鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水中試處理研究

鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水屬于生產(chǎn)廢水，博d5cod約為0.7。理論上，它是一個容易分解的廢水。然而，由于廢水中含有大量有機污染物、氮h-4-n、硫酸鹽和對微生物有抑制作用的殘余抗生素，因此很難將其處理得很困難。若采用傳統(tǒng)的厭氧/好氧工藝處理,將使得處理工藝變得相當(dāng)復(fù)雜或者處理效果無法保障。目前,國內(nèi)開展了很多抗生素生產(chǎn)廢水治理的研究,但針對鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水治理的研究還較少。筆者采用高效好氧生物反應(yīng)器(HCR)/水解酸化/循環(huán)活性污泥法(CAST)組合工藝對鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水進(jìn)行了中試處理研究,考察了該工藝的處理效果和運行參數(shù)控制。1材料和方法1.1飼料級金霉素生產(chǎn)廢水實驗用水取自某抗生素生產(chǎn)公司生產(chǎn)車間的生產(chǎn)廢水,該集團主要生產(chǎn)各種劑型規(guī)格的飼料級金霉素和鹽酸金霉素,其中鹽酸金霉素年產(chǎn)量達(dá)500t,該生產(chǎn)廢水中鹽酸金霉素殘留量為200~300μg/L,廢水水質(zhì)見表1。1.2hcr法HCR接種污泥取自該公司廢水處理站SBR池內(nèi)的好氧活性污泥。污泥馴化過程中,首先向HCR中注入清水并曝氣,對污泥進(jìn)行漂洗,排出沉降性能不好的污泥。之后,間歇性向HCR中注入鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水,并逐漸調(diào)整進(jìn)水流量,15d后,污泥形成的絮體逐漸增大,且沉降性好,經(jīng)顯微鏡鏡檢發(fā)現(xiàn),微生物的生長狀況良好,數(shù)量逐漸增加。1.3流程和實驗設(shè)備1.3.1工藝中試實驗在該公司生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行,實驗工藝流程見圖1。1.3.2ast反應(yīng)器為了節(jié)省中試模型制作費用,HCR采用該公司廢棄的鐵板焊接而成,體積為4.2m3,高6.6m,HCR結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。水解酸化池和CAST反應(yīng)器由該公司廢棄污水處理站的沉淀池改造而成,水解酸化池尺寸為4.5m×2.3m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為39.33m3,池內(nèi)裝有填料;生物選擇器尺寸為4.5m×2.3m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為39.33m3;CAST反應(yīng)器尺寸為8.4m×3.7m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為118.10m3,內(nèi)設(shè)1臺攪拌機,采用微孔曝氣。2結(jié)果與討論2.1hrc對污染物的去除效果2.1.1od的去除效果本研究依靠提高進(jìn)水流量來提高HCR中的COD容積負(fù)荷,從第2天開始,隔天測定HCR出水的COD去除效果,結(jié)果見圖3。由圖3可見,隨著進(jìn)水流量的增加(1.0~6.8m3/d),COD容積負(fù)荷為9.48~21.60kg/(m3·d),COD容積負(fù)荷達(dá)到最高(即運行到第52天)時,HCR達(dá)到最佳運行效果,出水COD約為6000mg/L,COD去除率約為70%。2.1.2出水nh+4-n的測定結(jié)果考慮到HCR運行初期對NH+4-N去除效果較差,本研究從HCR系統(tǒng)運行的第18天開始,隔天監(jiān)測出水NH+4-N去除效果,結(jié)果見圖4。由圖4可見,當(dāng)HCR的COD容積負(fù)荷(見圖3)達(dá)到最高時,出水NH+4-N約為2200mg/L,NH+4-N去除率約為14%。2.2運行時間及分配在鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水中,一般COD高達(dá)20000mg/L左右,且含有大量難降解的有機物和殘留抗生素,對微生物會產(chǎn)生抑制作用。經(jīng)過HCR處理后,鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水中易降解的有機物大部分已被去除,剩余的主要為難降解有機物,而經(jīng)水解酸化處理后,可大大提高廢水的可生化性,進(jìn)而提高CAST工藝對難降解有機物的去除率。由于本中試試驗現(xiàn)場條件有限,所以未能對經(jīng)過水解酸化的出水處理效果進(jìn)行測試。CAST工藝的運行周期主要包括進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、閑置5個階段。采用1天1個周期運行,各階段具體時間分配見表2。本研究中,CAST工藝進(jìn)水COD、NH+4-N質(zhì)量濃度分別控制在6000、2200mg/L左右。2.2.1cod的去除從CAST反應(yīng)器運行的第2天開始,隔天測定出水COD去除效果,結(jié)果見圖5。由圖5可見,經(jīng)過CAST處理后,出水的COD去除效果較好,當(dāng)CAST反應(yīng)器達(dá)到最佳運行效果(即運行到第50天)時,COD去除率高達(dá)94%以上,出水COD低于350mg/L,此時進(jìn)水流量為8.0m3/d。2.2.2cast預(yù)處理nh+4-n的協(xié)同處理效果從CAST反應(yīng)器運行的第2天開始,隔天測定出水NH+4-N去除效果,結(jié)果見圖6。由圖6可見,經(jīng)過CAST處理后,出水的NH+4-N去除效果也較好,當(dāng)CAST反應(yīng)器達(dá)到最佳運行效果(即運行到第50天)時,出水NH+4-N約為400mg/L左右,去除率高達(dá)82%,此時進(jìn)水流量為8.0m3/d。2.3不同技術(shù)操作的影響因素2.3.1出口溫度和水力停留時間HCR工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L(以HCR出口為準(zhǔn));最佳水溫為20~30℃;HCR達(dá)到最佳運行效果時,水力停留時間為15h左右;系統(tǒng)運行過程中,鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水pH對運行效果無影響。2.3.2cast出口溫度CAST工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L(以CAST出口為準(zhǔn));最佳水溫為18~23℃,與室溫一致;最佳pH為5~8,與進(jìn)水的pH一致。3cast工藝運行情況(1)HCR工藝處理鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水過程中,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)最高COD負(fù)荷時,出水COD、NH+4-N分別約為6000、2200mg/L,去除率分別約為70%、14%。(2)CAST工藝處理鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水過程中,出水COD低于350mg/L,去除率可達(dá)94%,出水NH+4-N約為400mg/L,去除率可達(dá)82%。(3)HCR工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L;最佳水溫為20~30