(shui)，泥餅外運填埋處理。

3 主要構筑物及設備

3.1 調節預曝池
　　調節預曝池(chi)(chi)兼作提(ti)升泵集水井，HRT=16.9h，內(nei)設穿(chuan)孔曝氣管，進行定期(qi)曝氣以防污(wu)泥(ni)在池(chi)(chi)內(nei)沉淀。調節池(chi)(chi)尺寸為8.0m×5.0m×4.0m，有效水深為3.50m。采用(yong)鋼筋混凝土結(jie)構(gou)，池(chi)(chi)內(nei)設WQK15-10-1.5型(xing)潛水排污(wu)泵2臺，一用(yong)一備。

3.2 反應沉淀池
　　反應沉淀池(chi)為(wei)組合池(chi)體，混凝(ning)和絮凝(ning)反應池(chi)的HRT分別為(wei)20.9min，沉淀池(chi)采(cai)用(yong)豎(shu)流(liu)式沉淀池(chi)，設(she)計表(biao)面負荷為(wei)q=0.80m3/(m2·h)，組合池(chi)體尺(chi)寸為(wei)4.5m×4.0m×4.2m，鋼筋混凝(ning)土結構(gou)。

3.3 PW-W膜生物反應器
　　PW-W膜(mo)生物反應(ying)器HRT=4.4d，有效容積為880m3，設計容積負荷為1.4kg[BOD5]/(m3·d)，尺寸為25.0m×10.0m×4.5m，采(cai)用(yong)鋼筋混(hun)凝土結構，內設置日本生產UFM424外(wai)進內出式PW膜(mo)300片，采(cai)用(yong)交叉流過流法，分離(li)液由(you)3臺（二(er)用(yong)一備(bei)）丹麥進口的(de) JPF9T抽吸泵抽吸，H=8.0m、Q=4.2m3/min、N=1.47kW。在(zai)PW膜(mo)分離(li)單(dan)元的(de)下部裝有微孔(kong)曝氣器，氣源由(you)4臺TSd-150型鼓風機供應(ying)，P=44.1kPa、Qs=18.9m3/min、N=22kW。三(san)用(yong)一備(bei)。

3.4 污泥池
　　污(wu)泥池有效(xiao)容積為33.3m3，尺(chi)寸為3.5m×3.5m×4.0m，有效(xiao)水深3.7m，采用鋼砼結構。

3.5 控制系統
　　本(ben)廢水處理裝置采用NB2系列(lie)可編程序控(kong)制(zhi)器（PLC）控(kong)制(zhi)。設備(bei)的運行完全通過PLC進行全自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)（可切換成(cheng)手動(dong)控(kong)制(zhi)模式），可完成(cheng)水泵、風機等(deng)設備(bei)的啟閉和自(zi)動(dong)切換，并(bing)備(bei)有過壓、缺(que)相、短(duan)流等(deng)保(bao)護(hu)和報警功能。

3.6 主要技術經濟指標
　　本工程總投資(zi)金額為352萬(wan)元，其(qi)中土建費(fei)(fei)用為96萬(wan)元，設備費(fei)(fei)用為183.83萬(wan)元，設計、安(an)裝調試等其(qi)它(ta)費(fei)(fei)用為72.12萬(wan)元，主(zhu)要技術經(jing)濟(ji)指標匯總于表3。

 表3 主要技術經濟指標

表3 主要技術經濟指標

4 運行結(jie)果、工程特點與(yu)存在問題

4.1 運行結果
　　該廢水處理(li)站經過(guo)近1年的試運行(xing)，于(yu)2000年9月12日至13日由環保監(jian)(jian)測(ce)(ce)部門進行(xing)了連續(xu)采(cai)樣監(jian)(jian)測(ce)(ce)，廢水采(cai)樣點(dian)為調節池(chi)、物化沉淀池(chi)和(he)PW-W膜生物反(fan)應器出水口(kou)，每天采(cai)樣5次，監(jian)(jian)測(ce)(ce)結(jie)果列于(yu)表4中(zhong)。

 表4 制藥(yao)發酵廢水驗收監測結(jie)果 mg·L-1

表4 制藥發酵廢水驗收監測結果 mg·L-1

　　由表4結果(guo)可見，各(ge)項指(zhi)標達(da)到(dao)了國標一級排放標準(zhun)。

4.2 工程特點
　　從系統運行(xing)近1a的情況(kuang)表明，本工(gong)程有以下特點(dian)：

　　①膜生物反應器是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型水處理反應器，由于膜的過濾作用，生物被完全截留在生物反應器中，實現了水力停留時間與泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥工藝中的污泥膨脹問題。由于膜能將生物污泥完全截留在生物反應器內，所以其污泥濃度可以高出傳統活性污泥法的 10倍以上，且能使SRT無限延長，這樣便可不排泥或少排泥，減少污泥的處理和處置費用。
　　②本工(gong)程一(yi)體(ti)式膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反應器采(cai)用交叉流過濾法，在(zai)PW膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離單元(yuan)的(de)下部裝有(you)曝氣(qi)器，鼓出的(de)空氣(qi)一(yi)方(fang)面分(fen)解水(shui)中(zhong)的(de)有(you)機(ji)物，另外(wai)(wai)氣(qi)泡(pao)帶有(you)的(de)液體(ti)與膜(mo)(mo)(mo)表面產生(sheng)平行流動，使(shi)得混合液中(zhong)的(de)活性污(wu)泥或懸(xuan)濁物不會粘附(fu)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)表面。而且在(zai)工(gong)程中(zhong)采(cai)用的(de)PW膜(mo)(mo)(mo)的(de)內(nei)(nei)外(wai)(wai)表面非常光滑，污(wu)泥不易粘附(fu)，從近1a的(de)運(yun)行情況來看(kan)，未出現過膜(mo)(mo)(mo)堵塞現象。另外(wai)(wai)，本工(gong)程膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反應器采(cai)用的(de)是外(wai)(wai)進內(nei)(nei)出式膜(mo)(mo)(mo)（即(ji)內(nei)(nei)部吸(xi)引），操作壓力僅(jin)為：0.15～0.20kg/cm2左右(you)，與傳(chuan)統的(de)內(nei)(nei)進外(wai)(wai)出式膜(mo)(mo)(mo)（即(ji)內(nei)(nei)部加壓）處理(li)單元(yuan)相比，能耗大大降低。

4.3 存在問題
　　①對本工程一體式膜生物反應器調試過程中考察了不同SRT和HRT對污染去除效果得出的初步結果表明，一體式膜生物反應器在不同SRT和HRT下均能表現出良好的污染物去除效果和運行穩定性。但隨著SRT的延長，生物反應器內污泥濃度不斷增加，到一定程度則會由于營養的極度貧乏導致微生物大量死亡，產生大量不可生物降解的細菌殘留物質。同時隨著污泥濃度的增加，微生物的內源呼吸加劇，又會產生大量的溶解性微生物代謝產物，使上清液中的COD上升，出水 COD出現波動。由此可見，在制藥發酵處理中，污泥負荷、體積負荷不再是制約處理效果的重要指標，可將HRT、SRT作為膜生物反應器工藝生物反應器單元的設計依據，因為這樣不僅能確保工藝操作的長期穩定性，而且能簡化設計過程。
　　②在制藥發酵廢水處理中，膜生物反應器前處理工藝及膜的性質和工藝條件是造成膜污染的主要原因。雖然，本工程中采用了日本生產的UFM424外進內出式PW膜片，在膜生物反應器中又采用交叉流過流法，大大延長了膜的使用壽命，但隨著時間的推延，由于操作和管理上的原因會引起膜污染問題，膜的分離功能被破壞，勢必依靠更換膜組件來恢復反應器的運行，將會增加維修保養費用及運行周期的中斷。
 

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