ABR-SBR組合反應器處理合成制藥廢水的研究
ABR、SBR的出水(shui)的pH值(zhi)均比(bi)較穩(wen)定，生(sheng)活污水(shui)培養(yang)期ABR出水(shui)pH平均值(zhi)為(wei)6.4，SBR出水(shui)平均為(wei)8.1。加入合成制藥(yao)廢水(shui)后，ABR出水(shui)pH平均值(zhi)6.9，比(bi)同時期ABR進水(shui)的pH值(zhi)低，是由(you)于發生(sheng)了厭氧(yang)的水(shui)解(jie)酸化(hua)作用。SBR出水(shui)pH平均值(zhi)為(wei)8.4，也隨ABR進水(shui)pH值(zhi)的升高(gao)略有升高(gao)。
總體來看，三(san)者的pH值(zhi)都較為穩(wen)定(ding)，波(bo)動不大，這就可(ke)以為微生物(wu)的生長繁殖和代謝(xie)提供穩(wen)定(ding)的環(huan)境，同時穩(wen)定(ding)的監測(ce)數據也(ye)可(ke)說明(ming)微生物(wu)活動穩(wen)定(ding)，一定(ding)程度上(shang)可(ke)以反(fan)映(ying)了ABR-SBR組合(he)工藝運(yun)行穩(wen)定(ding)。
培養期組合反應器的運行結果
污泥培(pei)養期共進行了60d左右(you)，進水(shui)COD濃(nong)度控制在300～400mg/L。流量為2～8L•h-1，每次(ci)試驗次(ci)數(shu)為3天，試驗次(ci)數(shu)為6次(ci)。實驗結果如表1所示(shi)。
表1培養(yang)期ABR-SBR的運行結果
利(li)用ABR-SBR組合反應器處(chu)理合成制藥廢水的研(yan)究
利用(yong)ABR-SBR組(zu)合反應(ying)器(qi)處(chu)理合成制藥廢(fei)水的研究
由表1中的數據可以看出，總的去除率(ABR進水COD值(zhi)與SBR出水COD值(zhi)之差和(he)ABR進水COD值(zhi)之比)最終穩(wen)定在95%左右，污(wu)泥(ni)培養成熟。
最佳水力停留時間的確定
污泥培養期COD去除率隨(sui)停留時間的變(bian)化曲線如(ru)圖(tu)3。
利用ABR-SBR組合(he)反應器處理合(he)成(cheng)制藥廢水的研(yan)究
圖3培養期ABR反應器COD去除(chu)率隨停留時間變化曲線圖
由(you)圖3所(suo)示，ABR的(de)COD的(de)去除率隨水力(li)停留時(shi)間的(de)變化而變化，呈現先(xian)升(sheng)高(gao)后降(jiang)低(di)(di)的(de)趨勢，即由(you)26.50%增(zeng)加到(dao)最高(gao)值(zhi)61.88%，隨后又降(jiang)低(di)(di)到(dao)51.90%。去除率的(de)最高(gao)值(zhi)對應的(de)水力(li)停留時(shi)間是9h，此值(zhi)即為ABR在處理(li)該(gai)合成(cheng)制藥廢(fei)水時(shi)的(de)最佳的(de)水力(li)停留時(shi)間。
出現上(shang)述趨勢是(shi)由于(yu)水力停留(liu)時(shi)(shi)間的(de)大小直接影響著微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)與廢水作(zuo)用時(shi)(shi)間的(de)長短，影響COD的(de)去除率。適宜的(de)停留(liu)時(shi)(shi)間能使廢水與微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)充分接觸(chu)，并且能適時(shi)(shi)的(de)排除微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)代謝產(chan)物(wu)(wu)(wu)，防止某(mou)些代謝產(chan)物(wu)(wu)(wu)對微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)產(chan)生(sheng)抑制作(zuo)用。
停(ting)留時(shi)間過(guo)短會(hui)因有(you)(you)機負荷過(guo)高而導致(zhi)去除(chu)率下降，處理(li)效(xiao)果不理(li)想;ABR中停(ting)留時(shi)間過(guo)長(chang)會(hui)使有(you)(you)機物和(he)微(wei)生物不能充分(fen)混合接(jie)觸，影(ying)響(xiang)處理(li)效(xiao)果，延長(chang)處理(li)反應時(shi)間，降低處理(li)能力(li)。
最佳曝氣時間的確定
污泥培養期COD去除(chu)率隨曝氣時間的變化曲線(xian)如圖4。
利用ABR-SBR組合(he)反應器處(chu)理合(he)成制藥廢水的研究
圖(tu)4培養(yang)期(qi)SBR反(fan)應器(qi)COD去除率隨曝氣時間(jian)變(bian)化曲(qu)線圖(tu)
曝氣反(fan)應(ying)(ying)時間是確定SBR反(fan)應(ying)(ying)器容積的(de)(de)一個非常重(zhong)要的(de)(de)工(gong)藝參數(shu)。曝氣時間太(tai)短，系統中(zhong)氧供給不足，微生物不能充分(fen)分(fen)解有機物，影響處(chu)理(li)水水質(zhi);曝氣時間太(tai)長，會過(guo)分(fen)消(xiao)耗水中(zhong)的(de)(de)有機物，從而影響反(fan)硝(xiao)化脫氮(dan)效(xiao)果，還會引起污泥膨脹，從而造(zao)成能量浪費、降低(di)充氧效(xiao)率，同時也(ye)會增大水處(chu)理(li)成本，因此應(ying)(ying)當在特(te)定的(de)(de)條件下通過(guo)試驗找出(chu)最(zui)優曝氣時間。
由(you)圖4可以看出，SBR反(fan)應器在處理合成制藥廢水(shui)時(shi)(shi)，隨著曝氣時(shi)(shi)間(jian)的推(tui)移，COD的去除(chu)率表(biao)現(xian)出明顯的上(shang)升(sheng)趨勢，最(zui)高(gao)點出現(xian)在12h處，考(kao)慮到經(jing)濟性的同時(shi)(shi)，最(zui)終確定了工藝的最(zui)佳曝氣時(shi)(shi)間(jian)為12h。
含25%合成制藥廢水的污泥馴化期
此時期(qi)，由于(yu)高(gao)濃(nong)度合成制藥廢(fei)水的(de)加入使得實(shi)驗水樣(yang)的(de)入水COD值(zhi)有所提高(gao)，其平均(jun)值(zhi)約為(wei)780mg/L。先后(hou)通過(guo)ABR反應器(qi)和(he)SBR反應器(qi)之后(hou)，COD值(zhi)分別平均(jun)降低至420mg/L和(he)34mg/L。出水水質穩定(ding)，滿足國(guo)家環境保(bao)護標準(GB21904-2008)COD排放要求。
在(zai)混合(he)液馴(xun)化的(de)(de)最初階段，ABR反(fan)應器的(de)(de)COD的(de)(de)去除率是35%左右，比污泥培養后期的(de)(de)50%左右降低(di)了15%，這是由于合(he)成(cheng)制藥(yao)廢(fei)(fei)水的(de)(de)加入(ru)，改變了厭氧微生(sheng)物(wu)原有的(de)(de)生(sheng)長環境，廢(fei)(fei)水中增加了長鏈難降解有機物(wu)及對微生(sheng)物(wu)有毒害作用的(de)(de)物(wu)質(zhi)，使得微生(sheng)物(wu)短時期內活性降低(di)，廢(fei)(fei)水的(de)(de)COD去除率下(xia)降。
馴(xun)化一段時間(jian)后，微生物逐漸(jian)適應了新環境，對(dui)制(zhi)藥廢水的凈化能力逐漸(jian)恢復，在(zai)該比(bi)例的馴(xun)化的后期可以達到40%左右。而(er)SBR運行(xing)穩定，平均(jun)去除率(lv)為89.68%，特別是后期，去除率(lv)均(jun)在(zai)90%以上(shang)。
當ABR出(chu)水(shui)COD值逐漸增大(da)或(huo)有所波動時，SBR出(chu)水(shui)COD都較(jiao)(jiao)小，體(ti)現出(chu)SBR反應器較(jiao)(jiao)為(wei)優秀(xiu)的抗沖擊能力，保(bao)證較(jiao)(jiao)高總去除率，見圖5、6。
利用ABR-SBR組(zu)合反應(ying)器處理(li)合成制藥(yao)廢水(shui)的研(yan)究
圖5含25%合(he)成制藥(yao)廢水的污泥馴化期原水、ABR及(ji)SBR出水COD變化曲(qu)線圖
利用ABR-SBR組合反應(ying)器處(chu)理合成制藥(yao)廢水的研究(jiu)
圖(tu)6含25%合成制藥廢水的污泥馴化期ABR、SBR及總(zong)去(qu)除率變化曲(qu)線圖(tu)
含50%合成制藥廢水的污泥馴化期
隨著所加入(ru)合成制藥廢水(shui)比例的增大(da)，原(yuan)水(shui)COD值迅速增加至(zhi)1380mg/L。此時SBR出水(shui)依舊保持在(zai)較低水(shui)平，約為74mg/L。而ABR反應器的出水(shui)COD卻呈現出上升趨勢，由最(zui)初的427mg/L逐步升高至(zhi)約1000mg/L，反應器運(yun)行(xing)極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)。
在(zai)使用50%的(de)混合(he)液進行馴(xun)化時，ABR反(fan)應(ying)器(qi)的(de)COD去除率迅速下降，最后(hou)穩定于26%左右。此階(jie)段合(he)成制藥廢水濃(nong)(nong)度(du)的(de)大幅度(du)提高使得其殺菌性得到更好的(de)體現(xian)。部分微生物在(zai)高濃(nong)(nong)度(du)藥水的(de)的(de)沖擊(ji)下失去活性，導(dao)致(zhi)ABR反(fan)應(ying)器(qi)處理效果未能(neng)達到預(yu)期要求。
與此同時，隨著馴(xun)化期的延長，SBR反(fan)應器(qi)的去除(chu)率依舊保持有較高(gao)(gao)的穩定性，平均可達(da)93%以上。SBR反(fan)應器(qi)的高(gao)(gao)效性繼續保證著系(xi)統整體運(yun)行的效果處于出水達(da)標的水平，見圖7、8。
利用ABR-SBR組合(he)反(fan)應(ying)器處理(li)合(he)成制藥(yao)廢水的研(yan)究(jiu)
圖7含50%合(he)成(cheng)制藥廢水的污(wu)泥馴化(hua)期原水、ABR及SBR出水COD變(bian)化(hua)曲線圖
利用ABR-SBR組合反應(ying)器處理合成制藥廢水的研究(jiu)
圖8含(han)50%合成制藥廢水(shui)的污泥馴化(hua)期ABR、SBR及總(zong)去除率變化(hua)曲線圖
結論
在分(fen)析合成(cheng)制(zhi)藥廢(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質特征及國內外研(yan)究現狀的(de)基礎上，本實驗采(cai)用ABR-SBR組合工藝(yi)處理(li)遼源市(shi)某藥廠的(de)合成(cheng)制(zhi)藥廢(fei)水(shui)(shui)。ABR和SBR均接種長春市(shi)西(xi)郊污水(shui)(shui)處理(li)廠曝氣(qi)池污泥(ni)，以生活污水(shui)(shui)為(wei)處理(li)水(shui)(shui)樣，采(cai)用低負荷連(lian)續進(jin)水(shui)(shui)的(de)方式進(jin)行啟(qi)動(dong)。
在試驗中，分別考察了(le)ABR和(he)SBR反應器在啟動期(qi)和(he)馴(xun)化(hua)期(qi)的運(yun)(yun)行特征，研究(jiu)了(le)組合(he)工藝處理合(he)成(cheng)制(zhi)藥廢水中的COD降解規律，探索了(le)本實(shi)驗條件下(xia)組合(he)工藝的最佳運(yun)(yun)行參數(shu)，從而得出以下(xia)結論:
(1)在(zai)本實驗條件下，當ABR反應器停留時間為(wei)9h，SBR反應器曝氣時間為(wei)12h時，ABR-SBR組合工藝對合成制藥廢(fei)水的(de)處理在(zai)兼顧經濟性的(de)同時，可滿足國家環境保(bao)護標準(GB21904-2008)COD排放要(yao)求，約為(wei)90mg/L。
(2)在溫度設定為(35±1)℃的(de)條件(jian)下，采用進水濃度為320mg/L啟動時，經過(guo)22天的(de)培養，ABR反應器去除率可(ke)穩定于55%，最高可(ke)達到60.42%。
(3)分(fen)別設置ABR反應器停(ting)留時(shi)間為(wei)2、3、4、5、6、8、9、10、12h，通過水力停(ting)留時(shi)間選擇(ze)實驗可(ke)得(de)，ABR反應器最(zui)佳停(ting)留時(shi)間為(wei)9h。此時(shi)COD平均去除率可(ke)達(da)到61.88%。
(4)ABR反應(ying)器在停(ting)留時間為(wei)9h的條(tiao)件下進(jin)行(xing)微生(sheng)物馴化(hua)。馴化(hua)起步階段(duan)采用生(sheng)活污(wu)水(shui)∶合(he)成制藥廢(fei)水(shui)=4∶1的比例(li)進(jin)行(xing)。合(he)成制藥廢(fei)水(shui)的加入(ru)導致COD去除率(lv)急劇下降，最低可達32%。
通(tong)過15天的(de)培養，COD去(qu)除(chu)率(lv)可穩定于46%。合成制(zhi)(zhi)藥廢水(shui)中的(de)部(bu)分(fen)藥物成分(fen)具有(you)微生(sheng)(sheng)物抑(yi)制(zhi)(zhi)性，對(dui)微生(sheng)(sheng)物活性造成影響，降低(di)(di)了COD去(qu)除(chu)率(lv)。隨著進水(shui)中合成制(zhi)(zhi)藥廢水(shui)比例的(de)逐步(bu)升高，藥物的(de)生(sheng)(sheng)物抑(yi)制(zhi)(zhi)性表現愈加(jia)明顯。此時，COD去(qu)除(chu)率(lv)呈下降趨勢(shi)，最(zui)低(di)(di)為(wei)26%。
(5)SBR反應器運行較(jiao)為穩定。當(dang)處于啟動(dong)期時，進水COD濃度范圍為140～220mg/L，去除率(lv)穩定于90%。當(dang)處于馴化期時，隨著進水COD濃度的增加，COD去除率(lv)呈現(xian)上升趨勢，最高可達(da)94.37%。
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