耦合處理抗生素類工業廢水探討范文

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1試驗工藝流程及方法

1.1試驗工藝流程

在試驗裝置中，除微電解塔外，其余反應器采用的是有機玻璃池體。微電解塔材質為碳鋼(內涂耐酸堿防腐涂料)。填料采用某公司提供的新型催化活性微電解填料，由具有高電位差的金屬合金融合催化劑，并采用高溫微孔活化技術冶煉而成，密度1.0t/m3，比表面積1.2m2/g，空隙率65%，化學成分(質量分數):鐵75%～85%，碳10%～20%，催化劑5%。具有鐵炭一體化、熔合催化劑、微孔架構式合金結構、比表面積大、密度小、活性強、電流密度大、作用水效率高等特點，作用于廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩定，可避免傳統微電解工藝運行過程中的填料鈍化、板結等現象。微電解裝置設計進水流量Q=1000L/h，出水加堿進行酸堿調節，其經沉淀后經蠕動泵再進入后續試驗裝置。為便于研究“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝對工業廢水的處理效果，試驗中各生化處理單元池體的水力停留時間參考該污水處理廠的相應單元的水力停留時間，總停留時間與污水廠基本一致，各反應器具體尺寸及有效容積如表1所示。各個反應器之間水力連通，其中帶泥水自動分離的好氧池的污泥全部回流至厭氧水解池(進水流量q=30.0L/h)，進水、污泥回流及加藥均通過統一型號蠕動泵實現。

1.2接種污泥

試驗所用接種污泥直接取自該污水處理廠相應處理單元的活性污泥，無須進行培養。經鏡檢發現，活性污泥有大量的鞭毛蟲、鐘蟲等原生動物和輪蟲等后生動物，表明污泥活性很好。

1.3試驗水質及試驗方法

試驗在該工業區污水處理廠現場進行，參照該污水處理廠化驗室的監測數據，調節池出水主要污染物的日平均質量濃度為:進水CODCr235～667mg/L，NH3－N28.2～72.3mg/L，TP4.52～19.6mg/L，pH6～9。試驗裝置的進水取自污水處理廠調節池隨機時段的出水。小試系統經過1周調試成功后，在30L/h的水力負荷條件下，研究“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝去除CODCr、NH3－N和TP的效果。

1.4檢測項目及分析方法

試驗中檢測的主要污染物指標為化學需氧量(CODCr)、氨氮(NH3－N)、總磷(TP)和色度。水質分析方法均按照《水和廢水監測分析方法》測定。

2試驗結果與討論

2.1CODCr的去除

進水CODCr質量濃度為235～667mg/L，平均445mg/L，出水CODCr質量濃度為33～49mg/L，平均43mg/L，CODCr去除效率為83.4%～93.7%，平均去除效率為90.0%。進水有機物質量濃度波動較大，但經過該工藝處理后，出水水質相對穩定。分析其原因，是由于該工藝微電解單元新產生的鐵表面及反應中產生的大量初生態的Fe2+和原子H具有高化學活性，能改變廢水中許多有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈、開環，大分子變成小分子，難降解轉變成易降解;微電池電極周圍的電場效應也能使溶液中的帶電離子和膠體富集并沉積在電極上而除去;另外反應產生的Fe2+、Fe3+及其水合物具有強烈的吸附絮凝活性，能進一步提高CODCr處理效果。而該組合工藝的生物處理單元A2O首先利用厭氧工藝把廢水中大分子物質轉化為小分子有機物，提高廢水的可生化性，之后利用好氧工藝進一步處理廢水中的有機物，因而發揮了很好的生物降解作用。另外，生物處理單元生物濾池的濾材表面生成一層凝膠狀生物膜(細菌類、原生動物、藻類、茵類等)，從表面向內部逐步形成一個溶解氧梯度，填料及生物膜表面形成好氧區，往里是缺氧區，再往其內部形成缺氧區或厭氧區，形成無數個微小的A2O單元，具有很好的有機物生物降解作用。采用“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝處理以抗生素類制藥為主的混合工業廢水，進水CODCr濃度為235～667mg/L，出水CODCr濃度為33～49mg/L，達到一級排放A標準要求，取得良好的有機物去除效果，而且該工藝具有較強的抗沖擊負荷能力。

2.2NH3－N的去除

當進水氨氮質量濃度為28.2～72.3mg/L，平均44.8mg/L;試驗最終出水氨氮質量濃度為1.37～4.21mg/L，平均2.50mg/L;氨氮去除效率為90.4%～97.3%，平均去除效率為94.1%。根據這一理論，A2O單元同時具有好氧池、缺氧池和厭氧池，完全具有實現同步硝化、反硝化的條件，可以實現對氨氮的有效去除。在生物濾池，由于在某些孔隙結構復雜的填料表面及其內部形成的生物膜，從表面向內部逐步形成一個溶解氧梯度，填料及生物膜表面形成好氧區，其內部形成缺氧區或厭氧區，因而生物濾池也可以實現在同一個生物膜系統內的同步硝化、反硝化，從而實現高效脫氮。因此，該工藝的厭氧段和好氧段發揮了較好的硝化與反硝化作用。采用“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝處理以抗生素類制藥為主的混合工業廢水，進水氨氮質量濃度為28.2～72.3mg/L，出水氨氮質量濃度為1.37～4.21mg/L，達到一級A標準要求，而且對進水氨氮質量濃度較大變化范圍的抗沖擊負荷能力較強。

2.3TP的去除

該工藝的生物除磷效果很好。進水TP質量濃度為4.52～19.6mg/L，平均9.55mg/L;實驗出水TP濃度為0.106～0.324mg/L，平均0.182mg/L，遠低于一級A標準0.5mg/L的要求;TP總去除效率為95.0%～98.9%，平均總去除效率為97.9%。試驗中的微電解單元出水pH很低，為2～4，加堿進行調節，首先是防止酸性過強對后續處理單元造成沖擊，其次反應產生的Fe2+、Fe3+及其水合物具有強烈的吸附絮凝活性，有效去除了一大部分磷，之后污水再進入生物處理單元進行生物除磷。磷的去除實際上只是將水體中的磷轉移到微生物體內，進而以剩余污泥的形式排出污水處理系統外，并未真正將磷分解掉。試驗中的生化處理單元A2O里厭氧池的聚磷菌在厭氧條件下很好釋放出菌體內的磷，到好氧池又以超過自身代謝需求的量過量吸收水中的磷元素進入菌體，然后通過排放剩余污泥的形式排出廢水處理系統。之后污水進入絮凝沉淀池，通過化學除磷又去除一大部分磷。最后進入生物濾池，由于在某些孔隙結構復雜的填料表面及其內部形成的生物膜上，從表面向內部逐步形成一個溶解氧梯度，讓聚磷菌在厭氧條件下釋放菌體內的磷，然后在好氧條件下吸收水中的磷元素進入菌體，實現了在同一個生物膜系統內的同步釋放磷和吸收磷，從而實現高效除磷。實驗表明，采用“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝處理以抗生素類制藥為主的混合工業廢水，進水TP質量濃度為4.52～19.6mg/L，以生物除磷為主，輔助化學除磷，取得了很好的除磷效果。

2.4色度的去除

廢水中的致色物質主要是水中溶解態或者膠體態帶有生色基團的有機物，如生活污水中的腐殖質、工業廢水中的重氮、偶氮化合物和金屬離子等。該工藝的脫色效果很好。進水色度為69～151倍，平均115倍;出水色度為16～27倍，平均23倍，低于一級A標準30倍的要求;色度總去除效率為69.6%～88.5%，平均總去除效率為79.4%。該系統對污水中色度的去除主要通過2種作用:首先，微電解產生的強氧化作用，使有機物發生斷鏈、開環，對污水中的致色物質具有很好的去除效果;其次，活性污泥中的微生物菌群對污水中致色物質如腐殖質等具有生物降解作用，將其分解成為無色的小分子化合物，從而使水體色度顯著降低。以上分析表明，采用“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝處理以抗生素類制藥為主的混合工業廢水，進水色度為69～151倍，平均115倍;實驗出水色度為16～27倍，平均23倍，達到一級A標準要求，而且對進水色度較大變化范圍的抗沖擊負荷能力較強。

3結論

(1)提出了“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝深度處理難生物降解的抗生素類制藥廢水為主的混合工業廢水。進水質量濃度CODCr235～667mg/L、NH3－N28.2～72.3mg/L、TP4.52～19.6mg/L，色度為69～151倍、pH6～9、設計流量30.0L/h條件下，系統取得了良好的處理效果，其CODCr、NH3－N、TP、色度的平均去除效率分別達到90.0%、94.1%、97.9%、79.4%，出水CODCr、NH3－N、TP和色度等指標均達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準，并且該工藝處理效果穩定可靠，運行成本較低。

(2)與目前該工業園區污水處理廠采用的“水解酸化+改進型SBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝氣生物濾池”工藝相比，本文中提出的“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝處理效果更佳，出水達到“一級A標準”，更具技術優越性。

(3)提出的組合工藝處理以抗生素類制藥為主的混合工業廢水，具有工藝耐沖擊負荷強，不易受進水水質波動及其他因素影響，容易獲得穩定的磷和氮去除，且生化污泥分開不會影響微生物活性，污泥沉降性能好，無污泥膨脹現象的特點。由此可見，“微電解+A2O法+絮凝沉淀+生物濾池”組合工藝作為難生物降解的抗生素類制藥廢水為主的混合工業廢水深度處理工藝具有很好的應用前景。（本文來自于《現代化工》雜志。《現代化工》雜志簡介詳見.）

作者：陳建發劉福權單位：漳州職業技術學院食品與生物工程系福州江陰工業區污水處理廠