邱波?¹，郭靜¹，邵敏¹，李朝輝²，李 武²，姚武松²?
（1?天津大學建筑工程學院，天津300072；2?福州綠環八達環保科技開發有限公司，?福建福州350001 ）

　　摘 要：將ABR反應器用于處理高濃度的制藥廢水，經過三個多月的調試，當溫度在30～40 ℃范圍內變化，容積負荷為5.625kgCOD/(m³·d)、HRT為53.3h時，ABR反應器對COD的去除率可達75%以上。結果表明：有機負荷、水力負荷和pH值是決定ABR反應器能否成功運行的關鍵性因素。
　　關鍵詞　：ABR反應器；有機負荷；水力負荷；pH值?
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)08-0042-03

　　建省某生化廠采用發酵法生產飼料級金霉素，其生產性廢水水質水量如表1所示。

　　 該廢水屬于抗生素類生產廢水，雖然其BOD₅/COD_Cr＝0.53，理論上屬于可生化廢水，但是由于其間歇排放，有機物濃度較高，成分復雜，且含有的金霉素對微生物有抑制作用，實際上屬于高濃度難降解有機廢水。針對上述特點，采用了如下處理工藝流程 ：
　　廢水→調節池→水解酸化池→厭氧折流板反應器(ABR)→好氧硝化池→SBR反應器→平流沉淀池→過濾→出水?
　　由于ABR反應器能夠在其內部積累大量沉降性能良好的活性污泥，故在有機物的去除過程中起了主要作用，當進水有機負荷為5.625kgCOD/(m³·d)、水力負荷為0.5m³/(m³·d)、HRT為53.3h時，COD去除率達75%以上，從而為整個工藝出水能最終達標排放奠定了基礎。

　　1 ABR反應器?

　　 ABR反應器是美國著名教授McCarty于1982年開發出來的一種高效節能厭氧裝置，1983年他又將上、下流室等寬的ABR反應器改造成上流室寬、下流室窄的新型ABR反應器，并在折流板末端設導流折角。ABR反應器在處理廢水時，其上流室的功能相當于一個UASB，其中持有大量沉降性能良好的活性污泥，只是反應器上部不設三相分離器，僅有一個相通的氣室，所以運行時就像若干個UASB反應器的串聯。同時，由于ABR反應器是分格的，運行時沿水流方向各流室pH值由低到高變化，這樣自然為不同pH值要求的厭氧菌群提供其優勢生長的環境，且對水力沖擊負荷和有機沖擊負荷有較強的承受能力，固體停留時間長，污泥產率低^［1］。?
　　在金霉素制藥廢水處理中，ABR反應器設計為2個池子，每個池子分為4個格，每格上流室寬與下流室寬之比約為3:1，池體尺寸L×B×H＝18m×5.5m×5m，池有效容積為930.6m³，HRT為48h，設計流量Q為450m³/d，設計有機負荷為5.625kgCOD/(m³·d)。
　　試驗采用的反應器構造如圖1。?

　　2 ABR反應器的調試?

　　2.1 污泥接種與馴化?
　　種泥來自福州市污水處理廠消化池，其含水率為95%，原設計量應為200m³，大約占總有 效 容積的20%～30%。在啟動時因為運到的種泥量不足，僅有100m³，便將部分SBR池剩余污泥回流到ABR反應器以作補充。馴化階段將進水濃度(C₀)保持在2000mg/L ，ABR總進水量約為250m³/d，有機負荷率約為0.537kgBOD/(m³·d)。當COD去除率達到70%后，進水量增加20%～30%，依次下去分別為250、300、370、445m³/d，直至達到設計流量Q為450m³/d，有機負荷率也分別為0.537、0.625、0.796、0.957、直到0.967kgCOD/(m³·d)。大約經過45d的馴化后，鏡檢時發現ABR反應器的上流室中有0.5～1.0mm的顆粒污泥形成，同時出水水質穩定，馴化階段結束，進入試運行階段。

　　 接種污泥經過一周時間馴化后活性逐漸恢復，COD去除率逐步上升。從圖2可見當調試運行到10d以后，COD去除率有一個明顯的下降，經過一周左右時間又逐漸恢復，此時沒有水量增長，對厭氧細菌的抑制作用主要來自金霉素類藥劑。經馴化，厭氧細菌逐漸適應并具備了一定的抗藥性，水量增長的時間間隔分別為20、9、7和6d，呈明顯的下降趨勢，說明隨著反應器內污泥活性的增長，ABR反應器對水力沖擊負荷的承受能力逐漸體現出來。
　　2.2啟動運行階段?
　　該階段逐漸增加進水有機物濃度，直到有機負荷和水力負荷均達到設計要求，并以此來檢測 ABR反應器對有機負荷變化的抗沖擊能力。啟動運行經歷了近3個月，測試數據見表2。
　　該階段前期由于進水濃度改變過大，結果造成反應器有機負荷過大，引起揮發酸大量積累，反應器出水pH值明顯下降，嚴重時達6.5，甲烷發酵被抑制，出水水質惡性化。經減少進水量以增大水力停留時間，同時降低進水有機物濃度，讓反應器在低負荷下運行一周左右，出水pH值又恢復到7.0左右，出水水質明顯好轉，2周后ABR反應器重新恢復到馴化階段的處理能力。此后逐漸增加水力負荷與有機負荷，經過大約70 d運行后，反應 器的水力負荷與有機負荷均達到設計要求。在水力負荷為0.5m³/(m³·d)，容積負荷為5.625kgCOD/(m³·d)，COD去除率達76%時，啟動階段結束，ABR反應器進入正式運行。整個接種馴化和啟動試驗僅用了三個多月時間，說明ABR反應器具有快速啟動的優點。

　　3 結果分析

　　3.1關于有機負荷
　　有機負荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關系。連續式厭氧消化工藝中，只要溫度不變，發酵原料組成不變，溶液的pH值將主要取決于有機負荷率。在有機負荷率不變時，pH值趨 向于某一固定值。一般來說，當有機負荷率偏低時，pH值較高，去除率也較高；有機負荷率高時，pH值偏低，去除率往往較低。大量試驗表明，pH值在7.0～7.2之間時，有機負荷率比較理想，pH值為6.0～6.9時，有機負荷率偏高，易造成pH的下滑和消化液的酸化^［2］。調試時，曾因有機負荷率偏高，造成揮發酸嚴重積累，出水水質惡化，后經過減小有機負荷并在ABR反應器前部配水井加入石灰和碳酸氫鈉，從而使得反應器的pH值逐漸恢復到7.0 左右，COD去除率也恢復到70%以上。試驗結果表明：有機負荷是否適中將直接影響反應器對有機物去除率的高低，有機負荷過大是造成反應器酸積累的直接原因。?
　　有機負荷是否適中可以從pH值變化間接地表現出來，所以監測反應器出水的pH值是一種推知 反應器運行情況良好與否最直接且簡單易行的方法。同時，自反應器啟動階段起就應重視維持好食物與微生物量(F/M)之間的平衡，維持好酸性發酵階段與堿性發酵階段之間的平衡。
　　3.2 關于水力負荷
　　啟動初期，因種泥活性和沉降性能不佳，選取適宜的水力負荷尤為重要，它不僅能 保證微生物與食物充分接觸，還能防止種泥的流失，這對于在反應器各流室中積累大量沉降性能良好的活性污泥至關重要，同時又可避免泥水發 生分層，防止溝流發生，保持池溫均一，盡量減少死角，并適時將老化污泥浮選 出上流室。啟動初期上流室表面水力負荷應0.5m³/(m³·h)，正常運轉時保持在0.7～1.1m³/(m³·h)為宜。
　　3.3 溫度　
　　溫度是影響反應器正常運行的重要因素之一。當本工藝水溫維持在33～44℃范圍時，溫度變化對去除率影響不大。
　　3.4 關于HRT　
　　其他條件不變，在一定范圍內延長HRT能有效地提高COD去除率，但是當HRT＞60 h后，再采用延長HRT的辦法已意義不大^［3］。工程中可將厭氧反應器的HRT控制在48～60h之間。
　　3.5 好氧污泥回流　
　　在種泥量不足的情況下，要在厭氧反應器中培養出足夠的沉降性能良好的活性污泥需要很長一段時間，但是將活性較強的好氧剩余污泥回流到ABR反應器，利用其中的兼性細菌，可以縮短ABR反應器的接種時間，促進顆粒污泥的形成^［3］。　

　　4 結論

　　中溫發酵的ABR反應器對含有金霉素類抑制劑的高濃度制藥廢水進行接種馴化時，啟動容積負荷為0.5kgCOD/(m³·d)，水力負荷為0.26m³/(m³·d)，水力停留時間為89.3h，10d后污泥逐漸恢復活性，45d后反應器中顆粒污泥形成。整個啟動階段僅用了70d時間，這說明了ABR反應器具有快速啟動的優點。
　　在溫度一定時，控制合適的有機負荷是ABR反應器快速啟動的關鍵。啟動階段有機負荷的增長以每次20%～30%的幅度為宜，過大了容易造成揮發酸積累。　
　　對于有四個分格的ABR反應器正常運行時，其HRT保持在60 h左右，表面水力負荷應保持在0.7～1.1m³/(m³·d)左右為宜。
　　反應器的負荷是否適中可以通過測定出水pH值來間接反映，合適的pH值為7.0～7.4，pH值＜6.9時，說明有機負荷過大，可以通過減小有機負荷同時向水中投加石灰和純堿的方法來加以調節。pH值＞7.4，說明有機負荷偏小。

　　參考文獻：　
　　［1］Barber,William P Stucky,David C.…［J］.Water Research，1999，(33)：7.　
　　［2］張希衡.廢水厭氧生物處理工程［M］.北京：中國環境科學出版社.1996，11 8.　
　　［3］張建民等.造紙黑液厭氧處理的研究［J］.水處理技術，1999，23(6)：358- 361.　
　　［4］郭靜.厭氧浮動生物膜反應器處理高濃度有機廢水［J］.中國給水排水，199 9，15(6)：53-55.　

電話：(022)27890461　
收稿日期：2000-03-30