厭氧折流板反應(yīng)器是美國教授McCarty于1982年開發(fā)的一種高效節(jié)能厭氧裝置,1983年他又將上、下流室等寬的厭氧折流板反應(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)置導(dǎo)流折角。厭氧折流板反應(yīng)器的特點是在反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向設(shè)置多層隔板,將反應(yīng)器分隔成若干個串聯(lián)的反應(yīng)室,每個反應(yīng)室都是一個先升流后降流,類似厭氧污泥床的單元。在各反應(yīng)室內(nèi),水力特性接近完全混合式,而在整個反應(yīng)器中則類似于推流式。

1 　工程概況

駐馬店華中醫(yī)藥集團以淀粉等為原料采用發(fā)酵法生產(chǎn)乙酰螺旋霉素,其生產(chǎn)性廢水水質(zhì)如下表所示。　
 
該廢水屬于抗生素類廢水,雖然其BOD5/CODcr = 0.49 ,理論上屬于可生化廢水,但由于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)酵所產(chǎn)生的生物難降解物質(zhì),屬高濃度難降解有機廢水,若直接采用厭氧或好氧工藝都難以取得理想的效果。針對上述水質(zhì)特點,在小試和中試的基礎(chǔ)上采用如下處理工藝流程:廢水→隔油沉淀池→調(diào)節(jié)池→厭氧折流板反應(yīng)器→厭氧復(fù)合床→循環(huán)活性污染系統(tǒng)→出水。

本設(shè)計將厭氧折流板反應(yīng)器控制在酸化水解階段,產(chǎn)氣量很小不需氣體收集裝置和加熱保溫措施。厭氧折流板反應(yīng)器設(shè)計為兩個并聯(lián)的池子,每個池子的池體尺寸為L×B×H = 25m ×6m ×5. 5m。每個池子分為3格,每格上流室和下流室寬之比為3∶1。每格下部均設(shè)有污泥收集裝置和排泥設(shè)備。在第三格上流室上部設(shè)有2m 高的彈性立體填料,既擴大了反應(yīng)器容積、改善水流狀態(tài)和傳質(zhì)效果,又有利于強化沉淀效果及防止污泥流失。池體總?cè)莘e為1650m3 ,有效容積為1250m3 ,水力停留時間為12h。

2 　厭氧折流板反應(yīng)器的調(diào)試

工程調(diào)試時采用沉淀污泥回流作為接種污泥,在30天以后填料掛上一層結(jié)實的生物膜結(jié)構(gòu)密實,從測定結(jié)果看酸化作用明顯。系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行期。

3 　穩(wěn)定運行期測定結(jié)果

工程自1998年投入生產(chǎn)運行,至今仍很穩(wěn)定,運行期對水解池進出水中化學需氧(CODcr) 、pH值、懸浮性固體(SS) 等項目每天測定三次,測定方法均為標準方法,表中數(shù)據(jù)為三次監(jiān)測結(jié)果的平均值。監(jiān)測結(jié)果見下表。
 
4 　運行監(jiān)測結(jié)果分析

4. 1 　水力停留時間

預(yù)酸化有明顯的優(yōu)點,但完全酸化對產(chǎn)生顆粒污泥有害,顆粒污泥的生長也與廢水的酸化程度有關(guān),如果廢水完全預(yù)酸化,則不能生成顆粒污泥。在本工程的厭氧復(fù)合床反應(yīng)器中生長著將近2m 的顆粒污泥床層,運行一直很穩(wěn)定。表明ABR酸化反應(yīng)器的水力停留時間為12h 是合適的。

4. 2 　溫度

河南省駐馬店市位于我國中部,冬季和夏季處理水溫差10 ℃左右,運行結(jié)果表明,酸化作用受溫度影響不大,ABR 酸化反應(yīng)器可以在我國大部分地區(qū)推廣使用。無需加熱保溫措施和氣體收集裝置。

4. 3 　揮發(fā)性酸　

揮發(fā)性酸由1324mg/L 升高至2563mg/L , 提高了96% ,這表明殘留抗生素和難降解有機物在酸化器中通過水解酸化細菌的作用,大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物和揮發(fā)性脂肪酸,消除了抗生素的毒性,提高了廢水的可生化性。

4. 4 　pH 值

pH值是影響厭氧硝化微生物生命活動過程的重要原因。乙酰螺旋霉素廢水在折流板反應(yīng)器中,pH值由5.7升高至6.1 ,這主要是有機氮化合物和NO-3進行氨化反應(yīng)分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的結(jié)果。厭氧處理有機廢水時生物氧化的順序是:反硝化、反硫化、酸性發(fā)酵、甲烷發(fā)酵等。厭氧進水中的NO-3 在厭氧反應(yīng)器中,首先進行反硝化反應(yīng),從而降低了產(chǎn)甲烷菌的活性。NO-3對產(chǎn)甲烷菌抑制的質(zhì)量濃度為40～70mg/L ,UASB反應(yīng)器可以在忍受5～7. 5mg/L 的最大NO+4- N 質(zhì)量濃度下成功運行, 非離子化氨質(zhì)量濃度在150mg/L 時對甲烷化才具有抑制作用。在折流板反應(yīng)器中進行的反硝化過程對甲烷化反應(yīng)器的穩(wěn)定運行是有益的。筆者也曾遇到因硝酸鹽濃度高而引起甲烷化反應(yīng)器中絲狀菌膨脹的現(xiàn)象,導(dǎo)致甲烷化反應(yīng)不能正常進行。

4. 5 　化學需氧量(CODcr)和懸浮物(SS)

廢水在酸化反應(yīng)器中, CODcr由進水的9680mg/L 降到出水的7958mg/L ,降低了18%。SS 由進水的1162mg/L ,降到了出水的705mg/L ,降低了49% ,均達到了設(shè)計要求,進一步改善了水質(zhì)。(華南理工大學環(huán)境工程學院)