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(xué)建筑工程學(xué)院，天津300072；2?福州綠環(huán)八達(dá)環(huán)保科技開發(fā)有限公司，?福建福州350001 ）

　　摘 要：將ABR反應(yīng)器用于處理高濃度的制藥廢水，經(jīng)過三個(gè)多月的調(diào)試，當(dāng)溫度在30～40 ℃范圍內(nèi)變化，容積負(fù)荷為5.625kgCOD/(m³·d)、HRT為53.3h時(shí)，ABR反應(yīng)器對(duì)COD的去除率可達(dá)75%以上。結(jié)果表明：有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷和pH值是決定ABR反應(yīng)器能否成功運(yùn)行的關(guān)鍵性因素。
　　關(guān)鍵詞　：ABR反應(yīng)器；有機(jī)負(fù)荷；水力負(fù)荷；pH值?
　　中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2000)08-0042-03

　　建省某生化廠采用發(fā)酵法生產(chǎn)飼料級(jí)金霉素，其生產(chǎn)性廢水水質(zhì)水量如表1所示。

　　 該廢水屬于抗生素類生產(chǎn)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(jī)物濃度較高，成分復(fù)雜，且含有的金霉素對(duì)微生物有抑制作用，實(shí)際上屬于高濃度難降解有機(jī)廢水。針對(duì)上述特點(diǎn)，采用了如下處理工藝流程 ：
　　廢水→調(diào)節(jié)池→水解酸化池→厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)→好氧硝化池→SBR反應(yīng)器→平流沉淀池→過濾→出水?
　　由于ABR反應(yīng)器能夠在其內(nèi)部積累大量沉降性能良好的活性污泥，故在有機(jī)物的去除過程中起了主要作用，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷為5.625kgCOD/(m³·d)、水力負(fù)荷為0.5m³/(m³·d)、HRT為53.3h時(shí)，COD去除率達(dá)75%以上，從而為整個(gè)工藝出水能最終達(dá)標(biāo)排放奠定了基礎(chǔ)。

　　1 ABR反應(yīng)器?

　　 ABR反應(yīng)器是美國著名教授McCarty于1982年開發(fā)出來的一種高效節(jié)能厭氧裝置，1983年他又將上、下流室等寬的ABR反應(yīng)器改造成上流室寬、下流室窄的新型ABR反應(yīng)器，并在折流板末端設(shè)導(dǎo)流折角。ABR反應(yīng)器在處理廢水時(shí)，其上流室的功能相當(dāng)于一個(gè)UASB，其中持有大量沉降性能良好的活性污泥，只是反應(yīng)器上部不設(shè)三相分離器，僅有一個(gè)相通的氣室，所以運(yùn)行時(shí)就像若干個(gè)UASB反應(yīng)器的串聯(lián)。同時(shí)，由于ABR反應(yīng)器是分格的，運(yùn)行時(shí)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(yōu)勢(shì)生長的環(huán)境，且對(duì)水力沖擊負(fù)荷和有機(jī)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的承受能力，固體停留時(shí)間長，污泥產(chǎn)率低^［1］。?
　　在金霉素制藥廢水處理中，ABR反應(yīng)器設(shè)計(jì)為2個(gè)池子，每個(gè)池子分為4個(gè)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(shè)計(jì)流量Q為450m³/d，設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷為5.625kgCOD/(m³·d)。
　　試驗(yàn)采用的反應(yīng)器構(gòu)造如圖1。?

　　2 ABR反應(yīng)器的調(diào)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(shè)計(jì)量應(yīng)為200m³，大約占總有 效 容積的20%～30%。在啟動(dòng)時(shí)因?yàn)檫\(yùn)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(yīng)器以作補(bǔ)充。馴化階段將進(jìn)水濃度(C₀)保持在2000mg/L ，ABR總進(jìn)水量約為250m³/d，有機(jī)負(fù)荷率約為0.537kgBOD/(m³·d)。當(dāng)COD去除率達(dá)到70%后，進(jìn)水量增加20%～30%，依次下去分別為250、300、370、445m³/d，直至達(dá)到設(shè)計(jì)流量Q為450m³/d，有機(jī)負(fù)荷率也分別為0.537、0.625、0.796、0.957、直到0.967kgCOD/(m³·d)。大約經(jīng)過45d的馴化后，鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)ABR反應(yīng)器的上流室中有0.5～1.0mm的顆粒污泥形成，同時(shí)出水水質(zhì)穩(wěn)定，馴化階段結(jié)束，進(jìn)入試運(yùn)行階段。

　　 接種污泥經(jīng)過一周時(shí)間馴化后活性逐漸恢復(fù)，COD去除率逐步上升。從圖2可見當(dāng)調(diào)試運(yùn)行到10d以后，COD去除率有一個(gè)明顯的下降，經(jīng)過一周左右時(shí)間又逐漸恢復(fù)，此時(shí)沒有水量增長，對(duì)厭氧細(xì)菌的抑制作用主要來自金霉素類藥劑。經(jīng)馴化，厭氧細(xì)菌逐漸適應(yīng)并具備了一定的抗藥性，水量增長的時(shí)間間隔分別為20、9、7和6d，呈明顯的下降趨勢(shì)，說明隨著反應(yīng)器內(nèi)污泥活性的增長，ABR反應(yīng)器對(duì)水力沖擊負(fù)荷的承受能力逐漸體現(xiàn)出來。
　　2.2啟動(dòng)運(yùn)行階段?
　　該階段逐漸增加進(jìn)水有機(jī)物濃度，直到有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并以此來檢測(cè) ABR反應(yīng)器對(duì)有機(jī)負(fù)荷變化的抗沖擊能力。啟動(dòng)運(yùn)行經(jīng)歷了近3個(gè)月，測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。
　　該階段前期由于進(jìn)水濃度改變過大，結(jié)果造成反應(yīng)器有機(jī)負(fù)荷過大，引起揮發(fā)酸大量積累，反應(yīng)器出水pH值明顯下降，嚴(yán)重時(shí)達(dá)6.5，甲烷發(fā)酵被抑制，出水水質(zhì)惡性化。經(jīng)減少進(jìn)水量以增大水力停留時(shí)間，同時(shí)降低進(jìn)水有機(jī)物濃度，讓反應(yīng)器在低負(fù)荷下運(yùn)行一周左右，出水pH值又恢復(fù)到7.0左右，出水水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，2周后ABR反應(yīng)器重新恢復(fù)到馴化階段的處理能力。此后逐漸增加水力負(fù)荷與有機(jī)負(fù)荷，經(jīng)過大約70 d運(yùn)行后，反應(yīng) 器的水力負(fù)荷與有機(jī)負(fù)荷均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在水力負(fù)荷為0.5m³/(m³·d)，容積負(fù)荷為5.625kgCOD/(m³·d)，COD去除率達(dá)76%時(shí)，啟動(dòng)階段結(jié)束，ABR反應(yīng)器進(jìn)入正式運(yùn)行。整個(gè)接種馴化和啟動(dòng)試驗(yàn)僅用了三個(gè)多月時(shí)間，說明ABR反應(yīng)器具有快速啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。

　　3 結(jié)果分析

　　3.1關(guān)于有機(jī)負(fù)荷
　　有機(jī)負(fù)荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關(guān)系。連續(xù)式厭氧消化工藝中，只要溫度不變，發(fā)酵原料組成不變，溶液的pH值將主要取決于有機(jī)負(fù)荷率。在有機(jī)負(fù)荷率不變時(shí)，pH值趨 向于某一固定值。一般來說，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率偏低時(shí)，pH值較高，去除率也較高；有機(jī)負(fù)荷率高時(shí)，pH值偏低，去除率往往較低。大量試驗(yàn)表明，pH值在7.0～7.2之間時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率比較理想，pH值為6.0～6.9時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率偏高，易造成pH的下滑和消化液的酸化^［2］。調(diào)試時(shí)，曾因有機(jī)負(fù)荷率偏高，造成揮發(fā)酸嚴(yán)重積累，出水水質(zhì)惡化，后經(jīng)過減小有機(jī)負(fù)荷并在ABR反應(yīng)器前部配水井加入石灰和碳酸氫鈉，從而使得反應(yīng)器的pH值逐漸恢復(fù)到7.0 左右，COD去除率也恢復(fù)到70%以上。試驗(yàn)結(jié)果表明：有機(jī)負(fù)荷是否適中將直接影響反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物去除率的高低，有機(jī)負(fù)荷過大是造成反應(yīng)器酸積累的直接原因。?
　　有機(jī)負(fù)荷是否適中可以從pH值變化間接地表現(xiàn)出來，所以監(jiān)測(cè)反應(yīng)器出水的pH值是一種推知 反應(yīng)器運(yùn)行情況良好與否最直接且簡(jiǎn)單易行的方法。同時(shí)，自反應(yīng)器啟動(dòng)階段起就應(yīng)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(fā)酵階段與堿性發(fā)酵階段之間的平衡。
　　3.2 關(guān)于水力負(fù)荷
　　啟動(dòng)初期，因種泥活性和沉降性能不佳，選取適宜的水力負(fù)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(duì)于在反應(yīng)器各流室中積累大量沉降性能良好的活性污泥至關(guān)重要，同時(shí)又可避免泥水發(fā) 生分層，防止溝流發(fā)生，保持池溫均一，盡量減少死角，并適時(shí)將老化污泥浮選 出上流室。啟動(dòng)初期上流室表面水力負(fù)荷應(yīng)0.5m³/(m³·h)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持在0.7～1.1m³/(m³·h)為宜。
　　3.3 溫度　
　　溫度是影響反應(yīng)器正常運(yùn)行的重要因素之一。當(dāng)本工藝水溫維持在33～44℃范圍時(shí)，溫度變化對(duì)去除率影響不大。
　　3.4 關(guān)于HRT　
　　其他條件不變，在一定范圍內(nèi)延長HRT能有效地提高COD去除率，但是當(dāng)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(yīng)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(yīng)器中培養(yǎng)出足夠的沉降性能良好的活性污泥需要很長一段時(shí)間，但是將活性較強(qiáng)的好氧剩余污泥回流到ABR反應(yīng)器，利用其中的兼性細(xì)菌，可以縮短ABR反應(yīng)器的接種時(shí)間，促進(jìn)顆粒污泥的形成^［3］?！?

　　4 結(jié)論

　　中溫發(fā)酵的ABR反應(yīng)器對(duì)含有金霉素類抑制劑的高濃度制藥廢水進(jìn)行接種馴化時(shí)，啟動(dòng)容積負(fù)荷為0.5kgCOD/(m³·d)，水力負(fù)荷為0.26m³/(m³·d)，水力停留時(shí)間為89.3h，10d后污泥逐漸恢復(fù)活性，45d后反應(yīng)器中顆粒污泥形成。整個(gè)啟動(dòng)階段僅用了70d時(shí)間，這說明了ABR反應(yīng)器具有快速啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　在溫度一定時(shí)，控制合適的有機(jī)負(fù)荷是ABR反應(yīng)器快速啟動(dòng)的關(guān)鍵。啟動(dòng)階段有機(jī)負(fù)荷的增長以每次20%～30%的幅度為宜，過大了容易造成揮發(fā)酸積累。　
　　對(duì)于有四個(gè)分格的ABR反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)，其HRT保持在60 h左右，表面水力負(fù)荷應(yīng)保持在0.7～1.1m³/(m³·d)左右為宜。
　　反應(yīng)器的負(fù)荷是否適中可以通過測(cè)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(shí)，說明有機(jī)負(fù)荷過大，可以通過減小有機(jī)負(fù)荷同時(shí)向水中投加石灰和純堿的方法來加以調(diào)節(jié)。pH值＞7.4，說明有機(jī)負(fù)荷偏小。

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電話：(022)27890461　
收稿日期：2000-03-30