一、廢水水質和水量

        華中醫(yī)藥集團以生物發(fā)酵法生產乙酰螺旋霉素為主，年產量450t,生產發(fā)酵抗生素生產過程中有微生物發(fā)酵以及分離提取等幾個主要工序，生產原料除了糧食以外還需要大量的有機溶劑。在上述一系列生產操作過程中會產生不同種類的有機廢水,各種廢水的有機污染程度變化大,部分廢水屬高濃度有機廢水,廢水中含有殘留的抗生素和溶媒,對微生物具有一定的抑制作用,同時廢水中含有不少生物發(fā)酵代謝所產生的生物難降解物質,其綜合生物降解性能差。生產乙酰螺旋霉素產生的廢水主要分兩部分:一部分為溶媒廢水,廢水主要成分為脂類、醇類和發(fā)酵過程中的一些代謝產物及抗生素殘留物;另一部分為板框廢水,廢水中主要成分為菌絲體,懸浮物較多。

廢水處理工程設計規(guī)模為2 500m3/d,進水為全廠混合廢水,處理后水質達到國家《污水綜合排放標準》(GB8978-96)生物制藥工業(yè)二級排放標準,具體指標為:pH=6~9,SS≤150 mg/L,COD≤300mg/L,BOD≤100 mg/L。

二、工藝流程及特點

2.1工藝流程

　　由于抗生素廢水處理難度大,國內成功經驗較少,為了工程的可靠性和設計的合理性,根據小試、中試研究結果以及工程經驗,

2.2工藝特點

　　本抗生素廢水處理工程由預處理系統(tǒng)、厭氧生物處理系統(tǒng)和好氧生物處理系統(tǒng)組成,工藝特點為:

　　(1)預處理系統(tǒng)采用隔油沉淀池和調節(jié)池,以去除抗生素廢水中殘留的溶媒和懸浮物,同時預處理系統(tǒng)具有均化水質水量的作用,為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造十分有利的條件,能夠有效地提高生物處理系統(tǒng)的可靠性和運行的穩(wěn)定性。

　　(2)厭氧處理系統(tǒng)采用兩相厭氧工藝,水解酸化采用厭氧折流板反應器(ABR),甲烷發(fā)酵采用厭氧復合床反應器(UBF)[5~6]。廢水中含有一些對

生化反應具有抑制作用的部分殘留的抗生素和生物發(fā)酵過程中產生的難降解的大分子物質,廢水進入水解酸化反應器,多種水解菌能夠改變抗生素的結構,把大分子有機物轉化為小分子有機物,消除抗生素的毒性提高廢水的可生化性,經過酸性發(fā)酵的廢水再進入UBF能夠進行正常的甲烷發(fā)酵,兩相厭氧工藝提高了厭氧處理系統(tǒng)的處理效率和運行穩(wěn)定性。

　　(3)厭氧折流板反應器(ABR)為鋼筋混凝土結構,1座分2組,每組尺寸為25 m×6 m×5.5 m,每組分3格,每格下部為錐形斗,錐形斗底部設有排泥

循環(huán)管,可以排出剩余污泥和進行污泥回流,每格下流室和上流室的容積比為1∶3,第3格在上流室上部設有2 m高的彈性立體填料,既擴大了反應器容積,改善水流狀態(tài)和傳質效果,又有利于強化沉淀效果及阻止污泥流失。

　　(4)厭氧復合床反應器(UBF)為鋼結構,共8座,每座反應器直徑8 m,高12 m,底部為布水器,在反應器的5~7 m處設有2 m高的彈性立體填料,在8~12 m高處為三相分離器和排水裝置。在工程設計應用中采取的技術措施有:三相分離器的設計采取沼氣的二次分離技術,創(chuàng)造較好的泥水分離條件,提高沼氣的分離效果,減少厭氧污泥的流失;底部布水器的設計通過水力計算及控制,形成整體連續(xù)進水局部脈沖間斷進水,達到有效混合與均勻布水的效果;選用彈性立體填料,提高填料的作用效果,彈性立體填料具有比表面積大,空隙率高,生物附著能力強,生物量大,堅固耐用不結球,水力條件好的特點。以上技術措施滿足了現代厭氧生物反應器的三項重要條件:提高了處理設備單位容積的生物量和生物種類;改善了反應器中的水力條件,強化了反應器中微生物與基質之間的傳質作用,加速有機底物從廢水中向微生物細胞的傳遞過程;創(chuàng)造良好

的微生物生長環(huán)境,改善微生物群體的生長狀態(tài),增強微生物生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　(5)在厭氧處理系統(tǒng)和好氧處理系統(tǒng)之間設置預曝沉淀池,其作用主要有:吹脫厭氧出水帶出的H2S等有害氣體,沉淀去除厭氧出水夾帶的部分厭氧污泥,增加水中的溶解氧,改善厭氧出水水質,為好氧處理創(chuàng)造有利條件。同時在某些不利條件下,當厭氧反應器受到沖擊發(fā)生污泥流失時,預曝沉淀池能夠沉淀收集流失污泥并回流到厭氧反應器中,以保證厭氧反應器運行的可靠性。

　　(6)好氧生物處理采用循環(huán)活性污泥系統(tǒng)(CASS)。CASS是利用活性污泥基質積累再生理論,將生物選擇器與間歇式活性污泥法加以有機

結合研究開發(fā)的新型好氧生物處理技術。CASS主要具有以下特征:根據生物選擇性原理,利用位于反應器前端的預反應區(qū)作為生物選擇器對進水中有機物進行快速吸附及吸收作用,提高了處理效率,增強了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;可變容積的運行提高了系統(tǒng)對水質水量變化的適應性和操作的靈活性;根據生物反應動力學原理,使廢水在反應器內的流動呈現出整體推流而在不同區(qū)域內為*混合的復雜流態(tài),不僅保證了穩(wěn)定的處理效果,而且提高了容積利用率;通過對生物反應速率的控制,使反應器以缺厭-好氧狀態(tài)周期循環(huán)運行,微生物種類多,生化作用強,運行費用低;工藝結構簡單,投資費用省,而且運行管理方便;采用組合式模塊結構,布置緊湊,占地面積小。

　　(7)抗生素廢水經厭氧系統(tǒng)處理后進入好氧生物處理系統(tǒng),BOD/COD約為.2~0.3。為了增加好氧生物處理系統(tǒng)進水的可生化性與污泥活性,提高好氧系統(tǒng)的處理效果,部分廢水未經厭氧處理直接從調節(jié)池進入好氧生物處理系統(tǒng)。

　　(8)在厭氧處理過程中產生的大量沼氣通過水封器、脫水器、脫硫器進入沼氣柜,作為熱風爐的燃料,用以烘干抗生素發(fā)酵過程中產生的菌體蛋白以生產飼料添加劑,具有顯著的經濟效益。