复合微氧水解_好氧工艺处理抗生素废水_祁佩时

复合微氧水解-好氧工艺处理抗生素废水＊祁佩时丁雷刘云芝黄华山(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江150090)韩洪彬(哈药集团制药总厂,黑龙江哈尔滨市150086)摘要介绍了复合微氧水解-好氧工艺的工艺原理,分析了该工艺在抗生素废水处理中的特性。工程运行状况表明,该工艺抗冲击负荷能力强、环境条件好且易于管理,实现了难降解抗生素废水的综合处理。关键词复合微氧水解酸化抗生素废水＊黑龙江省科委重大科技攻关项目(Z99A11-4)0引言抗生素通常采用半合成或化学发酵合成的方法生产,基于它的生产特性,使得抗生素生产废水具有有机物含量高、生物毒性抑制性作用大、难降解物质含量多的特点,是典型的难生物降解废水。为此,国内外对抗生素废水处理工艺进行了大量的试验研究和工程实践。结果表明,采用厌氧和好氧生物处理具有处理效果好、运行成本低、稳定可靠等特点。但由于采用常规厌氧工艺处理抗生素废水时,废水中含有的高浓度的SO42-会对产甲烷菌(MPB)产生强烈的初级抑制和次级抑制,以致影响厌氧消化系统的正常运行。而单纯以好氧处理为主的处理工艺,其投资及运营成本均较高,废水的实际处理效率也较低。因而,开发更为经济有效的抗生素处理工艺技术十分必要。本研究以国内某大型抗生素生产废水处理工程为例,探讨了抗生素废水的复合生物处理工艺,分析了工程运行状况,取得了最佳的工艺参数,对推进抗生素废水处理技术进步,为实际工程应用提供技术数据。1抗生素废水水质特征由于抗生素生产工艺所限,使得抗生素生产废水中含有大量的发酵残余培养基质、发酵产生的微生物菌丝体、提取和精炼过程中添加的各种有机溶剂,残留抗生素含量也较高,废水成分极其复杂,生产废水水质如表1。由表1可见,抗生素废水的特征:(1)有机物含量表1抗生素废水水质项目CODCr(mg·L-1)SCODCODCrBOD5CODCrSS(mg·L-1)VSSSSSO42-(mg·L-1)总含盐量(mg·L-1)有机溶媒含量%中浓度废水1400～34000.80～0.870.35～0.42280～9000.85～0.90230～870470～19602～5高浓度废水6500～220000.85～0.900.30～0.382500～132000.87～0.95790～52501920～115807～12高,悬浮性、溶解性及胶体性有机物含量均较大;(2)悬浮物絮凝和沉淀性较差;(3)有机溶酶含量较大,抑制物多,毒性较强;(4)水质、水量随时间波动较大。这些都对废水的生物处理带来了较大影响。2废水处理工艺流程为了对废水进行有效的处理,生产废水在厂区内按浓度实现了分流,以满足不同的预处理需要。本工程采用了强化高浓度废水沉淀和水解酸化的方式进行预处理,具体废水处理工艺流程见图1。3主要处理工艺3.1复合水解酸化池水解酸化是污水生物处理厌氧消化三阶段理论图1复合微氧水解-好氧工艺处理抗生素废水工艺流程图的第一阶段,水解是微生物通过释放自由胞外酶和连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应,将悬浮性固体有机物质转变为溶解性有机底物,将难降解大分子物质转化为小分子物质的过程。酸化则是在胞内酶作用下将进入发酵菌的细胞内的小分子有机物质,分解为各种类型的挥发性脂肪酸(VFA),24环境工程2006年2月第24卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2006.01.006如乙酸、丙酸、丁酸以及乳酸等。水解酸化过程对CODCr的去除率并不高(一般不超过30%),但对改善废水的可生化性、改变难生物降解有机物质的好氧处理路径起到了重要的作用。本工程中采用复合式水解酸化池,池中设有穿孔曝气管进行曝气和搅拌,使DO浓度控制在0.2～0.5mgL之间。在本池的末端设有填料区,以增大水解酸化系统内的生物量,改善水流状态,强化微生物与有机底物之间的传质作用。根据中试研究结果,本工程的中浓度水解酸化停留时间为8～10h,高浓度水解酸化停留时间为14～16h。3.2复合好氧生物处理系统该工程中复合式好氧生物处理池为三元复合式,它结合了悬浮生长微生物和固定生长微生物处理系统的优点。在该池的前端设置了生物选择器,主要是构建较高浓度梯度的有机基质环境,以控制丝状菌的生长速率,该选择器为多格串联式,池中设有中孔曝气器,按缺氧方式运行;复合式生物池的中段为推流式生物曝气池,采用微孔曝气器曝气,是有机物降解的主要区域;在该池的末端设置了一个悬浮生物填料区,装有球形悬浮填料,该填料作用是生长世代时间较长的微生物,粘附易附着的微生物,增加系统内的生物种类,强化微生物与基质间的传质作用,改善污泥分离性能。4工程运行效果与特征分析4.1复合水解酸化池运行效果与特征分析复合水解酸化系统在微氧的条件下运行,其效能的平均状况如表2所示。表2复合微氧水解酸化系统效能%项目CODCr去除