固定化厌氧微生物处理四环素废水的研究_刘建广

第7卷1994年第2期环境科学研究ResearehofEnvironmentalSeieneesVol.7,No.2Mareh1994固定化厌氧微生物处理四环素废水的研究‘刘建厂‘’黄霞俞毓馨(清华大学环境〔程系.北京1。。。84)摘要采用PVA一硼酸法固定化微’!屯物作幼街相厌社l艺中的产甲烷相,进行厂四环索废水的处理试验.并与一般U八用飞产甲烷相进行了比较结果表明固定化微’!~物产甲烷tI1具有较高的污泥活性和抗冲击负荷能力.其C()D去除率达65%一75%,高十一般UASI玉反应器.1.兵(l较高的污泥活性和抗冲击负荷能力。关键词固定化次氧微’{物PvA四环索废水固定化微生物(简称IMC)技术最初起源于生物发酵工业。由于其处理效率高,产泥量少,处理装置占地面积小,并能选择性地固定一些生长缓慢的特殊菌种,近年在废水处理,特别是含难降解工业废水处理中也得到了广泛关注〔‘,几。在微生物的固定化中,最常用的方法之一是包埋固定法。其中,PVA一硼酸法由于形成的PVA凝胶强度较高,毒性小,价格较低,应用较为广泛。但PVA凝胶的强度在高温时常变低,不适用于废水的厌氧处理。在本研究中,首先对PVA凝胶的强度和稳定性改善进行了尝试,然后以PvA固定化微生物为产甲烷相,用两相厌氧工艺处理四环素结晶母液废水,并与一般两相UASB工艺进行了比较。试验采用的两相厌氧装置与流程见图1。产酸相为普通升流式厌氧反应器,容积1.2L。产甲烷相有两个,一个为IMC反应器,容积0.45L;另一个为UASB反应器,容积1.8IJ,同时由产酸相供水试验装置与试验方法试验装置与流程i式验装置与流程1.1图1水槽泵产酸相3一产甲烷相水封6一煤气表收稿日期:1993一08一11‘国家自然科学从余资助项[J。“现在山东建筑l_程‘、产院(邮编:2刘。l牛)。产酸相和UASB产甲烷相的污泥分别取自北京啤酒厂废水处理厂污泥和本实验室DOI：10.13198/j.res.1994.02.44.liujg.009第2期刘建广等:固定化厌氧微生物处理四环素废水的研究预先用四环素废水驯化好的污泥。产酸相的HRT为3h,两个产甲烷相的HRT均控制在24h,试验温度为35C。LZIMC小球的制备方法IMC小球的制备步骤见图2。相同量的PVA溶液(浓度16%)与浓缩厌氧污泥混合后滴入饱和硼酸溶液中。为了强化PVA小球的强度,事先用NaZC03将硼酸溶液的pH调整到6.8。将在硼酸溶液中交联ld的PVA小球片入5一10C水中硬化4d。PVA的交联试验.结果发现PVA凝胶小球中未交联的成分溶出较多.见表2;当温度大于3oC时,PVA凝胶变软。表2浸没PVA小球蒸馏水的T()C变化时间(d)T(汇(mg/l)pHi周整未经pH调整(16写)08.28.211041167420318206280206382902230(温度<10℃PH=6.8)5~10,C的水中硬化4d图2IMC小球的制备步骤厌氧污泥取自UASB反应器,并用离心机浓缩。1.3废水水质废水取自某制药厂四环素结晶母液,其水质见表1。经草酸回收,并将废水COD稀释到100一600omg/L后,作为试验用水。表1四环素结晶母液废水水质COD13()DspH四环素1800068504.注:除pH外单位均为mg/I。试验结果与讨论PVA小球的强度和稳定性最初不调整硼酸溶液的pH,进行了后几经尝试,决定用‘NaZCO:事先将硼酞溶液pH调整到6.8左右,并将交联好就PVA凝胶置入低温水中进一步硬化。结果可减少TOC成分溶出.见表2。此外,PVA小球的强度和稳定性也得到大大改善.在较高温度下使用,强度和稳定性无明显变化。2.2四环素废水的COD去除效果如图3所示.当进水C()D<35O0mg/L,即产酸相出水COD<3000mg/IJ,产甲烷相承受C()D的容积负荷<3.0kg/(m3·d)时.IMC产甲烷相的C()D去除率达65%一70%,去除容积负荷最高达2.1kg/(m3·d)。以两相计时COD去除率为70%一75%。而UASB产甲烷相的COD去除率仅为60%一65%,去除容积负二最高为1.95kg八m月·d)。以两相计时COD去除率为69%左右。当进水COD超过350omg/L时,UASB反应器受冲击负荷影响较大,COD去除率明显下降,出水55也明显增加。当进水负荷降低后.其去除效果恢复较慢。而IMC反应器COD去除率变化较小.进水负荷一旦降低.其去除效果很快恢复,表现出较高的稳定性。当产甲烷相的承受COD的容积负荷<3.okg/(m“·d)时,C()D去除容积负荷与承受环境科兮研究第7卷UASB反应器中(?()D去除效果低于】MC反应器的主要原因之一是废水中含有较高浓度的的四环素(COD为20。一35。。mg/IJ时,四环素浓度为1