制藥廢水改造工程調試實例

馬雪琦

（1. 遼寧博創環保技術有限公司，遼寧沈陽 110179；2. 遼寧省環保集團有限責任公司，遼寧沈陽 110179）

1 引言

隨著社會經濟高質量發展的深入推進，眾多工業企業響應國家環保政策要求，開展原有配套污水站的提標、擴能改造工程。由于企業生產壓力大，停產或減產均會帶來較大經濟損失，但工程改造及調試持續時間較長［1］，如何科學合理地縮短調試周期，具有重要的現實意義。

2 工程調試背景

2.1 改造前工程概況

某制藥企業生產提取類藥劑，改造前問題有：（1）高濃度廢水預處理效果不佳，生化系統COD 負荷超過設計負荷；（2）高濃度廢水調節池容積偏小，水質波動大，對生化系統沖擊較大［2］；（3）最終出水水質指標波動較大，時有超標情況發生。設計進出水水質指標見表1。

表1 設計進出水水質指標

2.2 改造后工藝流程

污水站改造項主要包括：（1）溶氣氣浮機增設泥斗，強化排泥，提高高濃度廢水預處理效果［3］；（2）擴大高濃度調節池容積，HRT 延長至48 h，穩定水質水量；（3）改造原水解池為微氧水解酸化池，強化池內水力條件，改善水解效果，減少臭氣排放［4］；（4）改造原生化系統為高、低負荷兩段，兩段相互獨立，COD負荷可根據需求各自調整；（5）生化系統間可互相補充污泥，保證污泥活性。改造后的工藝流程見圖1。

圖1 改造后工藝流程

2.3 調試不利工況與有利條件

不利工況：（1）調試開始距高濃度廢水恢復排放僅剩一周，保證出水達標壓力大；（2）調試期間低濃度廢水持續排放，需保證其達標排放；（3）調試與改造收尾工作交叉進行，突發事件頻繁。

有利條件：（1）原運行臺賬提供大量基礎數據供調試參考；（2）留存有原剩余污泥作為接種菌種，縮短調試時間；（3）現有1 000 m3事故池可作為暫存池使用。

3 調試組織方案設計

3.1 調試前提條件與準備工作

改造工程調試前需具備：（1）主體工藝改造基本完畢，相關管道改造完畢，水泵、風機單機調試完畢；（2）將溶氣氣浮池作為低濃度廢水應急處理裝置，臨時管線連接完畢。

調試開始前準備工作：（1）掌握進水水質水量規律，預判水質水量對污泥生長的影響；（2）確認改造前剩余污泥存量與活性，采購外源污泥；（3）外源碳源、營養物質等準備充分，本項目儲有950 m3高濃度廢水、80%乙醇碳源、磷酸二氫銨等；（4）確認生產排產情況，完成調試方案、應急方案。

3.2 具體調試方案

首先，將生化系統劃分為兩段，即“微氧水解酸化池＋高負荷好氧池＋中沉池”為前段，通過留存的高濃度廢水和原剩余污泥培養適配高濃度廢水的活性污泥；“低負荷好氧池＋二沉池”為后段，通過原剩余污泥接種外源污泥同步培養污泥。兩段系統相互獨立，同時悶曝縮短培養污泥時間。其次，以高濃度廢水進水為時間節點安排工作，當進度落后時，及時采取應急措施，保證目標實現。具體調試方案見表2。

表2 調試方案

4 實際調試效果

4.1 調試期污泥生長情況

由于低濃度廢水通過預處理可較穩定達標排放，改造調試圍繞提高系統污泥濃度與水質耐沖擊性展開。按調試計劃，－7～0 d 進行悶曝，以微氧水解酸化池為培養池，逐步培養污泥輸送至前段生化池內，后段生化池采用原剩余污泥接種外源生活污水廠污泥進一步培養。悶曝期污泥生長情況見圖2a。

圖2 調試期污泥生長情況

由圖2a 可見，前段污泥SV 增長速度較快，由于高濃度廢水被稀釋，生物毒性降低，可生化性較好，當COD 負荷達到1 000 kg/d 左右后，前段污泥SV增長進入穩定期，鏡檢顯示污泥活性較好，考慮是前段F/M 限制了污泥SV 增長速度；后段污泥SV 則平緩穩定增長。悶曝結束時全部生化池SV 均達到25%左右，符合調試計劃預期。為了保證系統穩定，高濃度廢水進水后的1～7 d 低濃度廢水仍通過預處理后達標排放，高濃度廢水按排放量70%進入生化系統，并隨流程向后推流，污泥生長情況見圖2b。

由圖2b 可見，高濃度廢水進水后，前段污泥量有小幅下降，即高濃度廢水對污泥有一定沖擊，但3 d后污泥量開始穩步上升，且速度較快，即采用高濃度廢水和原污泥培養前段污泥能夠較好地適配進水水質，實現快速啟動。同樣的，后段污泥量也有所下降，且近一周污泥量都沒有明顯上升，雖然前段已經將進水COD 稀釋及降解，但通過外源污泥培養的生化系統還是需要更長的時間適應水質變化。高濃度廢水進水7 d 后，系統較為穩定，污泥量充足，按照調試計劃，整個系統開始正常進水，全部高濃度廢水經調節池均質均量與低濃度廢水混合均勻后進入生化系統。從第8 天開始，隨著進水COD 負荷的提高，前段污泥突然大量增殖，微氧水解酸化池污泥更是生長迅速，SV 由8 d 的60%突然增長到9 d 的90%，微氧水解酸化池、高負荷好氧池1＃污泥顏色變黑，前段池體內產生大量泡沫。考慮到改造工程污泥脫水段仍需4 d 可改造完畢，此時立即降低進水COD負荷，排放前段污泥至生化污泥儲池。12 d 系統內污泥量有所控制，但13 d 污泥仍大量增長，后段污泥量亦增長迅速，14 d 再次降低進水COD 負荷，排放系統污泥并開始污泥脫水，污泥量得到控制。

4.2 調試期COD 去除情況

高濃度廢水進水后，各生化池COD 濃度見圖3。由圖3 可見，1～3 d 前段生化池內COD 濃度波動較大，3 d 后逐步穩定，隨著污泥增殖，出水COD 濃度從近300 mg/L 逐步降低至150 mg/L 以下。當8 d低濃度廢水開始進入系統后，水量增大，進水COD濃度被稀釋，發生前段污泥量爆增和COD 濃度波動現象，一方面考慮COD 濃度降低對系統產生沖擊，另一方面水量大，污泥量大，中沉池沉降不足，導致前段污泥向后段跑泥，圖2b 中8～11 d 的SV 變化同樣顯示了這一跡象。但隨著池內污泥排放，調整污泥濃度后，處理效果又趨于平穩，出水COD 濃度基本穩定在150 mg/L 以下。

圖3 高濃度廢水進水后各池COD 去除情況

當系統能夠穩定排泥后，各池處理效果見圖4。由圖4 可見，由于進水可生化性較高，微氧水解酸化池平均COD 去除率達到了56%左右，污泥濃度宜控制在4 000～6 000 mg/L，既能耐受較大的水質波動，又能通過適量適時排泥，避免污泥自身水解，去除更多COD 負荷，微氧水解酸化池COD 污泥負荷為0.85 kgCOD/（kgMLSS·d）。微氧水解酸化出水再經高負荷好氧池及中沉池處理后，COD 濃度基本穩定在500 mg/L 左右，高負荷好氧池污泥濃度宜控制在4 000～5 000 mg/L，COD 污泥負荷為0.33 kgCOD/（kgMLSS·d）。低負荷好氧池污泥濃度宜控制在2 500～3 000 mg/L，COD 污泥負荷為0.046 kgCOD/（kgMLSS·d），最終二沉池出水COD 濃度基本穩定在150 mg/L 左右。

圖4 穩定后各池COD 去除情況

5 結論

改造工程調試工況往往較新建工程復雜，時間也更加緊迫，必須掌握進水特點，合理利用有利條件，編制可行的調試方案，利用原剩余污泥作為接種污泥，縮短調試啟動時間。

某制藥企業污水站改造調試即通過上述手段分段培養污泥，加強前段生化系統對高濃度廢水的適應性，同時培養后段生化系統污泥，最大程度增加污泥量，縮短調試時間，7 d 悶曝后，前后兩段生化系統池內SV 均達到25%以上，具備進水條件。高濃度廢水進水后，前段生化系統顯示較強的適應性，3 d 后污泥開始恢復增殖，7 d 后前段SV 達到了60%左右，后段生化系統SV 穩定至20%，后續系統穩定排泥后，污泥量維持在合理水平，COD 出水濃度逐步穩定低于150 mg/L，實現21 d 調試完成，期間保證達標出水。