陈旭良1 周华敏1 诸杰1 黄端林1 张晓2
（1.浙江水美环保工程有限公司，浙江，杭州，310013）
（2.浙江环境监测工程公司，浙江，杭州，310012）
【摘 要】采用SMART高效厌氧反应器对制药废水进行厌氧处理研究。在进水pH为8.0，反应温度为37℃，反应器容积负荷为8.5kgCOD/m3?d的工况下，SMART高效厌氧反应器具有最经济的COD去除率76.24%。
【关键词】SMART厌氧反应器；制药废水；容积负荷
序章
随着制药行业的迅速发展，其生产过程中产生的废水中有机污染物含量也不断增加，废水处理难度和处理成本亦随之上升。选择合适的预处理工艺有助于降低后续处理单元负荷，降低运行成本。SMART高效厌氧反应器（Super Max AnaerobicReact Tank）作为第三代厌氧反应器，具有容积负荷高、运行稳定、运行费用低的优点。本试验采用SMART厌氧反应器对某制药厂的废水进行预处理，以探究SMART厌氧反应器对制药废水的处理效果及最佳操作参数。
厌氧反应的原理是废水中的各种有机物污染物在厌氧条件下通过厌氧微生物的作用，分解并转化为甲烷及CO2等物质的过程。
厌氧反应是复杂的微生物反应过程，其在反应过程中主要依靠三大类群的细菌，包括水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌，因而厌氧反应的过程大致可分为三个不同的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段[1-4]，如图1-1所示。
第一阶段为水解酸化段。在该反应阶段，废水中的大分子有机污染物先在细胞外酶的作用下被分解为小分子、溶解性有机物，而后渗入细胞体内。该阶段主要产生高级脂肪酸。同时废水中的含氮有机物分解所产生的NH3除了提供生物生长所需的氮源外，还在水中部分电离，形成NH4HCO3，可起到缓冲消化液pH值的作用。
第二阶段为产氢产乙酸段。在该阶段，通过产氢产乙酸菌的作用，在第一阶段中所产生的有机酸将被进一步分解转化成乙酸和H2，当被降解的有机酸为奇数碳时，则反应还会形成CO2。
第三阶段为产甲烷阶段。在该阶段中，通过产甲烷菌的作用，前一阶段所产生的乙酸、乙酸盐等最终被转化为甲烷气体释放。
根据以上原理，浙江水美环保工程有限公司在国内外第二代厌氧处理技术[5-6]基础上开发了具有自主知识产权的SMART高效厌氧反应器。近年来，由于其良好的处理效果，在高浓度有机废水的处理领域中得到广泛应用，范围涵盖制药、食品、造纸等行业的废水处理。
1．试验部分
1.1 试验流程
本试验采用国内某制药公司生产废水。该制药公司主要生产中成类药物、降糖类药物及少量抗生素类药物。
车间废水先流入调节池，在调节池内对废水的温度及pH进行监测和控制后再进入调制池，调制池内根据废水pH值的波动投加HCl或NaOH进行pH调节，再经过脉冲布水进入SMART厌氧反应器。反应后的废水流入后续好氧处理系统。
图2.1 pH值对COD去除率的影响
由上图可知，随着进水pH值的升高，COD去除率先呈上升趋势，当pH值超过7.5后，COD去除率逐渐下降，进水pH为7.5的时候去除率达到最大值79.88%，进水pH为8.0时，去除率为75.76%。考虑到该废水pH值偏碱性，如pH值控制在7.5，则酸使用量会增加，故出于经济方面的考虑，最佳进水pH值控制在8.0。
2.2水温对COD去除率的影响
为确定SMART厌氧反应器的最佳反应温度，在其它参数保持不变的情况下，分别控制反应温度为28℃，31℃，34℃，37℃，39℃，在各反应温度下连续稳定运行15天，每天取样化验进出水COD值，试验结果如图2.2所示。
图2.3 容积负荷对COD去除率的影响
由上图可知，随着反应器容积负荷的上升，COD去除率逐渐降低。当容积负荷处于6.5~8.5kgCOD/m3?d时，COD去除率下降较为平缓；当容积负荷大于6.5~8.5kgCOD/m3?d时，COD去除率快速下降。因此，综合考虑经济效益（容积负荷越小厌氧反应器所需的投资越大），确定SMART厌氧反应器的最佳容积负荷为8.5kgCOD/m3?d。
3．结论
（1）在不考虑运行费用（酸碱投加量）和工程投资的情况下，进水pH7.5，反应温度37℃，容积负荷6.5kgCODCr/m3?d为最佳工况，此时去除率为80.87%。
（2）在考虑运行费用（酸碱投加量）和工程投资的情况下，进水pH8.0，反应温度37℃，容积负荷8.5kgCODCr/m3?d为最佳工况，此时COD去除率为76.24%。
参考文献：
[1]贺延龄. 废水的厌氧生物处理[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1999.
[2]R.E.斯皮思[美]著，李亚新译. 工业废水的厌氧生物技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，2001.
[3]李东伟, 尹光志. 废水厌氧生物处理技术原理及应用[M]. 重庆大学出版社, 2006.
[4]申立贤. 高浓度有机废水厌氧处理技术[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1992.
论文作者:陈旭良1,周华敏1,诸杰1,黄端林1,张晓2
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/13
标签：反应器论文; 废水论文; 容积论文; 负荷论文; 乙酸论文; 甲烷论文; 阶段论文; 《工程建设标准化》2016年6月总第211期论文;