1、近年來,我國中藥產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,中藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年平均增長率達(dá)20％以上,發(fā)展勢頭迅猛,前景廣闊。與此同時,由中藥材加工廢水所帶來的環(huán)境問題也日益突出。中藥廢水具有成分復(fù)雜、有機物濃度高、可生化性差等特點,這決定了其處理難度大,常規(guī)工藝不易達(dá)標(biāo);目前,對特定中藥廢水的處理技術(shù)研究相對較少,本研究首次采用膨脹顆粒污泥床(EGSB)來處理中藥廢水,探究其可行性并對反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,為實際工程應(yīng)用提供依據(jù)和參考。
本課題
2、以哈爾濱某中藥廠的生產(chǎn)廢水為對象,該廠中藥廢水呈酸性,有機物、懸浮物、氮、磷含量高,色度高,且廢水含有強烈的酸臭味。通過試驗小試,采用EGSB工藝處理該廢水,研究了反應(yīng)器的啟動、EGSB處理中藥廢水的影響因素及效能、反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥變化特性等內(nèi)容。
研究結(jié)果表明,EGSB反應(yīng)器以生活污水廠污泥接種,葡萄糖配水培養(yǎng)顆粒污泥,一個月左右形成顆粒污泥,在此過程中COD去除率逐漸升高,穩(wěn)定后COD去除率保持在94%~98%之間,反應(yīng)器
3、順利啟動并培養(yǎng)出性能良好的顆粒污泥。
通過探究進(jìn)水COD濃度、停留時間、溫度、回流比等因素對反應(yīng)器運行效果的影響,確定了EGSB處理中藥廢水的最佳運行參數(shù)為:溫度25℃,進(jìn)水COD≈5000mg/L,HRT=9h,回流比R=1。在此工況下,出水COD平均去除率96.7%,平均去除負(fù)荷為13.74kgCOD/m3.d,pH值保持在6.6~7.6之間,VFA濃度在1.0mmol/L左右,出水堿度在30~35mmol/L,平均產(chǎn)氣率
4、為0.28m3CH4/kg.COD;同時發(fā)現(xiàn)進(jìn)水COD的變化對反應(yīng)器處理效率影響不大;而過短的停留時間會造成反應(yīng)器內(nèi)污泥解體,出水效果變差;在25℃~30℃范圍內(nèi)反應(yīng)器能夠?qū)χ兴帍U水進(jìn)行高效降解,20℃時則出現(xiàn)出水質(zhì)量急劇變差、產(chǎn)氣率下降等現(xiàn)象,且由此造成的影響在短期內(nèi)不易恢復(fù);提高回流比可在一定程度上抵消降低溫度所帶來的影響,但產(chǎn)氣率較難恢復(fù)。
EGSB處理中藥廢水,反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥中主要以短桿菌、絲狀菌及一些小球菌為主,當(dāng)
5、反應(yīng)器運行參數(shù)適宜時,菌體數(shù)量較多,相互纏繞,短桿菌及絲狀菌為主導(dǎo)菌種;停留時間過短使得胞外聚合物(EPS)大量增多,引起傳質(zhì)過程中阻力,造成顆粒污泥自溶;溫度大幅度降低致使菌體數(shù)量減少,活性受到抑制;而增大回流比使菌體數(shù)量有所增加,但絲狀菌及桿菌長度均有所降低。
反應(yīng)器運行初期顆粒污泥由于受到中藥廢水沖擊,粒徑變小,但馴化之后提升進(jìn)水COD有利于粒徑的增長;過短的停留時間以及20℃的溫度下會造成顆粒污泥部分解體,粒徑減小;而
6、增大反應(yīng)器的回流比可有利于顆粒污泥的增長。不同時期生物質(zhì)含量、顆粒污泥的機械強度與反應(yīng)器出水效果密切相關(guān),顆粒污泥機械強度高且生物質(zhì)含量高時,出水水質(zhì)較好。最佳工況下顆粒污泥粒徑大于1000μm的約占50%,VSS/SS為84.21%,機械強度為82.46%。
分析不同運行階段顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量發(fā)現(xiàn),整個試驗過程中產(chǎn)甲烷活性與F420含量的變化趨勢相類似,二者表現(xiàn)出了良好的相關(guān)性;適宜的運行參數(shù)下顆粒污泥的
7、產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量均較高,在適宜范圍內(nèi)增大進(jìn)水COD濃度、升高溫度、增大回流比均能在一定程度上提高顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量。
鈣鎂離子含量與顆粒污泥粒徑分布及出水水質(zhì)情況有一定的關(guān)聯(lián)。在試驗運行的各個階段顆粒污泥Ca2+、Mg2+含量發(fā)生了顯著的變化,較高的鈣、鎂含量有利于反應(yīng)器的穩(wěn)定運行。對各運行階段的溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器運行效果良好時,中藥廢水處理之后去除了一些苯系物,