好氧MBBR-Fenton联合处理高浓度制药废水研究

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高浓度制药废水的处理是环境工程中治理领域的难题,也是制约制药工业可持续发展的老大难。由于废水性质复杂多变,通过单一的生物处理或化学处理很难达到处理要求,因此需要多种处理技术联合使用。本文根据某制药厂某车间排放的制药废水水质,采用水解-好氧 MBBR-Fenton-好氧MBBR法处理该制药废水,并研究各个处理单元的最佳运行参数,寻求整个系统的最佳组合。  论文首先研究水解-好氧生物膜反应器的运行,包括水解-好氧生物膜反应器的启动,水解反应器的最佳 HRT、进水 pH,好氧生物膜反应器的最佳HRT、曝气量和有机负荷对系统处理效果的影响研究,以及水解-好氧生物膜反应器内微生物相表征及生物膜形貌的表征。实验结果表明,在进水COD浓度为6800.62mg/L条件下,经水解-好氧 MBBR工艺处理,COD总平均去除率可达92.33%,最终出水 COD浓度为521.72mg/L。水解反应器进水 pH在5.5~7.0范围内,适宜水解酸化菌生存,有利于水解反应进行。在 pH为6.5、HRT为18h时,水解段效果最佳,VFA产量最高可达931.75mg/L,COD平均去除率为26.59%,B/C由0.26提升到0.54,有利于后段好氧处理。好氧生物膜反应器在HRT为12h、曝气量为1.5m3/h时,好氧段效果最佳,COD平均去除率为89.55%。水解-好氧生物膜反应器有机负荷在8.94kgCOD/m3·d~19.34kgCOD/m3·d范围内,总 COD去除率维持在70%以上。证明采用 MBBR法的水解-好氧反应器能在高负荷下正常运行,并具有较好的去除效果。  论文采用 Fenton工艺处理水解-好氧生物膜反应器的出水,来进一步改善废水的可生化性,降低废水的有机负荷。通过试验研究,获得 Fenton最佳工艺参数如下:废水初始 pH为3.0、初始 Fe2+浓度为720mg/L、H2O2(质量分数30%)投加量为1/2理论投加量(Qth),以空气为载气,反应3h,然后调节废水至7.0~7.5沉降出水。出水 COD去除率达到79.85%, B/C提高至0.52,废水可生化性得到明显改善,有利于后续生物处理。实验还研究了在该工艺条件下连续流运行的处理效果,HRT为3h时,COD去除率达到64.8%~67.9%,B/C提高至0.50左右。  论文利用 Fenton出水,研究组合工艺的末段好氧生物膜反应器的启动状况和最佳运行状况。采用快速排泥挂膜法启动,启动初期逐步提高制药废水比例驯化微生物。当反应器 HRT为6h时,处理效果最好,COD平均去除率达到85.6%。  在研究各段最佳运行参数后,整套工艺连续运行,并分析比较各段水质,最终出水水质完全符合排放标准。论文最后对连续工艺进行估算,得出当废水排放量为300t/d时,该工程总造价约为61.18万元,年运行费用约为23.79万元,单位处理成本为2.17元/m3污水,单位直接处理成本为1.58元/m3污水。
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