高强度好氧生物反应器处理制药废水的启动和稳定性试验研究
2007-04-05 20:18:25   来源：环境工程学报   评论：0 点击：

环水量:4m3/h,曝气量:9m3/h,气水比2 25,污泥COD负荷:0 2kgCOD/kgMLSS·d。由于JLCR不投加载体,不需要挂膜,且接种的污泥已经有一定的适应性,故启动时间较生物膜反应器短。从图2中可以看到,从开始接种的MLSS为1983mg/L,5d后达到3976mg/L,在第8d时去除率达到75%,此时污泥浓度为5628mg/L,随着污泥的适应性增强,活性越来越高,去除率有所上升,第12d达到最高83%,系统稳定后,曝气池中的污泥浓度MLSS保持在5000mg/L左右。图3反映了在启动阶段进、出反应器的COD的浓度,在驯化期,COD基本控制在4000mg/L以下,甚至不到2000mg/L,而且出水浓度也比较高,去除率不到50%。主要是由于在启动最初阶段,进水水质的冲击,去除率有较大的波动。随着污泥对水质的适应,以及进水COD的稳定,去除率逐渐上升,最后可以达到80%以上。从第10d开始进水COD达到8000mg/L以上,而去除率都在75%以上,出水COD基本在2000mg/L以下,此时可以认为整个系统达到稳定阶段。

2.2　JLCR的运行效果反应器启动之后,调整进水流量,进水负荷与水力停留时间等运行参数进行试验。试验运行条件改变时,待系统稳定后再取样分析,以提高数据的可靠性。设备安装后充满自来水进行调试,调整循环流量、喷嘴速度、曝气量以及设计时确定的工况条件,确定JLCR反应器的运行工况条件为:进水量50L/h,循环水量4m3/h,曝气量9m3/h,气水比2 25,MLSS为4～5g/L,DO在3mg/L以上,工作压力0 3MPa,此工况下稳定运行时的处理效果如图4、图5和图6所示。

图4是JLCR运行的去除率情况。进水COD浓度在8000mg/L左右,去除率在75%以上,出水COD相对较为稳定。在运行过程中进水COD有所波动,最低值为5969mg/L,最高值为9847mg/L,去除率相应的有微小变化,第9d进水COD在6447mg/L,去除率最低为76%,主要原因是这段时间原水水质有了变化所致,但是通过提高进水COD浓度,达到8000mg/L以上时,去除率基本维持在80%以上,第13d去除率达到最大85%。但是反应器出水比较稳定,基本维持在2000mg/L以下,去除效果良好。由于生物制药废水属于发酵废液,废水中的固含物较多,JLCR可以截留大部分SS。图5反映了JLCR对SS的去除效果。进水中的大部分悬浮物经过生化处理后,已经被吸附或降解。进水中的SS最低时为1380mg/L,最高时为4710mg/L,相应的出水SS为220mg/L和1580mg/L,对SS的去除率基本保持在60%～80%之间,出水中含有部分活性污泥,主要原因是由于射流曝气使得气泡细小,吸附在污泥表面,另外,本设备没有单独的脱气装置,造成部分污泥难脱气,随出水排出所引起。?罦LCR属纯好氧反应装置,氧体积传质系数很高,氧的转移率和利用率都很高,异养菌占绝对优势,硝化细菌生长很慢,使得硝化反应变得很慢[3]。此外,硝化反应所需要的时间通常很长,因此,本工艺对废水中的NH3 N去除率不高。图6为JLCR进、出水NH3 N变化曲线及去除率。进水中的NH3 N在200mg/L左右,去除率为17%～39%。

2.3　系统稳定性JLCR废水处理系统一直处于高负荷运行状态,因此,其稳定性尤为重要。试验特别观察了处理系统的稳定性。图7是JLCR运行2个多月的COD与去除率情况,可以看出进水COD的波动,并不影响出水COD,出水COD保持在2000mg/L之内,系统运行较为稳定。根据进、出水水质的连续监测结果统计,进水COD的平均浓度为5921mg/L,出水COD平均浓度为1490mg/L,由此计算COD的平均去除率为75%

JLCR表现出很强的抗冲击负荷能力。主要是JLCR采用射流曝气,对污泥的剪切力大,致使污泥的絮体较小,活性高[4];同时反应器结构采用一体式结构,曝气区的污泥浓度在3000～6000mg/L,系统耐负荷冲击性能好,运行稳定。另一个原因是,JLCR为完全混合型运行方式,高浓度COD或有毒废水冲击系统时,先与循环水充分混合,然后再从三相射流头喷射进入反应器,并立即被快速循环均匀混合,使冲击液流的浓度大大降低,从而有效地提高了JLC