抗生素生產(chǎn)廢水厭氧處理分析
時間: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廢水,目前國內(nèi)治理技術不多且不夠成熟,已建成的治理工程,投資和處理費用較高。為提高對該廢水的處理效果,有必要對該廢水進行實驗研究,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廢水,其來源主要是發(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、無機鹽、有機溶劑、菌絲體等。目前,國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家采用生化處理技術對該類廢水經(jīng)行處理,但由于工藝不夠成熟,且投資和運行費用高,處理效率低,有必要進一步加強這方面的實驗研究,以解決在實踐運行中存在的問題,為企業(yè)治理工程改造提供技術支撐。
1實驗目的
(1)培養(yǎng)馴化能適應該廢水的厭氧微生物。(2)尋找厭氧微生物的對該廢水的耐受閾值,并探討較理想的水力運行參數(shù)。(3)研究探討pH值、溫度、抗生素殘留對厭氧反應的影響。
2試驗方法與步驟
2.1試驗裝置與儀器。實驗裝置如圖1。實驗器材有:顯微鏡、恒溫電烘箱、分析天平、COD測定儀、pH計等。2.2實驗方案設計。主要有厭氧反應器的啟動,厭氧污泥的培養(yǎng)與馴化;通過調(diào)整進水COD濃度、水力停留時間及反應器污泥濃度,確定最佳污泥負荷。2.3實驗步驟。(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,在混合均勻后測定COD和pH值,此后每隔12小時測定COD和pH值,對比前后COD值并計算去除率,至去除率穩(wěn)定后可認為污泥以基本適應廢水。在更換50%的上清液后按比例增加廢水量,反復按此進行,直至進全廢水,此時認為培養(yǎng)成功。若遇COD去除率驟然下降或極不穩(wěn)定時,停止進水,并以生活污水加以調(diào)整,此時上一比例可以認為是該廢水的最大耐受濃度。(2)在此進水濃度下,調(diào)整停留時間,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間。(3)觀察pH值變化,并討論其對處理效果的影響;不定期測定水溫,考察其對厭氧微生物生長情況和COD去除率的影響;考察抗生素殘留對處理效果的影響。
3實驗數(shù)據(jù)與分析
3.1實驗過程相關數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)見表1。污泥接種馴化完成后,從5月23日至6月11日進入實驗階段。起初進水10%、20%,72小時COD去除率保持在35%~40%,隨著進水比例的增加,去除率逐漸提高,在100%進水狀態(tài)下,COD去除率達到70%以上,而且運行穩(wěn)定。3.2COD去除率與部分水力參數(shù)的分析3.2.1進水比例與COD去除率。考慮到各進水比例最具代表性的進水時間,均取3d作比較,結(jié)果如圖3所示,該圖顯示,隨著進水量比例的增加,COD去除率效果逐步增大,但不呈線性增長。由于厭氧菌在此環(huán)境下難以將COD降至一個較低水平,結(jié)果正常。3.2.2不同水力停留時間對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其它因素對厭氧反應的影響。3.3.1pH值的變化情況數(shù)據(jù)顯示,全過程的pH值始終在7.0~9.0之間,雖然偏高,但對厭氧反應沒有較大影響。主要原因是原水呈堿性,在消化罐混合均勻的情況下,不會出現(xiàn)局部酸化現(xiàn)象。3.3.2溫度的變化情況對反應的影響。污泥培養(yǎng)初期,氣溫較低,微生物生長較慢,反應效果不理想。5月份以后平均溫度在30℃左右,培養(yǎng)速度明顯加快,反應效果也較為理想,這顯示溫度是影響厭氧菌繁殖的一個非常重要的因素。3.3.3抗生素對微生物的影響。抗生素是微生物代謝過程中產(chǎn)生的能殺死其它微生物或抑制其它微生物生長的化學物質(zhì)。由于不同的抗生素作用部位不同,故抗菌素只對某種或某些微生物有效。抗菌素對微生物的影響有以下幾個方面:(1)有些抗菌素可抑制革蘭氏陽性菌細胞壁中肽聚糖的合成,使細胞壁合成受阻,菌體失去細胞壁的保護作用。(2)某些抗菌素可破壞細胞質(zhì)膜,抑制微生物蛋白質(zhì)合成,同時抑制細菌生長。(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
(1)該類廢水的污染物結(jié)構(gòu)較為復雜,它是一種較難處理的廢水,但由于實驗室廢水在處理前已與車間其它廢水混合,降低了毒性,故實驗室效果較為理想。有必要進一步實驗廢水混合前后及處理前后相關毒性指標,以考察微生物毒性對厭氧處理效果的影響。(2)考慮各進水比例的處理效果,特別是高進水比例的處理效果,水力停留時間3d為宜;廢水呈堿性,在實際反應中,其不同高度和徑向混流不均;溫度對厭氧效果影響較大。在培養(yǎng)初期,環(huán)境溫度過低將嚴重影響厭氧菌的繁殖。30℃以上的溫度可很好的促進厭氧菌的生長。(3)根據(jù)實驗結(jié)果,厭氧處理去除率達到73%,但剩余COD仍高達2000mg/L,對后續(xù)好氧處理影響較大。建議在厭氧處理前進行預處理,降低負荷的同時提高廢水的可生化性,從而提高厭氧處理效果,降低COD指標,確保處理后出水達標排放。
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作者:夏怡 寇天遨 單位:1.遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學院 2.沈陽建筑大學