張彥波，樊江利
(天方藥業股份有限公司凈化水站，河南 駐馬店 463000) 摘要：采用水解酸化-UBF-CASS工藝處理高濃度抗生素廢水。重點介紹了UBF反應器的結構、顆粒污泥的培養、以及日常運行控制。工程運行表明在進水ρ(CODCr)為7381mg／L條件下，出 ρ(CODCr)為268mg／L，處理水質達到了《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)生物制藥行業二類，處理成本為1.3元／m3。
關鍵詞：水解酸化；UBF；CASS；抗生素廢水
中圖分類號：X787 文獻標識碼：B 文章編號：1009-2455(2004)03-0060-02 抗生素制藥廢水由于有機物含量極高，并且廢水中含有較高的殘余抗生素，綜合水pH值較低，一直是國內外厭氧生物處理的難題。某藥廠采用水解酸化-厭氧生物處理(UBF)-好氧生物處理(CASS)工藝處理難降解的抗生素廢水取得了成功。該工程在2003年被評為全國抗生素制藥行業唯一一家“全國環保百佳工程”。本水處理方案的關鍵是UBF反應器的正確應用及日常運行管理維護工作。 1 工程概況 國內某著名的螺旋霉素生產企業，廢水量約6000m3／d：其中約2000m3／d高濃度重液分離水和板框沖洗水；約2500 m3／d的低濃度水；其余為有機物含量很低的冷卻用水。在小試和中試的基礎上，工程設計采用了圖1所示工藝處理流程。 
進水水量約4 500m3/d，其水質水量見表1： 表1 進水水質水量 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（SSCr)/(mg·L-1) | pH值 | 水量/m3 | 有害成分 | 排放規律 | 重液分離水和板框沖洗水 | 200-12000 | 100-3000 | 4.0-6.5 | 2000 | 螺旋霉素、溶媒* | 間歇排水無規律 | 其它水 | 20-2000 | 20-300 | 7.0 | 2500 | 無 | 連續 |
*溶媒為一種難降解的有機溶劑，萃取螺旋霉素用。
工程通過三次擴建，處理規模為4500m3／d，均順利通過國家環保局組織的竣工驗收。全系統一直穩定運行，總排口的在線監測系統顯示穩定達標排放。評價標準執行廢水綜合排放標準生物制藥行業二類(GB8978-1996)。表2為2003年第三季度環保局組織的例行檢測的檢測報告。 表2 2003年第三季度總排口監測報告 項目 | pH值 | ρ（SS)/(mg·L-1) | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（BOD5)/(mg·L-1) | 硫化物ρ（S2-)/(mg·L-1) | 磷酸鹽ρ（PO43-)/(mg·L-1) | 色度/倍 | 評價標準 | 6-9 | 200 | 300 | 60 | 1.0 | 1.0 | 80 | 出水水質 | 7.66 | 161 | 166 | 56 | 0.242 | 0.05 | 80 |
2 UBF反應器的設計及運行
2．1 UBF反應器的設計
復合型厭氧反應器(UBF)，高12m，直徑8m。在底部0．5m處有布水器，在6～8m處有軟性聚乙烯填料，在上部有三相分離器及沼氣室。具體形狀見圖2。本反應器技術先進、高效低耗，是處理本制藥廢水的關鍵技術，具體設計參數如下：
有機容積負荷(以CODCr計)：5kg／(m3·d)；
水力停留時間：48.96h；
有效容積：9180m3(每個反應器510m3，共18個)；
CODCr去除率：85％；
沼氣產率：700m3／kg[COD]；
控制溫度：35±1 ℃。 
2．2 UBF反應器污泥的馴化
UBF反應器的接種污泥為處理味精廢水的UASB反應器排出的絮狀泥，呈深黑色糊狀，污泥的質量濃度為15～20g／L，m(MLVSS)／m(MLSS)約0.6，沒有顆粒污泥。馴化過程分三個階段：
①啟動階段(45d)：污泥接種后，注入CODCr的質量濃度約為500mg／L的抗生素廢水，靜止幾天后開始間歇進水。進水水質為一比一的抗生素廢水和淀粉廢水，CODCr的質量濃度800mg／L，進水流量為7 m3／h，進水2h停2h。通過監測出水CODCr及pH值、觀察UBF產氣情況，7d為一周期，緩慢地加大抗生素廢水比例、提高進水CODCr的質量濃度。 45d后已經連續進水，水質為實際生產所排廢水加自來水稀釋，CODCr的質量濃度約為2500mg／L，流量約5m3／h。出水CODCr，值低于1000mg／L，水封器內有連續的產氣聲，調試進入第二階段。
②負荷增加階段(60d)：7d為一周期，繼續增加進水流量，當進水流量達到10m3/h時，慢慢地提高進水COD濃度。在此階段嚴格控制進水水質水量，UBF出水CODCr不能高于1000mg／L，pH值不能低于6.9，脂肪性揮發酸(VFA)不能高于300mg／L。通過觀察產氣情況及出水CODCr、pH值、VFA來控制調試進度。經過60d，單個UBF反應器處理水量已達200m3/d。從UBF反應器最底部取菌泥樣觀察：已發現有大量顆粒污泥出現。
③穩定運行階段(30d)：進水CODCr的質量濃度約控制為5000mg／L，單個UBF反應器進水量控制在200 m3／d，系統穩定運行，平均出水CODCr值在600～700mg／L之間。 30d后取UBF反應器底部菌泥觀察：幾乎全部是顆粒污泥。污泥質量濃度(MLSS)平均達62g／L，最高的達137g／L，污泥顆粒的粒徑平均約2mm，最大的5mm。
2．3 UBF反應器運行的日常控制
反應器日常運行控制參數見表3。 表3 反應器日常運行控制參數 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | pH值 | ρ（VFA)/(mg·L-1) | ρ（SS)/(mg·L-1) | 進水水質 | 5000-700 | 5.0-8.5 | | ≤500 | 出水水質 | ≤1000 | ≥6.9 | ≤200 | ≤300 |
運行過程中，出水水質如果有超過參數的情況，適當降低進水CODCr濃度即可。系統運行幾年來，非常穩定。即使在2002年新引入紅霉素廢水后，也沒有沖擊UBF反應器，只是有顆粒污泥解體現象，不久就適應了。表4是有代表性的UBF 1#與UBF 2#反應器最底部取樣口的活性污泥量的變化情況： 表4 UFB反應器活性污泥含量 取樣時間 | ρ（MLSS)/(g·L-1) | UBF1# | UBF2# | 1998-11-06 | 11.5 | 10.9 | 1999-12-07 | 65.9 | 67.7 | 2001-03-02 | 98.2 | 87.5 | 2002-08-08 | 13.0 | 23.0 | 2003-01-02 | 78.1 | 53.8 | 2003-11-02 | 101.3 | 80.7 |
3 全系統主要反應階段運行效率分析 系統穩定運行后，取2003年12月1日至2003年12月5日的數據進行分析并做算術平均。具體見表5。由表5數據可以看出全部COD的77％由UBF厭氧反應器去除。可見UBF反應器是本水處理工藝的核心。 表5 全系統主要反應階段運行效率分析 調節池平均出水 | 水解池平均出水 | UFB平均出水 | CASS平均出水 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | 去除率/% | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | 去除率/% | ρ（CODCr)*/(mg·L-1) | 去除率/% | 7381 | 6382 | 13 | 685 | 77 | 268 | 6 |
*排放標準為ρ（CODCr)小于300mg/L，CASS出水全部達標。
4 工程運行成本分析 廢水處理直接運行成本費包括水、電、汽等能源消耗費，設備折舊費(年折舊率按總投資的10％)，設備維修費，化驗及辦公費(含藥劑費)，員工工資福利費等，總運行費用為387.2萬元。UBF反應器產沼氣量4450000m3/a，此沼氣用于藥渣烘干，折合標煤5785t,節約燃煤8102t,按現在的價格折合194.45萬元。各項支出與收益列于表6。 表6 水處理運行費用分析 | 項目 | 金額/（萬元·a-1） | | 水+電+汽 | 1.92+61.32+73.71 | | 固定資產折舊 | 200 | | 設備維修 | 24 | | 化驗及辦公費 | 6 | | 員工工資 | 20.22 | | 合計 | 387.17 | | 產出沼氣收益 | 194.45 | | 運行凈投入 | 192.72 | | 折合處理廢水噸耗/元 | 1.30 |
由表6可知，噸水處理成本1.30元，這在全國抗生素廢水處理中成本是比較低的。若不算固定資產折舊，水處理的正常運行不需要投入資金，還略有贏余。 5 結語 經過6年多的穩定運行實踐，證明了運用厭氧復合床UBF處理高濃度抗性素廢水是一種高效低耗、先進實用的有效技術。
作者簡介：張彥波（1975-），男，河南南陽人，助理工程師，大專，電話（0396）2833254，zhangyanbo164@hotmail.com。 | 
