抗生素生產(chǎn)廢水厭氧處理分析
時(shí)間:2022-11-09 09:00:22
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摘要:抗生素生產(chǎn)廢水是一種難降解的高濃度有機(jī)廢水,目前國(guó)內(nèi)治理技術(shù)不多且不夠成熟,已建成的治理工程,投資和處理費(fèi)用較高。為提高對(duì)該廢水的處理效果,有必要對(duì)該廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,以尋找最佳處理工藝和參數(shù)。
抗生素廢水是一種色度高、降解難度大、含生物毒性多的高濃度有機(jī)廢水,其來(lái)源主要是發(fā)酵液提取抗生素的殘液,其主要成分有生物發(fā)酵后的代謝產(chǎn)物、殘留抗生素、表面活性劑、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)溶劑、菌絲體等。目前,國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家采用生化處理技術(shù)對(duì)該類廢水經(jīng)行處理,但由于工藝不夠成熟,且投資和運(yùn)行費(fèi)用高,處理效率低,有必要進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的實(shí)驗(yàn)研究,以解決在實(shí)踐運(yùn)行中存在的問(wèn)題,為企業(yè)治理工程改造提供技術(shù)支撐。
1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
(1)培養(yǎng)馴化能適應(yīng)該廢水的厭氧微生物。(2)尋找厭氧微生物的對(duì)該廢水的耐受閾值,并探討較理想的水力運(yùn)行參數(shù)。(3)研究探討pH值、溫度、抗生素殘留對(duì)厭氧反應(yīng)的影響。
2試驗(yàn)方法與步驟
2.1試驗(yàn)裝置與儀器。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。實(shí)驗(yàn)器材有:顯微鏡、恒溫電烘箱、分析天平、COD測(cè)定儀、pH計(jì)等。2.2實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。主要有厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng),厭氧污泥的培養(yǎng)與馴化;通過(guò)調(diào)整進(jìn)水COD濃度、水力停留時(shí)間及反應(yīng)器污泥濃度,確定最佳污泥負(fù)荷。2.3實(shí)驗(yàn)步驟。(1)以初期培養(yǎng)污泥為種泥投入罐中,依次按比例加入制藥廢水,在混合均勻后測(cè)定COD和pH值,此后每隔12小時(shí)測(cè)定COD和pH值,對(duì)比前后COD值并計(jì)算去除率,至去除率穩(wěn)定后可認(rèn)為污泥以基本適應(yīng)廢水。在更換50%的上清液后按比例增加廢水量,反復(fù)按此進(jìn)行,直至進(jìn)全廢水,此時(shí)認(rèn)為培養(yǎng)成功。若遇COD去除率驟然下降或極不穩(wěn)定時(shí),停止進(jìn)水,并以生活污水加以調(diào)整,此時(shí)上一比例可以認(rèn)為是該廢水的最大耐受濃度。(2)在此進(jìn)水濃度下,調(diào)整停留時(shí)間,分別為12h、24h、36h、48h、60h、72h……,觀察COD去除率的變化,以考察較理想的停留時(shí)間。(3)觀察pH值變化,并討論其對(duì)處理效果的影響;不定期測(cè)定水溫,考察其對(duì)厭氧微生物生長(zhǎng)情況和COD去除率的影響;考察抗生素殘留對(duì)處理效果的影響。
3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析
3.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。污泥接種馴化完成后,從5月23日至6月11日進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。起初進(jìn)水10%、20%,72小時(shí)COD去除率保持在35%~40%,隨著進(jìn)水比例的增加,去除率逐漸提高,在100%進(jìn)水狀態(tài)下,COD去除率達(dá)到70%以上,而且運(yùn)行穩(wěn)定。3.2COD去除率與部分水力參數(shù)的分析3.2.1進(jìn)水比例與COD去除率。考慮到各進(jìn)水比例最具代表性的進(jìn)水時(shí)間,均取3d作比較,結(jié)果如圖3所示,該圖顯示,隨著進(jìn)水量比例的增加,COD去除率效果逐步增大,但不呈線性增長(zhǎng)。由于厭氧菌在此環(huán)境下難以將COD降至一個(gè)較低水平,結(jié)果正常。3.2.2不同水力停留時(shí)間對(duì)COD去除率的影響。由圖4可以看出,COD去除率隨著水力停留時(shí)間的增加,先有所下降,之后上升,隨后趨于穩(wěn)定。3.3其它因素對(duì)厭氧反應(yīng)的影響。3.3.1pH值的變化情況數(shù)據(jù)顯示,全過(guò)程的pH值始終在7.0~9.0之間,雖然偏高,但對(duì)厭氧反應(yīng)沒(méi)有較大影響。主要原因是原水呈堿性,在消化罐混合均勻的情況下,不會(huì)出現(xiàn)局部酸化現(xiàn)象。3.3.2溫度的變化情況對(duì)反應(yīng)的影響。污泥培養(yǎng)初期,氣溫較低,微生物生長(zhǎng)較慢,反應(yīng)效果不理想。5月份以后平均溫度在30℃左右,培養(yǎng)速度明顯加快,反應(yīng)效果也較為理想,這顯示溫度是影響厭氧菌繁殖的一個(gè)非常重要的因素。3.3.3抗生素對(duì)微生物的影響??股厥俏⑸锎x過(guò)程中產(chǎn)生的能殺死其它微生物或抑制其它微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)。由于不同的抗生素作用部位不同,故抗菌素只對(duì)某種或某些微生物有效??咕貙?duì)微生物的影響有以下幾個(gè)方面:(1)有些抗菌素可抑制革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁中肽聚糖的合成,使細(xì)胞壁合成受阻,菌體失去細(xì)胞壁的保護(hù)作用。(2)某些抗菌素可破壞細(xì)胞質(zhì)膜,抑制微生物蛋白質(zhì)合成,同時(shí)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。(3)絕大部分抗菌素都能和核糖核蛋白結(jié)合,抑制微生物蛋白質(zhì)的合成和酶的活性。(4)干擾核酸合成。
4結(jié)束語(yǔ)
(1)該類廢水的污染物結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,它是一種較難處理的廢水,但由于實(shí)驗(yàn)室廢水在處理前已與車間其它廢水混合,降低了毒性,故實(shí)驗(yàn)室效果較為理想。有必要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)廢水混合前后及處理前后相關(guān)毒性指標(biāo),以考察微生物毒性對(duì)厭氧處理效果的影響。(2)考慮各進(jìn)水比例的處理效果,特別是高進(jìn)水比例的處理效果,水力停留時(shí)間3d為宜;廢水呈堿性,在實(shí)際反應(yīng)中,其不同高度和徑向混流不均;溫度對(duì)厭氧效果影響較大。在培養(yǎng)初期,環(huán)境溫度過(guò)低將嚴(yán)重影響厭氧菌的繁殖。30℃以上的溫度可很好的促進(jìn)厭氧菌的生長(zhǎng)。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,厭氧處理去除率達(dá)到73%,但剩余COD仍高達(dá)2000mg/L,對(duì)后續(xù)好氧處理影響較大。建議在厭氧處理前進(jìn)行預(yù)處理,降低負(fù)荷的同時(shí)提高廢水的可生化性,從而提高厭氧處理效果,降低COD指標(biāo),確保處理后出水達(dá)標(biāo)排放。
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作者:夏怡 寇天遨 單位:1.遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學(xué)院 2.沈陽(yáng)建筑大學(xué)