PAC、PAC-SBR处理抗生素废水试验研究.doc

PAC-SBR、SBR法处理土霉素废水对比实验研究1前 言土霉素废水主要来源于发酵液经溶媒提取后剩余的残液1，其主要成分为碳水化合物、蛋白质、类脂物，pH值呈碱性，温度也较高，带有颜色和异味。抗生素废水的处理难度大，残余物质对环境危害大，因此发达国家将常规抗生素原料的生产转向发展中国家2。目前，我国土霉素的市场需求稳定，畜用土霉素需求量很大，废水排放还会有增加的趋势3。作者以土霉素葡萄糖配水为实验用水，通过PAC-SBR、SBR工艺对比研究，确定最佳运行周期，得出投加活性炭对处理效果及污泥性质的影响。2实验21机理SBR工艺在运行上的主要特点就是顺序、间歇式的周期运行，工艺结构简单，操作灵活，对间歇排放、基质浓度波动较大的废水有较好的适应能力 4。但目前单纯SBR工艺处理抗生素废水， COD去除效率较低，出水水质波动，同时出现污泥膨胀等现象，甚至可能系统运转中断。在处理系统中投加活性炭有利于反应器的稳定运行，活性炭具有发达的孔隙，因而吸附毒物能力强；同时活性炭巨大的比表面积为微生物的生长提供了巨大的空间，增加系统的生物量，改善污泥沉降性能5。22废水来源采用人工配水，废水中投加一定量的营养元素和微量金属元素以保证废水的COD:N:P为100：5：6。配水中土霉素浓度在不同阶段的投加量分别为20m/L（第一阶段）、50 mg/L（第二阶段）、80 mg/L（第三阶段）。反应器中pH的值用NaHCO3调节，以保持反应器中的pH值为6.57.8。23方法在同一污泥负荷，污泥浓度，进水COD为8001000mg/L的条件下确定最佳活性炭投加量，最佳运行周期。在确定的PAC最佳投加量及运行周期下，进行SBR、PAC-SBR处理废水指标的对比研究。分析和研究的指标包括废水COD处理效率的变化，污泥沉降性能，污泥形态等。24主要装置、仪器及材料SBR反应器自行设计，材质为有机玻璃，便于观察水流状态、曝气强度及活性污泥的絮凝情况。主要实验仪器：TL-1A COD速测仪 数显恒温磁力搅拌器 曝气装置 （袖珍型气泵）TG328B电光分析天平 722分光光度计 202-V1恒温电烘箱 XS2-HS显微镜 主要药剂：粉末活性炭；土霉素；人工配制葡萄糖废水所需的各种营养元素及微量元素药剂；COD测定所需的重铬酸钾标准溶液、浓硫酸、硫酸银、氯隐蔽剂；邻苯二甲酸氢钾；调节pH值所需的碳酸氢钠。接种污泥取自合肥市王小郢污水处理厂二沉池中的活性污泥，SS浓度10.2g/L。3 结果与讨论3.1 运行周期及最佳投加量的确定3.1.1确定PAC投加量范围PAC的投加量分别为0，200，500，1000，1500mg/L时，不同曝气时间COD的去除率情况如图3-1。 31曝气时间COD去除率图随着粉末活性碳投加量的增加，COD去除率也不断提高，由图3-1可以看出PAC投加量由0mg/L提高为500mg/L,COD去除率有很大变化，而10001500mg/L时，COD去除率提高不明显，故选择5001000mg/L的范围做进一步的确定。 3.1.2 PAC最佳投加量确定PAC投加量分别为600，800，1000mg/L时，COD的去除情况如图3-2。PAC投加量由600mg/L提高到800mg/L，COD去除率提高约为5，而PAC投加量为1000mg/L与800mg/L时，COD去除率无明显提高，故PAC最佳投加量取为800mg/L，曝气时间10h。图3-2 曝气时间-PAC投加量-COD去除率图3.1.3 最佳闲置时间的确定在进水，出水时间不计，沉淀时间1.0h，通过实验确定闲置时间，以确定最佳运行周期。PAC 投加量800mg/L，曝气时间小时条件下，闲置时间分别为0.5h, 1.0h, 1.5h, 2.0h, 3.0h，其COD的去除情况如图3-3。 图33 PAC-SBR闲置时间-COD去除率图由图3-3可以看出闲置时间由0小时提高为0.5小时，COD去除率提高10，由0.5小时提高为1.0小时，COD去除率提高约8，由1.0小时提高为2.0、3.0小时，COD去除率提高仅为23，故取闲置时间为1.0小时。实验结果表明，运行周期取.是最佳的，其中曝气.，沉淀.，闲置.。3.2 运行阶段3.2.1 COD去除率实验运行共分三个阶段进行，土霉素浓度分别为20mg/L， 50mg/L， 80mg/L。图3-4 第一阶段COD去除率（1） 第一阶段土霉素平均投加量20mg/L，由图34可以看出COD去除率有明显波动，这主要是因为实验初期污泥活性差，对COD抗冲击能力不高。在此阶段，PAC-SBR较SBR对COD去除率平均高出7。（2） 第二阶段 图3-5第二阶段COD去除率土霉素平均投加量为50mg/L，COD去除率PAC-SBR仍高于SBR，且出水水质较第一阶段稳定，这可能是因为污泥活性增强。但其沉降性能较前阶段变差，说明土霉素增至50mg/L时污泥性质有了变化。（3）第三阶段土霉素浓度为80mg/L，如表3-8所示, COD去除率PAC-SBR仍高于SBR，且出水水质较第一阶段提高，这是泥量增加，活性增强的缘故。但其沉降性能较前阶段更差，通过镜检可知是少量丝状菌引起的7。图3-6 第三阶段COD去除率 3.2.2 运行阶段污泥变化土霉素浓度为2050mg/L时，污泥沉降性能是比较理想的，而土霉素浓度为5080mg/L时，污泥沉降性能逐步变差，由镜检发现微生物种群中出现了少量丝状菌。4.结论（1）曝气时间越长，COD的去除率越高，但时间过长，COD去除率变化不明显。因此，存在一个最佳经济曝气时间。本实验表明， COD浓度12001500mg/L的抗生素废水，SBR周期为12小时是最佳的（其中曝气10h，沉淀1h，闲置1h，进、出水时间不计），出水COD值可降到150mg/L，其COD去除率可达90。（2）粉末活性炭的投加量增加， COD去除率明显提高，但从经济角度考虑，不宜采用过高的投加量。实验数据表明，PAC投加量800mg/L是经济合理的，（3）相同试验条件，PAC-SBR对COD去除率较SBR平均高出5。（4） PAC-SBR反应器中污泥沉降性能较SBR反应器中污泥好，其SVI值分别为110、130.8mL/g。（5）对于实际生产废水，SBR反应器也会出现各种问题，所以建议进一步研究SBR反应器也与其他工艺联合，如预处理SBR、厌氧SBR等处理抗生素废水。参考文献1 张丽杰，陈建中.抗生素废水的处理研究J.有色金属，2003，55：1442 张杰，相会强，徐桂芹.抗生素废水治理技术进展J.哈尔滨建筑大学学报，2002，35（2）：443 魏有权，王化军，张强.土霉素废水处理的研究现状和发展趋势J.重庆环境科学，2003，25（6）：504 林丰妹，郑平，陈建松.SBR法的特点及其在生物脱氮中的应用J.环境污