李 英

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建福州350007)

抗生素是微生物、動植物在其生命活動過程中所產(chǎn)生或經(jīng)化學(xué)方法合成獲得，能在低微濃度下有選擇性地抑制或影響某些生物機(jī)能的有機(jī)物質(zhì).抗生素生產(chǎn)過程中排放的廢水具有有機(jī)物濃度高、色度高、含難降解和對微生物有毒性的物質(zhì)，水質(zhì)成分復(fù)雜、可生化性差等特點［1］.僅使用單一物理化學(xué)方法處理成本高，普通的生化處理效果不理想.目前應(yīng)用較多的是預(yù)處理與生化處理相結(jié)合的方法［2］.某廠的廢水采用氣?。峄壣瓪飧」に囘M(jìn)行處理，工藝流程較長、系統(tǒng)較復(fù)雜，出水COD在400 mg/L以上，而且出水色度較高、氣味較重.通過分析該工藝的優(yōu)點和缺點，決定采用氣?。铮粞鯕飧υ搹U水進(jìn)行實驗，研究該工藝對廢水中COD的處理效果.

1 廢水來源與特點

某廠抗生素生產(chǎn)廢水主要來自于抗生素生產(chǎn)的發(fā)酵、分離、提取和精制等過程，主要包括以下幾個部分:

1)提取廢水.提取廢水是指經(jīng)提取有用物質(zhì)后的發(fā)酵殘液，所以有時也叫發(fā)酵廢水，含有大量未被利用的有機(jī)組分及其分解產(chǎn)物.另外在發(fā)酵過程中由于工藝需要采用一些化工原料，廢水中含有一定的酸、堿、有機(jī)溶劑等.

2)洗滌廢水.來源于發(fā)酵罐的洗滌、分離機(jī)的清洗和其他清洗工段及清洗地面等.

3)其他廢水.抗生素制藥廠大多有冷卻水排放，一般污染物濃度不大，可直接排放.

該廢水有機(jī)物濃度高、色度高、氣味重、成分復(fù)雜，含有微生物難以降解甚至對微生物有抑制作用的物質(zhì)，是一類難處理的工業(yè)廢水.

2 實驗用水與方法

2.1 實驗用水來源

實驗用水為用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)頭孢菌素C鈉鹽而產(chǎn)生的發(fā)酵殘液與洗滌廢水的混合廢水.

廢水的主要特點如下:

1)發(fā)酵殘液中COD濃度高(10～80 g/L)、固體懸浮物(SS)高(0.5 ～25.0 g/L)，但與洗滌廢水合并后，COD濃度降到12 000 mg/L以下.

2)存在生物毒性物質(zhì)，如殘留抗生素及其中間代謝產(chǎn)物、高濃度硫酸鹽、表面活性劑和提取分離中殘留的高度酸、堿、有機(jī)溶劑等;

3)pH值波動大，溫度較高，色度高，氣味重.

2.2 實驗用水水質(zhì)

為避免高濃度有機(jī)負(fù)荷與較大的水質(zhì)波動對生化系統(tǒng)的影響，實驗時對進(jìn)水進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂屨{(diào)節(jié).調(diào)節(jié)后的實驗用水水質(zhì)情況見表1，其中BOD5是指生化需氧量.

表1 實驗用水水質(zhì)

2.3 實驗方法

實驗工藝流程如圖1所示.

圖1 廢水處理工藝流程

預(yù)處理.廢水先經(jīng)沉淀去除部分SS后，進(jìn)入貯液箱用堿液調(diào)節(jié)pH值到9左右.進(jìn)入混凝氣浮裝置.

混凝氣浮.混凝劑為硫酸亞鐵與聚丙烯酰胺(PAM)，氣浮設(shè)備為加壓回流溶氣氣浮裝置，通過混凝氣浮去掉廢水中殘留的菌絲體和膠態(tài)物質(zhì)，同時降低廢水色度.

酸化.酸化池為厭氧折流式反應(yīng)器.在厭氧條件下，將高分子有機(jī)物降解為低分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性.酸化池水力停留時間(HRT)為8 h.

A2O反應(yīng)裝置.廢水經(jīng)水解酸化后，進(jìn)入A2O反應(yīng)裝置.A2O反應(yīng)裝置由厭氧池、兼氧池、好氧池和二沉池組成.厭氧池為完全混合池，內(nèi)設(shè)有攪拌器，實現(xiàn)廢水與污泥的混合，厭氧池HRT為5 h.兼氧池底部裝有穿孔曝氣管，HRT為8 h.好氧池采用完全混合式活性污泥法，池底部中間裝有微孔曝氣器，HRT為12 h.抗生素生產(chǎn)廢水中氨氮濃度很高，而采用A2O工藝不但可去除COD，還可起到脫氮的作用，以避免后續(xù)SBR受高濃度氨氮的影響［3］.

SBR反應(yīng)器.SBR反應(yīng)器為間歇運行.周期為12 h，其中進(jìn)水1 h(同時開始曝氣)，反應(yīng)8 h，沉淀1.5 h，排水 1.5 h.

臭氧－氣浮.將臭氧氧化與溶氣氣浮結(jié)合，同時完成有機(jī)物氧化、除色、脫嗅、消毒等多個過程.以臭氧代替空氣作為溶氣氣源，利用溶氣罐內(nèi)的壓力增強(qiáng)臭氧在水中的溶解，同時實現(xiàn)臭氧與廢水的接觸氧化.在分離區(qū)內(nèi)通過釋放器產(chǎn)生臭氧微氣泡，完成氣浮分離.實驗時臭氧平均投加濃度為25 mg/L.多余臭氧經(jīng)收集后接到預(yù)處理階段的貯液箱，對廢水進(jìn)行臭氧氧化預(yù)處理.

3 結(jié)果與討論

3.1 各單元對COD的處理效果

實驗用水為某頭孢菌素生產(chǎn)廢水，因廢水濃度波動較大，為避免負(fù)荷沖出對處理系統(tǒng)的影響，每批進(jìn)水進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂屩筮M(jìn)入處理系統(tǒng).當(dāng)反應(yīng)器啟動成功，穩(wěn)定運行一段時間之后，所測得的各主要處理單元進(jìn)出水中COD值及處理效率如圖2—5所示.

從圖2—5可看出混凝氣浮對COD的去除率在20%～25%之間;A2O對COD的去除率在62%左右，SBR對COD的去除率在78% ～85%之間;臭氧氣浮對COD的去除率在60%左右.

3.2 整個工藝系統(tǒng)對COD的處理效果

表2數(shù)據(jù)為反應(yīng)器啟動之后，穩(wěn)定運行一段時間，監(jiān)測所得整個工藝系統(tǒng)對COD的處理效果.

表2 處理系統(tǒng)進(jìn)出水COD與處理效率

從表2可看出，當(dāng)進(jìn)水COD的濃度在7 500～8 500 mg/L之間時，出水COD的濃度降到200 mg/L以下，COD去除率可達(dá)97.5%以上，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn).

從實驗過程及結(jié)果來看，進(jìn)水COD的濃度在小范圍波動時，處理效果不會產(chǎn)生大的影響，整個工藝運行情況、處理效果相對穩(wěn)定.

4 結(jié)語

1)該廢水經(jīng)混凝氣浮，COD平均去除率為22%，廢水顏色由褐色變?yōu)辄S色，色度得到較大的改善.

2)整個工藝系統(tǒng)對COD的去除率達(dá)到97.5%以上，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn).雖然本實驗主要是研究該工藝對廢水中COD的去除情況，但是從實驗結(jié)果來看，該工藝對廢水的濁度、色度和氣味也有良好的處理效果.

3)將臭氧與氣浮相結(jié)合進(jìn)行廢水處理，是一個新嘗試，還需進(jìn)一步研究.

［1］王才.制藥廢水生化處理試驗研究［J］.給水排水，1999，25(3):41 －45.

［2］李世忠，高冠道，張愛勇.化學(xué)絮凝法處理制藥廢水的中試研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2008，39(6):6 －10.

［3］黎永堅，胡曉東，熊紫娟，等.高濃度氨氮對SBR工藝處理制藥廢水的影響［J］.中國給水排水，2009，25(13):92－94.