水解酸化-厌氧-好氧法处理NF合成制药废水研究

齐嵘 杨敏 马文林
（中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室， 100085）

前　言

　　近年来我国合成制药业有了长足的发展，随之也带来了生产废水的处理问题。一般来说，合成制药需要经过比较复杂的合成路线，每一步都会有些残留原料以及中间产物进入生产废水中。因此，合成制药废水的特征是有机物种类复杂，可生化性较差，有些废水还有一定的生物毒性。
　　NF是一种治疗心血管病的新药，在合成过程中会使用糠醛、萘和氯甲基萘等多种有机物。其废水产生量不大，但BOD5/COD值仅为0.05，是一种典型的高浓度难降解有机废水。本研究利用呼吸速度曲线确定了用于生物处理的适当的废水稀释比，并利用水解酸化-厌氧-好氧法对NF中试生产废水进行了处理。

研究方法

　　NF中试生产废水的水质如表1所示。该废水的COD非常高，且可能含有生物毒性物质，因此适当的稀释有利于生物处理的顺利进行。

表1 NF生产废水平均水质 (单位：mg/L) COD BOD5 NH3-N 总N 总P pH 120000～200000 5000 100 120 15 8.50

　　1．污泥培养
　　实验用种污泥取自北京市朝阳区北小河污水处理厂。污泥采集后，首先采用表2所示的人工配水进行厌氧及好氧污泥培养，然后根据废水处理效果逐渐降低进水中蔗糖的比例。1个月后，蔗糖由最初的27.5g/L减至为0。污泥培养采用批量方式，1-2d换一次废水。厌氧污泥和好氧污泥达到稳定后，用于各种实验。
　　2．批量实验
　　分别将5倍、10倍、20倍和30倍稀释的废水加入不同的250ml锥形瓶中，加入种污泥后（酸化3.5 g/L，厌氧3. 2g/L，好氧3.6 g/L）进行酸化、厌氧以及好氧处理。酸化、厌氧处理利用磁力搅拌器进行搅拌，好氧处理利用空气曝气，其DO控制在2-3mg/L。实验在室温下进行（20~25℃）。

表2 污泥培养人工配水表 (单位：g/L) 蔗糖 酵母膏 K2HPO4 KH2PO4 NH4Cl NaHCO3 27.5 0.3 1.3 2.5 7.3 33

　　3．序列处理实验
　　序列实验如图1所示。酸化反应器及厌氧反应器的体积均为1L。水力停留时间为酸化24h，厌氧24h，好氧48h。各反应器中污泥浓度均为3000~3500mg/L,室温下反应。

　　4．好氧污泥呼吸活性快速测定
　　利用BODTrack测定仪(美国Hach公司)进行测试得到呼吸曲线，污泥浓度为3.6g/L，在20℃恒温室中进行。
　　5．分析测定方法：
　　COD采用CTL-12型COD仪（承德华通）测定，其它参数测定均采用标准方法。

结果与讨论

　　1．进水最佳稀释比
　　为研究不同稀释比对污泥活性的影响，利用BOD测定了不同进水条件下的污泥呼吸速度曲线（图２）。图2中各曲线的斜率列于表3。可以看出，废水经稀释后污泥的呼吸速度有明显的改善，稀释10倍至30倍可以有效地减少废水中有毒物质对污泥活性的影响。在后续的序列处理实验中，废水稀释比确定为20倍稀释。

表3 好氧污泥在不同稀释倍数进水中的呼吸曲线斜率值及COD去除效果 不同稀释倍数进水 0倍稀释 5倍稀释 10倍稀释 20倍稀释 30倍稀释 好氧呼吸曲线斜率值
（mg/LBOD.h-1） 13.8 22.6 37.9 38.9 59.8 COD去除率
（%） 2.3 10.4 28.8 34.3 43.1

　　2．各单元水力停留时间的确定
　　图3显示了在酸化、厌氧、好氧批量处理中COD与pH的变化。废水的稀释倍数为20倍。可以看出，在酸化水解和厌氧处理过程中，COD与pH基本上在反应24小时后达到一个稳定的水平，而在好氧处理过程中，反应需要48小时才能完成。因此，在后续的序列处理实验中酸化、厌氧、好氧处理的HRT分别确定为24、24、48小时。

　　

　　3．序列实验结果
　　以20倍稀释的废水为处理对象，进行了一个月的序列实验，COD的去除如图4所示。
　　图4表明，酸化、厌氧、好氧各单元的COD平均去除率分别为8.8%、48.1%、49.3%，系统的总COD去除率平均达到76%。

结　论

　　1）NF废水的最佳稀释比控制在20倍，单元水力停留时间为酸化处理24小时，厌氧处理24小时，好氧处理48小时。
　　2）经过连续运行，系统的总COD去除率平均达到76%。