膜生物反应器（MBR）处理青霉素废水试验研究

l2环境工程2005年8月第23卷第4期膜生物反应器(MBR)处理青霍素废水试验研究孙京敏袁怀雨(河北省环境科学研究院，石家庄050051)(北京科技大学，北京100083)任立人周崇辉田在峰韦会民(国家环境保护制药废水污染控制工程技术中心，河北石家庄050051)摘要在系统分析青霉素废水水质的基础上，研究了膜生物反应器工艺处理青霉素废水时的启动特点及影响因素，得到进水COD容积负荷应控制在5～8kg／md，污泥浓度在7～12g／L之间运行较为合适。关键词抗生素废水膜生物反应器MBR1前言从青霉素制药的生产原料及工艺特点中可以看出，该类废水为成分复杂、有机物浓度高、溶解性和胶体性固体浓度高、pH经常变化且可生化性较差的废水。一般所说的抗生素生产废水主要以废发酵液为主，对于生产车间的排水系统，除浓度高的污水外，还有浓度不定的实验室废水，生活污水和少量的废冷却水。青霉素生产废水的污染物主要是发酵残余营养物，包括发酵代谢产物、残余的消沫剂、凝聚剂、破乳剂和残留的抗生素及其降解物，以及酸、碱有机溶剂和其它化工原料等，成份复杂含量不定。本研究在系统分析青霉素废水水质的基础上，膜生物反应器工艺处理该类废水进行系统研究，较全面地考察膜生物反应器工艺处理该类废水影响系统运行的关键因素，解剖分析膜污染的过程和控制方法，为该工艺引入青霉素废水处理领域提供技术支持，以开发一种技术经济可行的青霉素废水处理工艺。2膜生物反应器的启动本研究采用一体两段式膜生物反应器(MBR)装置，见图1。膜组件采用聚偏氟乙烯浸入式中空纤维帘式膜，膜孔径为0．22,ttm。反应器有效容积为20L。2．1试验用水试验所用废水取自华北制药集团青霉素生产提炼车间。青霉素生产废水是发酵液经过正丁醇萃取后分离产生的，其中含有糖类蛋白质、醇类及青霉素的残余，并含有高浓度的硫酸根离子和高浓度的残留溶酶，因此为考察其不同浓度时水解酸化的效果，本*河北省环保局重点科技攻关计划项目、国家制药废水污染控制工程技术中心资助项目(省环科200404)格据好氧膜分离区l＼1膜件I＼I／，鼓风机图1二段式膜生物反应器试验中用自来水以不同倍数稀释并调整pH为中性后作为研究用水。通过对青霉素废水5d的测试平均水质见表1。表1青霉素废水水质mg／L(除pH)由1表可见，5次水样的BOD5／COD的平均测试结果为0．36，表明该类废水可生化性较差。这与微生物发酵法生产青霉素的生产工艺和所用的培养基有关，其生产周期为深层发酵170h，因此，微生物已在发酵过程中基本代谢利用掉培养基中易利用的有机物，如液糖、葡萄糖、玉米浆、玉米油，以及淀粉中部分成份，但发酵残液(即生产废水)中剩余的有机污染物中还有一定比例是不易被微生物利用的大分子量有机物质，它们对废水COD，有较大贡献，但又不易被降解去除，所以青霉素废水的生物处理过程中COD0较难去除，同时也是造成废水中BOD／COD小的主要原因。维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2005年8月第23卷第4期l32．2反应器的启动运行好氧反应活性污泥的培养与驯化采用逐步加量法。活性污泥取自华北制药集团青霉素车间生产废水处理站好氧曝气池，该废水处理站已运行多年，所以活性污泥已有一定的抗毒性。但为了提高活性污泥的浓度，在刚开始加料时，料液是自配置营养液与青霉素废水按一定比例混合而成的，连续加入膜生物反应器的好氧曝气池。自配置的营养液主要含一些微生物容易代谢的小分子，用来促进微生物增长速度，提高污泥含量，有利于微生物承受高浓度有毒物质的冲击，提高污泥的负荷和处理效率。根据此前作者所得到的膜生物反应器处理生活污水的经验，取营养液与青霉素废水的混合料液的COD浓度为400mg／L左右，经过l周驯化后，将COD浓度提高到800mg／L左右，此后每运行l周进料液COD浓度提高500mg／L左右，2个月后，进料液改为稀释后的青霉素废水经厌氧水解后的废水。此时经过一段时间的污泥驯化，污泥质量浓度达到了12g／L左右，同时新增加的污泥也被驯化，微生物逐渐有抵抗有毒物质的能力，并且能够降解大部分有毒物质。污泥培养期反应器运行情况见图2。从启动期的运行初步情况来看，膜生物反应器内保持了较高的有机物处理效率和负荷，在运行近2个月时，COD进水浓度提高到3000mg／L左右后，膜出水基本维持在300mg／L左右，进水负荷为7．8kg／m3·d，去除效率近90％，达到了较高的处理效率。在2003年5月15日，由于曝气装置临时出现故障，反应器中溶解氧变小，生化处理效果降低，膜出水达到了480rag／L，但调整设备后，很快达到原有处理效果，说明膜生物反应器具有较快的调整能力。本研究膜生物反应器以进水COD浓度为3000mg／L为基准起始浓度，开展研究。、40003000爱200(I8100