张彦波，樊江利
(天方药业股份有限公司净化水站，河南 驻马店 463000) 摘要：采用水解酸化-UBF-CASS工艺处理高浓度抗生素废水。重点介绍了UBF反应器的结构、颗粒污泥的培养、以及日常运行控制。工程运行表明在进水ρ(CODCr)为7381mg／L条件下，出 ρ(CODCr)为268mg／L，处理水质达到了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)生物制药行业二类，处理成本为1.3元／m3。
关键词：水解酸化；UBF；CASS；抗生素废水
中图分类号：X787 文献标识码：B 文章编号：1009-2455(2004)03-0060-02 抗生素制药废水由于有机物含量极高，并且废水中含有较高的残余抗生素，综合水pH值较低，一直是国内外厌氧生物处理的难题。某药厂采用水解酸化-厌氧生物处理(UBF)-好氧生物处理(CASS)工艺处理难降解的抗生素废水取得了成功。该工程在2003年被评为全国抗生素制药行业唯一一家“全国环保百佳工程”。本水处理方案的关键是UBF反应器的正确应用及日常运行管理维护工作。 1 工程概况 国内某著名的螺旋霉素生产企业，废水量约6000m3／d：其中约2000m3／d高浓度重液分离水和板框冲洗水；约2500 m3／d的低浓度水；其余为有机物含量很低的冷却用水。在小试和中试的基础上，工程设计采用了图1所示工艺处理流程。 
进水水量约4 500m3/d，其水质水量见表1： 表1 进水水质水量 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（SSCr)/(mg·L-1) | pH值 | 水量/m3 | 有害成分 | 排放规律 | 重液分离水和板框冲洗水 | 200-12000 | 100-3000 | 4.0-6.5 | 2000 | 螺旋霉素、溶媒* | 间歇排水无规律 | 其它水 | 20-2000 | 20-300 | 7.0 | 2500 | 无 | 连续 |
*溶媒为一种难降解的有机溶剂，萃取螺旋霉素用。
工程通过三次扩建，处理规模为4500m3／d，均顺利通过国家环保局组织的竣工验收。全系统一直稳定运行，总排口的在线监测系统显示稳定达标排放。评价标准执行废水综合排放标准生物制药行业二类(GB8978-1996)。表2为2003年第三季度环保局组织的例行检测的检测报告。 表2 2003年第三季度总排口监测报告 项目 | pH值 | ρ（SS)/(mg·L-1) | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（BOD5)/(mg·L-1) | 硫化物ρ（S2-)/(mg·L-1) | 磷酸盐ρ（PO43-)/(mg·L-1) | 色度/倍 | 评价标准 | 6-9 | 200 | 300 | 60 | 1.0 | 1.0 | 80 | 出水水质 | 7.66 | 161 | 166 | 56 | 0.242 | 0.05 | 80 |
2 UBF反应器的设计及运行
2．1 UBF反应器的设计
复合型厌氧反应器(UBF)，高12m，直径8m。在底部0．5m处有布水器，在6～8m处有软性聚乙烯填料，在上部有三相分离器及沼气室。具体形状见图2。本反应器技术先进、高效低耗，是处理本制药废水的关键技术，具体设计参数如下：
有机容积负荷(以CODCr计)：5kg／(m3·d)；
水力停留时间：48.96h；
有效容积：9180m3(每个反应器510m3，共18个)；
CODCr去除率：85％；
沼气产率：700m3／kg[COD]；
控制温度：35±1 ℃。 
2．2 UBF反应器污泥的驯化
UBF反应器的接种污泥为处理味精废水的UASB反应器排出的絮状泥，呈深黑色糊状，污泥的质量浓度为15～20g／L，m(MLVSS)／m(MLSS)约0.6，没有颗粒污泥。驯化过程分三个阶段：
①启动阶段(45d)：污泥接种后，注入CODCr的质量浓度约为500mg／L的抗生素废水，静止几天后开始间歇进水。进水水质为一比一的抗生素废水和淀粉废水，CODCr的质量浓度800mg／L，进水流量为7 m3／h，进水2h停2h。通过监测出水CODCr及pH值、观察UBF产气情况，7d为一周期，缓慢地加大抗生素废水比例、提高进水CODCr的质量浓度。 45d后已经连续进水，水质为实际生产所排废水加自来水稀释，CODCr的质量浓度约为2500mg／L，流量约5m3／h。出水CODCr，值低于1000mg／L，水封器内有连续的产气声，调试进入第二阶段。
②负荷增加阶段(60d)：7d为一周期，继续增加进水流量，当进水流量达到10m3/h时，慢慢地提高进水COD浓度。在此阶段严格控制进水水质水量，UBF出水CODCr不能高于1000mg／L，pH值不能低于6.9，脂肪性挥发酸(VFA)不能高于300mg／L。通过观察产气情况及出水CODCr、pH值、VFA来控制调试进度。经过60d，单个UBF反应器处理水量已达200m3/d。从UBF反应器最底部取菌泥样观察：已发现有大量颗粒污泥出现。
③稳定运行阶段(30d)：进水CODCr的质量浓度约控制为5000mg／L，单个UBF反应器进水量控制在200 m3／d，系统稳定运行，平均出水CODCr值在600～700mg／L之间。 30d后取UBF反应器底部菌泥观察：几乎全部是颗粒污泥。污泥质量浓度(MLSS)平均达62g／L，最高的达137g／L，污泥颗粒的粒径平均约2mm，最大的5mm。
2．3 UBF反应器运行的日常控制
反应器日常运行控制参数见表3。 表3 反应器日常运行控制参数 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | pH值 | ρ（VFA)/(mg·L-1) | ρ（SS)/(mg·L-1) | 进水水质 | 5000-700 | 5.0-8.5 | | ≤500 | 出水水质 | ≤1000 | ≥6.9 | ≤200 | ≤300 |
运行过程中，出水水质如果有超过参数的情况，适当降低进水CODCr浓度即可。系统运行几年来，非常稳定。即使在2002年新引入红霉素废水后，也没有冲击UBF反应器，只是有颗粒污泥解体现象，不久就适应了。表4是有代表性的UBF 1#与UBF 2#反应器最底部取样口的活性污泥量的变化情况： 表4 UFB反应器活性污泥含量 取样时间 | ρ（MLSS)/(g·L-1) | UBF1# | UBF2# | 1998-11-06 | 11.5 | 10.9 | 1999-12-07 | 65.9 | 67.7 | 2001-03-02 | 98.2 | 87.5 | 2002-08-08 | 13.0 | 23.0 | 2003-01-02 | 78.1 | 53.8 | 2003-11-02 | 101.3 | 80.7 |
3 全系统主要反应阶段运行效率分析 系统稳定运行后，取2003年12月1日至2003年12月5日的数据进行分析并做算术平均。具体见表5。由表5数据可以看出全部COD的77％由UBF厌氧反应器去除。可见UBF反应器是本水处理工艺的核心。 表5 全系统主要反应阶段运行效率分析 调节池平均出水 | 水解池平均出水 | UFB平均出水 | CASS平均出水 | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | 去除率/% | ρ（CODCr)/(mg·L-1) | 去除率/% | ρ（CODCr)*/(mg·L-1) | 去除率/% | 7381 | 6382 | 13 | 685 | 77 | 268 | 6 |
*排放标准为ρ（CODCr)小于300mg/L，CASS出水全部达标。
4 工程运行成本分析 废水处理直接运行成本费包括水、电、汽等能源消耗费，设备折旧费(年折旧率按总投资的10％)，设备维修费，化验及办公费(含药剂费)，员工工资福利费等，总运行费用为387.2万元。UBF反应器产沼气量4450000m3/a，此沼气用于药渣烘干，折合标煤5785t,节约燃煤8102t,按现在的价格折合194.45万元。各项支出与收益列于表6。 表6 水处理运行费用分析 | 项目 | 金额/（万元·a-1） | | 水+电+汽 | 1.92+61.32+73.71 | | 固定资产折旧 | 200 | | 设备维修 | 24 | | 化验及办公费 | 6 | | 员工工资 | 20.22 | | 合计 | 387.17 | | 产出沼气收益 | 194.45 | | 运行净投入 | 192.72 | | 折合处理废水吨耗/元 | 1.30 |
由表6可知，吨水处理成本1.30元，这在全国抗生素废水处理中成本是比较低的。若不算固定资产折旧，水处理的正常运行不需要投入资金，还略有赢余。 5 结语 经过6年多的稳定运行实践，证明了运用厌氧复合床UBF处理高浓度抗性素废水是一种高效低耗、先进实用的有效技术。
作者简介：张彦波（1975-），男，河南南阳人，助理工程师，大专，电话（0396）2833254，[email protected]。 | 
