鹽酸金霉素生產廢水中試處理研究

鹽酸金霉素生產廢水屬于生產廢水，博d5cod約為0.7。理論上，它是一個容易分解的廢水。然而，由于廢水中含有大量有機污染物、氮h-4-n、硫酸鹽和對微生物有抑制作用的殘余抗生素，因此很難將其處理得很困難。若采用傳統的厭氧/好氧工藝處理,將使得處理工藝變得相當復雜或者處理效果無法保障。目前,國內開展了很多抗生素生產廢水治理的研究,但針對鹽酸金霉素生產廢水治理的研究還較少。筆者采用高效好氧生物反應器(HCR)/水解酸化/循環活性污泥法(CAST)組合工藝對鹽酸金霉素生產廢水進行了中試處理研究,考察了該工藝的處理效果和運行參數控制。1材料和方法1.1飼料級金霉素生產廢水實驗用水取自某抗生素生產公司生產車間的生產廢水,該集團主要生產各種劑型規格的飼料級金霉素和鹽酸金霉素,其中鹽酸金霉素年產量達500t,該生產廢水中鹽酸金霉素殘留量為200~300μg/L,廢水水質見表1。1.2hcr法HCR接種污泥取自該公司廢水處理站SBR池內的好氧活性污泥。污泥馴化過程中,首先向HCR中注入清水并曝氣,對污泥進行漂洗,排出沉降性能不好的污泥。之后,間歇性向HCR中注入鹽酸金霉素生產廢水,并逐漸調整進水流量,15d后,污泥形成的絮體逐漸增大,且沉降性好,經顯微鏡鏡檢發現,微生物的生長狀況良好,數量逐漸增加。1.3流程和實驗設備1.3.1工藝中試實驗在該公司生產現場進行,實驗工藝流程見圖1。1.3.2ast反應器為了節省中試模型制作費用,HCR采用該公司廢棄的鐵板焊接而成,體積為4.2m3,高6.6m,HCR結構示意圖見圖2。水解酸化池和CAST反應器由該公司廢棄污水處理站的沉淀池改造而成,水解酸化池尺寸為4.5m×2.3m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為39.33m3,池內裝有填料;生物選擇器尺寸為4.5m×2.3m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為39.33m3;CAST反應器尺寸為8.4m×3.7m×4.0m,有效水深為3.8m,有效容積為118.10m3,內設1臺攪拌機,采用微孔曝氣。2結果與討論2.1hrc對污染物的去除效果2.1.1od的去除效果本研究依靠提高進水流量來提高HCR中的COD容積負荷,從第2天開始,隔天測定HCR出水的COD去除效果,結果見圖3。由圖3可見,隨著進水流量的增加(1.0~6.8m3/d),COD容積負荷為9.48~21.60kg/(m3·d),COD容積負荷達到最高(即運行到第52天)時,HCR達到最佳運行效果,出水COD約為6000mg/L,COD去除率約為70%。2.1.2出水nh+4-n的測定結果考慮到HCR運行初期對NH+4-N去除效果較差,本研究從HCR系統運行的第18天開始,隔天監測出水NH+4-N去除效果,結果見圖4。由圖4可見,當HCR的COD容積負荷(見圖3)達到最高時,出水NH+4-N約為2200mg/L,NH+4-N去除率約為14%。2.2運行時間及分配在鹽酸金霉素生產廢水中,一般COD高達20000mg/L左右,且含有大量難降解的有機物和殘留抗生素,對微生物會產生抑制作用。經過HCR處理后,鹽酸金霉素生產廢水中易降解的有機物大部分已被去除,剩余的主要為難降解有機物,而經水解酸化處理后,可大大提高廢水的可生化性,進而提高CAST工藝對難降解有機物的去除率。由于本中試試驗現場條件有限,所以未能對經過水解酸化的出水處理效果進行測試。CAST工藝的運行周期主要包括進水、曝氣、沉淀、排水、閑置5個階段。采用1天1個周期運行,各階段具體時間分配見表2。本研究中,CAST工藝進水COD、NH+4-N質量濃度分別控制在6000、2200mg/L左右。2.2.1cod的去除從CAST反應器運行的第2天開始,隔天測定出水COD去除效果,結果見圖5。由圖5可見,經過CAST處理后,出水的COD去除效果較好,當CAST反應器達到最佳運行效果(即運行到第50天)時,COD去除率高達94%以上,出水COD低于350mg/L,此時進水流量為8.0m3/d。2.2.2cast預處理nh+4-n的協同處理效果從CAST反應器運行的第2天開始,隔天測定出水NH+4-N去除效果,結果見圖6。由圖6可見,經過CAST處理后,出水的NH+4-N去除效果也較好,當CAST反應器達到最佳運行效果(即運行到第50天)時,出水NH+4-N約為400mg/L左右,去除率高達82%,此時進水流量為8.0m3/d。2.3不同技術操作的影響因素2.3.1出口溫度和水力停留時間HCR工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L(以HCR出口為準);最佳水溫為20~30℃;HCR達到最佳運行效果時,水力停留時間為15h左右;系統運行過程中,鹽酸金霉素生產廢水pH對運行效果無影響。2.3.2cast出口溫度CAST工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L(以CAST出口為準);最佳水溫為18~23℃,與室溫一致;最佳pH為5~8,與進水的pH一致。3cast工藝運行情況(1)HCR工藝處理鹽酸金霉素生產廢水過程中,當系統達最高COD負荷時,出水COD、NH+4-N分別約為6000、2200mg/L,去除率分別約為70%、14%。(2)CAST工藝處理鹽酸金霉素生產廢水過程中,出水COD低于350mg/L,去除率可達94%,出水NH+4-N約為400mg/L,去除率可達82%。(3)HCR工藝運行過程中,最佳DO為3.0~5.0mg/L;最佳水溫為20~30