水解酸化-SBR法处理生物制药废水的探讨

摘要：生物制药废水是一种难以处理的工业废水，因为具有毒性大、成分复杂等特征，一直是社会重点关注的问题。本文基于水解酸化-SBR法，介绍了一套生物制药废水的处理工艺，并对水解酸化-SBR法的实施效果进行综合评价。从评价结果可知，水解酸化-SBR法显著减少了生物制药废水中相关物质成分，取得了预期效果。

关键词：水解酸化;SBR法;生物制药废水

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.019

Discussion on the treatment of biological pharmacy wastewater by hydrolysis acidification-SBR process

Zhao Mingjie

（Puhua Holdings Co.，Ltd.，Beijing 100084，China）

Abstract：Biopharmaceutical wastewater is a kind of industrial wastewater that is difficult to treat.Because of its high toxicity and complex composition， it has always been a key concern of the society.Based on the hydrolysis acidification-SBR method，this article introduces a set of biological pharmaceutical wastewater treatment technology，and comprehensively evaluates the implementation effect of the hydrolysis acidification-SBR method.From the evaluation results，it can be seen that the hydrolytic acidification-SBR method introduced in this article significantly reduced the relevant substances in the biopharmaceutical wastewater and achieved the expected results.

Key words：Hydrolysis acidification;SBR method;Biopharmaceutical wastewater

1 生物制药废水处理问题研究

1.1 生物制药废水的特征

生物制药企业所产生的废水来源与酒精回收车间、制剂车间与动物实验室等，其中制剂车间的废水来源最为广泛，包括丙种球蛋白的超滤、分离或者白蛋白的超滤、分离等，污染物包括纯碱、硅藻土、玻璃洗涤剂、白蛋白等。在制药生产中，该车间所排放的废水量巨大，且排放时间集中，是废水处理的重难点。动物实验室的废水主要包括动物粪便水、动物清洗水、仪器洗涤水、洗手水、蔬菜冲洗水等，水量、水质相对稳定。酒精回收车间所回收的液体为酒精回收后的残液，总量少但是浓度高，包括醋酸钠、醋酸、乙醇以及白蛋白等。

1.2 水解酸化-SBR法的优势

水解酸化-SBR（序批式活性污泥反应器）[1]法已经成为当前废水处理的常见方法，尤其是随着自动化控制技术的发展，水解酸化-SBR法所能处理的废水数量不断增加，其优势主要表现为以下两点。

（1）基建费用低且工艺简单。与传统技术相比，水解酸化-SBR法能够在反应器内完成全部反应，减少了传统工艺中的回流污泥等结构，不仅满足自动化管理要求，也能减少占地面积、降低总成本。

（2）具有多遍式的操作模式。在应用水解酸化-SBR法时，工作人员可根据生物制药废水的水质、水量以及出水标准等进行合理调整，并在SBR反应器内完成缺氧、好氧、厌氧等操作步骤，每个步骤可独立/交替运行，运行模式多样、灵活。

2 水解酸化-SBR法的工艺流程

2.1 工艺流程整体设计

2.1.1 基本结构

本文所设计的水解酸化-SBR法处理工艺流程如图1所示。

2.1.2 设计思路

根据图1所介绍的水解酸化-SBR法基本结构，可知整个废水处理大体可分为污泥处置、化粪、均质酸化、好氧的几个部分，其中动物实验室所产生的废水在经过格栅过滤后进入到化粪池，并经过化粪池的处理进入水解酸化池，与制剂与酒精回收废水混合[2]。在这个处理中，上述方法不仅能够稀释酒精回收车间的高浓度废水，也能补充酒精回收车间废水中P、N等营养物质不足的问题。在图1的设计结构中，水解酸化池的功能表现为：（1）可以有效调整水量，保证水质基本平衡。（2）能够完成中低溫度下的厌氧生物催化水解酸化预处理，加快制药车间废水与酒精回收车间废水中的大分子分解，为下一阶段的SBR处理奠定基础。（3）可以在厌氧环境下处理活性污泥。

在经过水解酸化池处理后，清液进入SBR池内，本文所使用的SBR池为活性污泥反应器，采用间歇运行模式，在SBR池内，丝状菌的繁殖得到抑制，并且很少会发生污泥膨胀等问题;在经过SBR池处理后，清液经排泄口排出即可。

2.2 数据处理要求

在水解酸化-SBR法中，为了能够提高污泥处理效果，相关人员应该明确污水处理中的相关要求，其中的关键数据包括：

（1）周期进水量。周期进水量的计算公式为：

（1）

在公式（1）中，Q为单位时间内的污水量，一般取一天的平均值，单位为“m3”。T为污水处理系统的工作时间，单位为“小时（h）”;N为反应池的数量，单位“个”;为周期进水量

（2）反应池的有效容积，计算公式为：

（2）

在公式（2）中，n为周期数量，c为进入反应池的污水浓度，单位为“g/m3”;其他指标见公式（1）。

2.3 开工调适

2.3.1 开工调适前的准备工作

调适前需要认真阅读设计图纸，并对相关部门进行技术交底;观察各构筑物与设备的性能以及电气控制效果。

2.3.2 调适内容

在整个调适期间，需要重点解决的问题是污泥培养驯化，在逐步稳定各个装置与设备的运行效果，优化相关参数，确保实验过程顺利完成。所以为了实现上述目标，本文重点解决的内容包括：

（1）污泥处理。本次研究中所使用的污泥为某制药企业生产且经过脱水处理的污泥，通过对好氧污泥与缺氧污泥的培养驯化，加快污泥中的相关微生物快速增长，并达到一定水平。其中好氧污泥培养驯化是在SBR池内人工多点投放污泥并采用闷曝处理方法，在加入少量经过稀释的原水，并根据处理效果逐渐增加负荷量直至恢复正常运行。在缺氧污泥培养结束后使用接种回流污泥，该污泥经过间歇进水系统进入到系统内部，在经过系统的自动循环后，再由SBR池排出。

（2）絮凝沉淀。本次研究中所使用的水处理剂为聚合氯化铝（混合剂）、聚丙烯酰胺（絮凝剂）。其中聚合氯化铝的配置浓度为8%，聚丙烯酰胺的配置浓度为2%。

2.3.3 水调节池的运行

水调节池的运行应该严格根据制药厂的生产要求进行调整，结合水下搅拌器的启动调节控制曝气量，使水解酸化池出口处的溶解氧浓度小于等于0.2mg/L，这样才能符合处理要求。本次实验中的基本操作周期为4h，其中开启1h，停止3h，反复进行。

2.3.4 污泥脱水系统的调适

本次试验中所使用的污泥脱水设备是按照设备处理能力来调整排泥量与排泥时间，要尽量保证污泥在特定的进水周期结束前能够排泥并实现连续排泥。

2.4 调适后的问题处理

在本次调适中共发现以下问题：

（1）生物制药长的污水量与水质变化较大，容易导致系统的失误操作，并造成水质不合格。所以针对此类问题，建议根据公式（1）与公式（2）的计算方法，适当增加设计负荷量，这样才能适应实验要求。

（2）在试运行阶段，发现水解酸化池的处理效果不理想，经调查发现，是污水流速过快，达到了0.8-1.3m/s，导致沉淀效果差，格栅并未发挥预期功能。所以，在设计中适当降低水流流速，控制在0.6m/s以下，使格栅能够充分发挥过滤作用。

（3）SBR池的污泥膨胀问题表现得较为严重，早期可发现少量丝状菌，而在随后的48h内发现丝状菌大量繁殖，并造成池内的污泥快速流失。针对该问题，早期采用了一系列处理方法，例如增投黏土改善污泥指数以及增投NaClO来抑制丝状菌繁殖等，但是处理效果不理想[3]。在后期调查后，发现酒精回收废水中的营养元素失衡，不能满足细菌繁殖要求;而相比之下，动物实验室的废水中含有充足的P与N元素，可有效解决上述问题;而根据生物制药厂的实际情况来看，制剂及酒精回收废水的质量浓度是不确定的，在质量浓度的较高的情况下，动物实验室中的废水则无法实现上述要求，所以，此时向SBR池内增投尿素与磷肥，改善P与N的比重，最终有效解决了污泥膨胀问题。

（4）泡沫问题。调适期间SBR池的处理效果良好，肉眼可见污泥的外观逐渐从黑色向土黃色变化，证明此时的污泥培养驯化相对成熟，满足稳定运行条件。但是随后的曝气过程显示，有大量泡沫出现，并且在SBR水池内可见大量粘稠的、白色的泡沫，虽然这种情况较为常见，并且在经过一段时间运行后，发现污泥对制药厂的废水进一步适应。但是进一步观察结果显示，污泥的SOUR（耗氧速率）一直处于较低水平，造成这一现象的原因可能是被污染，如废水中的部分物质造成污泥“中毒”，进而无法完成深化处理。因此在实验中，需要强化对废水的监测，严格控制污泥回流比，调整工艺参数，使污泥数量达到一定水平。

2.5 调适结果反馈

该制药厂的水解酸化-SBR系统在经过近1个月的调适之后，逐渐恢复正常运行。经过长期监测结果显示，在正常运行条件下，SBR池的出水量可控制在200mg/L以上，氨氮含量小于等于10mg/L;污水的pH值进一步改善，其中水解酸化池处理中的pH值达到了6.8-7.2，而到SBR池出水后，监测结果显示pH值处于7.1-7.4范围内。从制剂及酒精回收废水的处理效果来看，在水解酸化池处理后，其浓度下降25%左右;在经过SBR处理后，制剂及酒精回收废水的浓度下降93%以上，达到预期效果。

2.6 效果评价

本文介绍的水解酸化-SBR系统的运行效果良好，制剂及酒精回收废水的处理效果好，经处理后的废水达到了排出标准，避免环境污染发生。

3 结束语

在当前生物制药企业生产中，针对工业废水问题可采用水解酸化-SBR系统，本文研究证明该系统能够有效清除废水中的污染物，且各种固体肥料能够集中排放，是一种科学、环保的处理工艺;在干化后，污泥体积较小，可用于园艺肥料等，帮助企业创造利润，实现了环境效益与生态效益的统一，因此，值得在更多制药企业做进一步推广。

参考文献

[1]李师，王毅.SBR系统除磷的影响因素分析[J].化工与医药工程，2020，41（02）：53-58.

[2]刘勇，魏皓.HUSB-改良型SBR工艺处理乳品废水[J].工业水处理，2020，40（01）：105-107.

[3]柴飞.SBR法处理大型煤制甲醇废水的应用与发展探究[J].环境与发展，2019，31（10）：113-114.

收稿日期：2020-09-14

作者简介：赵明杰（1990-），女，汉族，硕士，研究方向为水处理。