高氨氮高有机物制药污水处理中试研究

福建省新科环保技术有限公司  福建浦城正大生化制药有限公司

摘要:福建省浦城正大生化制药有限公司是以生产盐酸金霉素为主的制药企业，其排放的废

水为高浓度有机物污水，水质特点为：COD:10000mg/L-20000mg/L，最高时可达22000mg/L；

NH3-N在1000-2000mg/L,最高时可达2700mg/L；另外污水中Ca2+、Mg2+高达1000mg/L 以上，

CL-≤1800mg/L，SO42-高达2500mg/L；原水中的Ca2+、Mg2+主要以有机态存在，其释放出来

后会抑制微生物生长，处理难度较大。我们从2005年7月 -10月3日 ，在浦城正大生化有限

公司对该废水进行中试。处理结果较为理想，中试出水：COD<300mg/L,NH3-N<15mg/L,

SS<50mg/L,PH=7。

关键词：微电解  厌氧折流板应器  I-BAF曝气池  硝化速虑

1 试验水质、水量

1.1 试验水质：

  CODcr≤20000mg/L  SS≤1000mg/L   NH3-N：1000-2000mg/L              

  Ca2+、Mg2+≤1261mg/L    CL-≤1800mg/L      SO42-≤2500  PH=4-6

1.2 试验水量：0.5吨/天

2 中试工艺流程简图

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3 试验过程

3.1  FCD微电解

微电解池采用底部进水上部出水方式，池内填充铁和炭，铁炭体积比为1∶3，控制其进水

PH值在5左右。待微电解池中填料装满后，往池子加入水解酸化后的污水，为了加快反应

速度，防止堵塞，采用曝气助流搅拌。微电解进、出水水质如表1所示。

            表－1  微电解进、出水水质

                                                 单位：mg/L  除PH外

日期

微电解池进水

微电解池出水

CODcr

PH

CODcr

PH

CODcr去除率％

7.21

2860

5

1480

7.5

48

7.22

3640

5

2340

6.5

36

7.25

2320

5

1720

6.5

26

7.26

3460

5

 

 

 

7.28

6480

5

 

 

 

7.29

7720

5

3900

7

49

7.30

4500

5

 

 

 

7.31

5800

5

3680

6.5

37

从表－1中可以看出，微电解阶段CODcr去除率平均保持在38％左右。由于微电解属电化学

反应，其COD去除率在整个中试过程中比较稳定。

微电解出水含有大量的SS，主要为污水中释放出来的Ca2+、Mg2+与有机物；另外出水中还

含有大量二价铁离子，通过吹脱单元的曝气，二价铁离子被氧化成三价铁离子，三价铁离子

易生成Fe (OH)3、Fe2 (SO4)3等沉淀物，从而携带大量悬浮物与之共沉淀，通过沉淀后出水比

较澄清，其对COD的去除接近于20％；而且减少了Ca2+、Mg2+对后续生物处理的抑制作用，

提高微生物系统的活性。

3.2 厌氧处理

 

 

 

 

 

 

表－2  厌氧系统微生物培养驯化阶段实验检测数据

（8.1-8.23）   单位：mg/L  除PH外

日期

厌氧出水

CODcr

PH

CODcr

PH

CODcr

8.1－8

6200

5

4000

7.5

2176

8.6－8

7820

4.5

2980

7

1600

8.9－8

11200

5

5420

7

1340

8.13－

8900

5

4200

7.5

1120

8.16

11400

4.5

5720

7.5

1640

8.17－

11400

5

5800

7

2000

8.21－

8780

5

4360

7

1482

8.23

11520

5

6000

7.5

2560

（一）厌氧系统培养初期

厌氧折流板应器共分成10格，内悬挂半软性填料，规格为Φ120mm。

7月16日加入污水车间厌氧污泥近1m3平均分布到折流格的每一格中，并注满少量稀释后的

污水 。放置6天后，出现大量气泡冒出后再注入微电解沉淀后的出水

（控制CODcr2000－3000mg/L），并投加500g高效菌种；此时单元产气量减少，这说明此

时的系统不大适应这种污水，产甲烷菌受到控制。

7月26日系统产气量增大，在水面上漂一层泡沫浮渣，这说明此时大部分细菌开始适应并

生长，开始进入中期培养。

（二）厌氧系统培养中期

8月1日开始提高厌氧负荷，发现厌氧出水COD偏高时，通过水泵进行循环促进系统水力

搅拌，促进挂膜；8月23日，进水COD提升至6000mg/L左右，系统出水COD在

1100mg/L－2500mg/L,去除率平均在58％左右。详见表-2。

（三）厌氧系统培养稳定期

9至10月份，系统产气量增大，说明甲烷菌活性比较高。此时系统对COD的降解基本上

比较良好，进水浓度在4000mg/L至7600mg/L之间，出水COD稳定在      

2000mg/L～1200mg/L之间，系统对有机物的去除率基本上在74％左右，厌氧处理基本上

达到预期效果。

3.3 好氧效果

该污水NH3高达1200－2000mg/L左右，用现行脱氮好氧处理工艺出水无法达标，甚至无法

正常运行。因此好氧系统采用我公司专利技术——曝气生物滤池（I-BAF）结合高效微生

物菌种。I-BAF工艺全称为固定化高效微生物–曝气生物滤池，是在固定微生物技术（IM）

基础上，结合曝气生物滤池（BAF）发展而成的污水处理新工艺，对高氨氮水处理效果很好，

已在多家高氨氮废水处理工程中应用，出水氨氮均小于15mg/L。

（一）好氧培养

8月20日取部分厌氧出水用自来水稀释后（控制COD在1000mg/L左右）加到好氧系统。在好

氧系统里投加B350等高效微生物750g，闷曝4天，测得系统中污水COD为600mg/L左右，

NH3小于15mg/L。接着每天加入一定量的原水进行培养，随着微生物膜的形成，在保证系统

去除率的前提下，渐渐加入进水量逐步增加负荷。8月31日，厌氧出水接入好氧系统开始连

续运行，好氧进水COD在2000mg/L-1200mg/L，NH3-N在1200mg/L-1800mg /L之间；出水

COD在700mg/L-400mg/L之间，NH3-N<15mg/L.。处理每m3废水加烧碱量大约为1Kg。

9月26日—9月28日，好氧系统进行NH3-N冲击负荷实验，好氧进水NH3-N提高至2700mg/L

左右，此时系统出现第一格开始有异味，经过检测后发现第一格NH4+-N有所积累，好氧最

终出水NH3-N偏高；9月27日后，好氧进水NH3-N浓度恢复正常，9月28日后好氧出水

NH3-N又达到15mg/L以内。可以看出好氧系统所能承受的进水NH3浓度应小于2000mg/L,

否则出水NH3-N无法达到排放标准。好氧系统微生物培养训化阶段数据详见表-3。

   表-3好氧系统微生物培养驯化阶段实验监测数据

                                                 单位：mg/L   除PH外

日期

 

厌氧

好氧

出水

出水

去除率%

8.31-9.1

CODcr

2720

528

80.6

NH3-N

1512

34

97.9

9.2

CODcr

1700

648

61.9

NH3-N

1400

8

99.4

9.3-9.4

CODcr

1850

600

67.6

NH3-N

1450

7

99.5

9.6-9.8

CODcr

1200-1400

600-660

 

NH3-N

1250-1850

<15

 

9.14-9.17

CODcr

1824

660

63.8

NH3-N

1400

<15

99.1

9.18-9.25

CODcr

1560-1700

550-436

 

NH3-N

1250-2000

<15

 

9.26

CODcr

1740

456

73.8

NH3-N

2492

84

96.6

9.27

CODcr

1440

360

75

NH3-N

1540

20

98.7

9.28

CODcr

1540

300

81

NH3-N

1500

14

99.1

9.29-10.3

CODcr

1136-1500

300-400

 

NH3-N

1500-1800

<15

 

9月27日—10月3日，好氧进入稳定运行阶段进水CODcr控制在2000mg/L以内，

NH3-N控制在1600mg/L左右；好氧出水CODcr基本在400mg/L左右，NH4+-N小于15mg/L，

通过混凝沉淀后出水CODcr在300mg/L左右，投加聚合氯化铝最佳量为0.05％，即吨水加药量

为0.5kg。

（四）硝化速率与COD/ NH3-N探讨

从以上数据可以看出，好氧系统硝化速率基本在0.25-0.5Kg/m3.d之间；当系统

COD/NH3-N<1：1.5时，硝化速率下降，出水氨氮偏高。常用的硝化反硝化工艺所要求的

COD/ NH3-N理论上再8－10，而采用I-BAF系统其所要求的 COD/ NH3-N>1~1.5就可以满足

硝化需求，而且保持良好的去除效率，这主要由于我们采用经过基因改良的高效微生物菌种，

其对于高氨氮废水有专性去除。

4  实验结论分析

4.1 实验中的微电解预处理技术先进，工艺合理，给生化系统提供了极好的条件。经过FCD微电

解处理后，有大量的铁盐生成及钙镁离子和硫释放出来形成沉淀，在不耗能、不加药的情况下，

既去除了大量无机污染物，降低污染浓度，又提高了污水的可生化性，大大减轻了生化系统的

负荷。

4.2 系统运行两个多月来加碱量基本保持在0.2％-0.35％，比硝化反硝化工艺减少80％左右，好

氧出水的物化系统加絮凝剂量也仅为0.03％-0.05％。

4.3 通过中试可以看出，但好氧系统进水NH3-N浓度高于2000mg/L时，会出现NH3-N积累从而

导致系统受到抑制，故需要注意的是：本次试验所适应的NH4+-N浓度必须低于2000mg/L；并

且要求好氧系统PH在6-8.好氧硝化速率在0.25-0.5kg/m3.d之间，去除率在99％左右，要求的必

须C/N>1：1.5。

4.4 本技术不仅承载污染负荷高，抗冲击力强，运行稳定，而且加药量少，运行费用低，出水

水质好。