维生素C工业废水处理综述

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摘要：分析了Vc废水的来源及水质特点，综述了生物法、化学法等在Vc废水处理中的应用。

关键词：Vc废水；废水处理；

Abstract: analysis of the source and quality characteristics of Vc wastewater, biological method, chemical method in the treatment of Vc wastewater was reviewed in this paper.

Keywords: Vc wastewater; wastewater treatment;

中图分类号：S141.8 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言：目前国内Vc生产采用的是两步发酵工艺，以山梨醇、玉米浆、多种无机盐、盐酸、乙醇等l8种原料，经发酵、提取、转化、精制而成，生产工艺复杂，原料平均利用率较低。Vc废水主要包括高浓度废水和低浓度废水，废水整体呈酸性，且COD浓度很高。这样的废水如不加以处理直接排放，必将对自然水体和周围环境造成严重污染。

1 Vc生产废水来源及其水质特征

1．1 Vc生产废水来源

Vc生产主要原料为山梨醇，Vc废水主要来源及各工段废水中主要为高浓度有机污染物，包括乙醇、乙酸、菌丝体蛋白质、古龙酸、Vc等，还含有铵态氮及各种无机盐等，水质总体偏酸性。

1．2 Vc废水的水质特征

(1)COD浓度高；

(2)水质水量变化大，且高浓度废水间歇排放；

(3)混合废水水质偏酸I生

(4)废水色度高，且为真色。

2 Vc废水的处理方法目前国内主要以生物法对Vc工业废水进行处理。

2．1 生物法

Vc生产废水属于高浓度有机废水，含对微生物有毒或抑制性物质少，可生化性较好，因此，国内外常用的Vc废水处理方法是生物法。根据作用微生物的不同，生物处理方法可分为好氧处理和厌氧处理。

2．1．1 厌氧生物处理工艺

厌氧生物法是指无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中各种复杂的有机物分解为甲烷和二氧化碳等物质的过程，同时把部分有机质合成细菌体，通过气、液、固分离，使废水得到净化的一种废水处理方法。目前新建的Vc废水处理工程主要采用高效厌氧反应器，主要有UASB、EGSB、Ic等，其主要特点有；有机负荷率高；单位容积反应器的生物量高；污泥与废水混合充分；污泥活性高、沉降性能好、粒径较大、强度较好等。

2．1．2 好氧生物处理工艺

好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法。氧化塘和土地处理法即自然生物处理。氧化塘有好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘等。土地处理法有灌溉法、渗滤法、浸流法及毛纫管净化法等。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体好氧处理有机废水的生物处理方法，这种生物絮体叫做活性污泥。它是由具有活性的微生物(包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等)，微生物自身氧化的残留物，吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物和无机物组成。其中，微生物是活性污泥的主要组成部分，而细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心。活性污泥法能够去除废水中的有机物，是经过吸附、微生物代谢、凝聚和沉淀3个过程完成的。

2．1．3 厌氧一好氧组合生物处理工艺

单独采用厌氧生物法或好氧生物法处理高浓度Vc废水，往往不能达到国家排放标准，需组合其他处理技术或将两种生物法组合起来对Vc废水进行处理。采用uASB～ 好氧处理工艺，其中的好氧工艺使活性污泥法和接触氧化法有机结合，组合工艺处理负荷高，运行成本较低，出水水质稳定，操作运行简单，且投资较小。

2．2 MBR工艺处理

维生素C 生产制造工艺复杂,无论是莱氏法还是两步发酵法,在发酵、提取、洗涤、萃取等工序都在产生大量的废水,且成分复杂,处理难度高,含有难生物降解和抑菌性有毒有害物质。这也必然造成废水处理工艺的复杂和运行管理的困难。为探索维生素C生产废水的治理,为此在安徽某维生素生产企业进行了为期60 d 的MBR 工艺改造中试实验。

2.2.1废水处理系统

2.2.1.1废水工艺流程和说明

目前废水总量为20 000 m3Pd ,废水根据生产工艺及辅助工序大体分为3 部分:冲洗混合废水,高浓度生产废水和低浓度废水。

根据废水水质情况,具体工艺流程如图1。

图1 废水处理流程图

2.2.1.2废水处理系统运行情况以及存在问题

系统整体运行中,UASB 运行情况良好,CODCr 去除率能达到90 % ,冲洗混合废水运行情况也良好,经过厌氧和好氧组合后进入调节池2 的出水CODCr浓度在500 mgPL 左右。调节池2 废水CODCr 浓度基本在2 000～3 000 mgPL 。运行中问题主要在调节池2 后的组合生化系统:

(1) 兼氧池曝气管双向进水,容易造成曝气管堵塞。

(2) 接触氧化池曝气管均连通,损坏严重,好氧系统不能正常曝气。

(3) 接触氧化池中波纹填料老化,且污泥附着结块,造成部分填料坍塌。

(4) 接触氧化池污泥分布不均匀,微生物生长环境恶化。

(5) 污泥沉淀性能差,出水含泥量高。

2.2.1.3处理工艺的改造以及MBR 工艺的提出MBR 工艺是将现代膜分离技术与传统生物处理技术有机结合起来的一种新型高效污水处理及回用工艺。MBR 工艺具有占地面积小,容积负荷高,泥量少,易工艺改造等特点。一方面生物反应器本身对有机物的降解作用,另一方面是膜对有机大分子的截留作用。大分子物质被膜截留后停留在反应器内,获得了比传统的活性污泥法更多地与微生物接触的时间,并有助于某些专性微生物的培养,提高了反应器的去除效率[1 ] 。为此,在废水处理系统中的调节池2 取水,展开了MBR 工艺改造的中试实验研究。

2.2.2MBR工艺实验

2.2.2.1实验水质和装置调节池2 水质为实验用水,水质指标见表2。

表2 调节池2 水质mgPL (pH除外)

本次实验装置为一体好氧浸没式MBR。池体容积100 L (有效容积80 L) ;膜件外压式PVDF 中空纤维微滤膜,面积为1 m2 ,膜孔径012μm ,最大出水能力12LPh ;其他组件气泵、进水泵、出水泵、真空表等。

2.2.2.2实验与分析

2.2.2.2.1MBR 系统的启动

2.2.2.2.2污泥原始处理效率考察

此次污泥接种取原处理系统的二次沉淀池好氧污泥,接种污泥浓度控制在8 000 mgPL左右。系统按照6 LPh 的进出水流量连续运行。水力停留时间14 h左右。溶解氧控制在2 mgPL 左右。按此工艺条件反应器运行了7 d ,运行情况见图2。

从图2 中可看出CODCr 的去除率从7313 %一直下降到43 %。说明,微生物的活性低下,大量的微生物被氧化,死亡;不能降解的大分子有机物因为膜的阻截,一直停留在反应器中。导致反应器和出水的CODCr上升。为此,对微生物进行驯化处理。

2.2.2.2.3微生物驯化阶段

反应器从第8 d 开始,反应器停止进出水,适当曝气。随着时间的增加,反应器的养份不断被消耗,污泥浓度不断下降,适应能力强的微生物生存下来,并且得到了富集。适应能力差的微生物进行内源呼吸,被氧化,死亡,且污泥浓度不断降低。反应器的CODCr也随着降低。

2.2.3 结论

不同的运行条件下比较发现,工况一的控制条件较工况二合理经济。且对CODCr 平均去除率能达到90120 % ,氨氮的平均去除率为89195 %。达到(GB897821996) 标准中的医药行业的二级排放标准。MBR 工艺的选用,可对原废水处理系进行简单明了的改造,把兼氧池和好氧池改造成MBR 反应池。沉淀池可以取消,能很好的解决了原系统流程复杂的缺点,好氧组合生化池中填料易堵塞,充氧困难;出水不稳定,含有大量的悬浮物的缺点。MBR 高负荷,低停留时间的特点使系统节约了大量的有限空间。更为重要的是,在水资源短缺的北方地区,MBR 出水因为通过膜的过滤,可以很方便的通过纳滤或者是反渗透对水做进一步的深度处理,从而达到回用水的要求。

参考文献：

[ 1 ] 樊耀波. 水与废水处理中的膜生物反应器技术. 环境科学,1995 ,16 (5) :79281.

[ 2 ] 周明,傅金祥等. 气水比对一体式膜生物反应器的影响. 沈阳建筑大学学报(自然科学版) ,2005 ,1(21) :15218.