抗生素制藥廢水處理研究進展
摘(zhai)要(yao):在分(fen)析(xi)抗(kang)(kang)生(sheng)素制藥廢(fei)水的(de)來(lai)源及(ji)特點的(de)基礎(chu)上(shang),綜(zong)述了目前抗(kang)(kang)生(sheng)素制藥廢(fei)水處理中應用的(de)各種物理、化學(xue)、生(sheng)物處理技術;并對各種處理方法的(de)應用特點進行了論述,為該類(lei)廢(fei)水的(de)治理工藝選擇(ze)提供參考。
關鍵詞:抗(kang)生(sheng)(sheng)素;制藥(yao)廢水;物(wu)理(li)處(chu)(chu)理(li);化學處(chu)(chu)理(li);生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li)
抗生(sheng)素被廣泛應用于人類(lei)控制感(gan)染(ran)性(xing)疾病(bing)及家(jia)(jia)禽、家(jia)(jia)畜、作物(wu)等病(bing)害(hai)的(de)(de)防治。但是由于抗生(sheng)素的(de)(de)篩選(xuan)和生(sheng)產(chan)、菌種選(xuan)育等方面仍存在著許多技術難點,從而出現原料利(li)用率低、提煉效率低、廢(fei)水中(zhong)殘留抗生(sheng)素含量高等諸多問題,造成嚴重的(de)(de)環境污染(ran)與不必要的(de)(de)浪(lang)費,影響了抗生(sheng)素生(sheng)產(chan)的(de)(de)社(she)會、經濟效益(yi)[l]。
1 抗生素制(zhi)藥廢水(shui)的來源及特征(zheng)
抗(kang)(kang)生(sheng)素生(sheng)產包括微生(sheng)物發酵、過濾(lv)、萃取(qu)結(jie)晶、化學方法(fa)提(ti)(ti)取(qu)、精制等過程(cheng)。由抗(kang)(kang)生(sheng)素的(de)生(sheng)產流程(cheng)可(ke)知(zhi),廢(fei)(fei)(fei)水(shui)來源主要(yao)為:(1)提(ti)(ti)取(qu)工藝的(de)結(jie)晶液、廢(fei)(fei)(fei)母液,屬(shu)高濃度(du)(du)有(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)水(shui);(2)洗滌(di)廢(fei)(fei)(fei)水(shui),屬(shu)中濃度(du)(du)有(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)水(shui);(3)冷卻水(shui)。因(yin)此(ci),抗(kang)(kang)生(sheng)素生(sheng)產廢(fei)(fei)(fei)水(shui)是一類富含難降(jiang)解有(you)(you)機(ji)物和生(sheng)物毒性物質的(de)高濃度(du)(du)有(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)。
其(qi)主要(yao)特征(zheng):來自發(fa)酵殘余營養物的高(gao)COD和高(gao)SS;存(cun)在生物抑制性物質,如殘留抗生素及其(qi)中(zhong)間(jian)(jian)代(dai)謝產物、高(gao)濃度硫(liu)酸鹽、表面活性劑(ji)(破乳劑(ji)、消沫劑(ji)等)和提取分(fen)離中(zhong)殘留的高(gao)濃度酸、堿(jian)、有(you)機溶(rong)劑(ji)等;因間(jian)(jian)歇排放(fang),廢水的pH值(zhi)、水質、水量(liang)波動(dong)大[2-5]。
2 抗生素(su)廢水的處理(li)方法
抗生(sheng)素廢水的處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)可(ke)歸納(na)為以下幾種:物理(li)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)、化學處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)、生(sheng)物處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)以及多種方(fang)法(fa)(fa)(fa)的組合處(chu)(chu)理(li)等。現分別(bie)就(jiu)各種方(fang)法(fa)(fa)(fa)進行(xing)分析。
2.1 物理處理方(fang)法
由于(yu)抗(kang)生(sheng)(sheng)素(su)(su)生(sheng)(sheng)產廢(fei)(fei)水(shui)屬(shu)于(yu)難降解有機廢(fei)(fei)水(shui),特別是殘(can)留的(de)(de)抗(kang)生(sheng)(sheng)素(su)(su)對微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)強烈抑制(zhi)作(zuo)用(yong),可造成廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)(chu)理(li)過(guo)程復雜(za)、成本高和教果(guo)不穩定。因此(ci)在(zai)抗(kang)生(sheng)(sheng)素(su)(su)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)過(guo)程中(zhong),采用(yong)物(wu)(wu)(wu)理(li)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)或作(zuo)為后(hou)續生(sheng)(sheng)化處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)預處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)以降低水(shui)中(zhong)的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)(wu)和減(jian)少廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)抑制(zhi)性物(wu)(wu)(wu)質。目前應(ying)用(yong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)主要包括混凝、沉淀(dian)、氣浮、吸附、反滲透和過(guo)濾等。
混凝(ning)(ning)法(fa)是在(zai)加入凝(ning)(ning)聚劑后通(tong)過(guo)攪拌(ban)使失去電荷的(de)(de)(de)顆(ke)粒相互接觸(chu)而(er)絮(xu)凝(ning)(ning)形成絮(xu)狀體,便于其沉淀或過(guo)濾(lv)而(er)達到(dao)分離的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。采用(yong)凝(ning)(ning)聚處(chu)理后,不(bu)僅能有效(xiao)地(di)降低污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)濃度,而(er)且廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)降解性能也(ye)得到(dao)改(gai)(gai)善。在(zai)抗(kang)生(sheng)素(su)(su)(su)制(zhi)藥(yao)(yao)工(gong)業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理中常用(yong)的(de)(de)(de)凝(ning)(ning)聚劑有:聚合硫(liu)酸鐵、氯化鐵、亞(ya)鐵鹽(yan)、聚合氯化硫(liu)酸鋁(lv)(lv)、聚合氯化鋁(lv)(lv)、聚合氯化硫(liu)酸鋁(lv)(lv)鐵、聚丙烯酰(xian)胺(PAM)等(deng)。劉明華等(deng)咧利(li)用(yong)有機(ji)/無機(ji)復合型(xing)改(gai)(gai)性木(mu)質(zhi)素(su)(su)(su)絮(xu)凝(ning)(ning)劑MLF處(chu)理抗(kang)生(sheng)素(su)(su)(su)類化學(xue)制(zhi)藥(yao)(yao)廢(fei)水(shui)(shui)(shui),當抗(kang)生(sheng)素(su)(su)(su)制(zhi)藥(yao)(yao)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)pH值為(wei)(wei)6.10時(shi)(shi),絮(xu)凝(ning)(ning)劑的(de)(de)(de)用(yong)量為(wei)(wei)120 mg/L時(shi)(shi),廢(fei)水(shui)(shui)(shui)中CODcr\SS和色度的(de)(de)(de)去除率分別達至0 61.2%、96.7%和91.6%。
沉淀是利用重力沉淀分(fen)離將密(mi)度比水(shui)大的懸(xuan)浮(fu)顆(ke)粒從水(shui)中分(fen)離或除去。
氣浮(fu)法是利用高度(du)分(fen)散(san)的(de)微小(xiao)(xiao)氣泡(pao)作為載(zai)體吸附(fu)廢水(shui)中(zhong)的(de)污染物,使其視密度(du)小(xiao)(xiao)于水(shui)而上浮(fu),實現固液(ye)或液(ye)液(ye)分(fen)離的(de)過(guo)程。通常(chang)包(bao)括充氣氣浮(fu)、溶氣氣浮(fu)、化學氣浮(fu)和(he)電解(jie)氣浮(fu)等多種形式。新昌制藥(yao)廠[7]采用CAF渦凹(ao)氣浮(fu)裝(zhuang)置對(dui)制藥(yao)廢水(shui)進行預處理,在(zai)適當(dang)的(de)藥(yao)劑配合下,CODcr的(de)平均去除率可在(zai)25%左右。
吸(xi)附(fu)法(fa)是指利用(yong)多孔性(xing)(xing)固體吸(xi)附(fu)廢(fei)水中某種或(huo)幾種污染物,以(yi)回收或(huo)去(qu)除污染物,從而使廢(fei)水得到凈化的方(fang)法(fa)。常用(yong)的吸(xi)附(fu)劑有(you)活(huo)性(xing)(xing)炭、活(huo)性(xing)(xing)煤、腐(fu)殖酸類、吸(xi)附(fu)樹(shu)脂(zhi)等。該方(fang)法(fa)投資小、工藝簡單、操作方(fang)便(bian),易管理,較適宜對原(yuan)有(you)污水廠(chang)進行工藝改(gai)進。
張滿生(sheng)(sheng)等[8]利用兩級(ji)(ji)爐(lu)渣吸附和三級(ji)(ji)活性炭吸附對青海制(zhi)藥(yao)集團原料藥(yao)生(sheng)(sheng)產廢(fei)(fei)水(shui)(shui)進行深度(du)處理。處理后廢(fei)(fei)水(shui)(shui)COD得(de)到(dao)大幅度(du)削減(jian),效果(guo)顯著。反滲(shen)透(tou)(tou)法是利用半透(tou)(tou)膜(mo)將(jiang)濃(nong)、稀溶液隔(ge)開,以壓力差作為推動力,施加超(chao)過溶液滲(shen)透(tou)(tou)壓的(de)(de)壓力,使其改變自然滲(shen)透(tou)(tou)方向,將(jiang)濃(nong)溶液中的(de)(de)水(shui)(shui)壓滲(shen)到(dao)稀溶液一側,可實現廢(fei)(fei)水(shui)(shui)濃(nong)縮和凈化目的(de)(de)。劉(liu)國信(xin)等[9]在微孑L管(guan)表面預涂助濾(lv)劑(ji),利用反滲(shen)透(tou)(tou)濃(nong)縮技(ji)術從抗生(sheng)(sheng)素(su)廠廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中回收金霉素(su)的(de)(de)研究,取(qu)得(de)了較好的(de)(de)效果(guo),從而為抗生(sheng)(sheng)素(su)廠金霉素(su)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)提(ti)供一種新(xin)的(de)(de)治理途徑。
朱安娜等(deng)[lO]采用(yong)(yong)納濾膜對潔霉(mei)素(su)廢(fei)水進行的分(fen)離實驗,發現既減(jian)少了廢(fei)水中潔霉(mei)素(su)對微(wei)生物的抑制作用(yong)(yong),又可回收潔霉(mei)素(su),增加(jia)企業經濟(ji)效(xiao)益與社(she)會效(xiao)益。
2.2 化學處(chu)理方法
2.2.1 光催化氧化法
該技術可有(you)效(xiao)(xiao)地降解(jie)制藥廢(fei)水中的(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)濃(nong)度(du),且具有(you)性(xing)能穩定、對廢(fei)水無(wu)(wu)選擇性(xing)、反應條件溫和(he)、無(wu)(wu)二(er)次污染等(deng)優點,具有(you)很好的(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。李(li)耀(yao)中等(deng)[11]以(yi)TiO2作催(cui)化劑(ji),利用流化床光(guang)(guang)催(cui)化反應器處(chu)理制藥廢(fei)水,考察(cha)了(le)在(zai)不同(tong)工藝條件下的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)催(cui)化效(xiao)(xiao)果,結果表明(ming):進水COD分別為(wei)596、86l mg/L時,采(cai)用不同(tong)的(de)(de)(de)(de)試驗條件,光(guang)(guang)照150 min后光(guang)(guang)催(cui)化氧化階段(duan)出水COD分別為(wei)113、l24 mg/[ 去(qu)除率分別為(wei)81.0% 、85.6%,且BODs/COD值也可由0.2增(zeng)至(zhi)0.5,提高(gao)了(le)廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)可生化性(xing)。但是,光(guang)(guang)催(cui)化氧化法仍然存在(zai)不足,目前(qian)應用最多(duo)的(de)(de)(de)(de)TiO2催(cui)化劑(ji)具有(you)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)選擇性(xing)且難(nan)于分離回(hui)收。因此,制備(bei)高(gao)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)催(cui)化劑(ji)是該方法廣泛應用于環保領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提。
2.2.2 Fe—C處(chu)理法
Fe—C技術是(shi)被廣(guang)泛研究與(yu)應用(yong)的(de)(de)(de)(de)一項廢水處(chu)理(li)技術。以充人的(de)(de)(de)(de)pH值3~6的(de)(de)(de)(de)廢水為(wei)電(dian)(dian)解質溶(rong)液,鐵屑與(yu)炭(tan)粒形(xing)成無數微(wei)小原電(dian)(dian)池,釋放(fang)出活(huo)性(xing)極強的(de)(de)(de)(de)[H],新生(sheng)態的(de)(de)(de)(de)[H]能與(yu)溶(rong)液中的(de)(de)(de)(de)許多組(zu)分發(fa)生(sheng)氧(yang)化還原反(fan)應,同時產生(sheng)新生(sheng)態的(de)(de)(de)(de)Fe 3+,新生(sheng)態的(de)(de)(de)(de)Fe3+具(ju)有(you)較高的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing),生(sheng)成Fe3+,隨著水解反(fan)應進行,形(xing)成以Fe 3+為(wei)中心的(de)(de)(de)(de)膠凝體(ti),從而達到對有(you)機廢水的(de)(de)(de)(de)降解效果。鄒振揚等[l2]在(zai)常(chang)溫常(chang)壓下利用(yong)管長比吲(yin)定的(de)(de)(de)(de)浸濾(lv)柱內加裝活(huo)性(xing)炭(tan)一鐵屑為(wei)濾(lv)層,以Mn2+ 、Cu2+ 作(zuo)催化劑,對四環素制藥廠綜(zong)合廢水的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)結果表明,活(huo)性(xing)炭(tan)具(ju)有(you)較大(da)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附作(zuo)用(yong), 同時在(zai)管中形(xing)成的(de)(de)(de)(de)Fe—c微(wei)電(dian)(dian)池,將鐵氧(yang)化成氫氧(yang)化鐵絮凝劑,使固液分離、濁度降低。
化學處理(li)方(fang)法在實際應用過(guo)程(cheng)中,試劑的過(guo)量(liang)使用易導致水體二次污染的產生(sheng),因此在設計(ji)前應做好相關的調研工(gong)作。
2.3 生物處理法
生(sheng)物處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)已成為(wei)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)高濃度有(you)機廢水的(de)主要選擇,應用生(sheng)物處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)顯(xian)著地(di)降低(di)了污水處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)運(yun)行費用,為(wei)制(zhi)藥廢水處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技(ji)術(shu)開辟了經濟(ji)、有(you)效的(de)新途(tu)徑。生(sheng)物處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技(ji)術(shu)一(yi)般包(bao)括:好氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)、厭氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)、光合細菌處(chu)(chu)理(li)(li)(li)法(fa)(fa)等。
2.3.1 好氧處理法
常用于制藥廢水(shui)的好氧生物法(fa)主要包括(kuo):普通活性污(wu)泥法(fa)、加壓生化(hua)法(fa)、深(shen)井曝氣法(fa)、生物接觸氧化(hua)法(fa)、生物流(liu)化(hua)床法(fa)、序批(pi)式間歇活性污(wu)泥法(fa)等(deng)。
目前,國(guo)(guo)內(nei)外(wai)處(chu)理(li)抗(kang)生(sheng)素廢(fei)水比較成熟(shu)的(de)方法是活性污泥(ni)法。由于加強了(le)(le)預處(chu)理(li),改進(jin)(jin)了(le)(le)曝氣方法,使(shi)裝置運行穩定,到20世紀(ji)70年代已成為一些工業發達國(guo)(guo)家的(de)制藥廠普遍采用(yong)的(de)方法。但是普通活性污泥(ni)法的(de)缺點是廢(fei)水需(xu)要大量(liang)稀釋,運行中(zhong)泡(pao)沫多,易發生(sheng)污泥(ni)膨(peng)脹,剩(sheng)余污泥(ni)量(liang)大,去除(chu)率不高(gao),常必(bi)須采用(yong)二級或(huo)多級處(chu)理(li)。因此近年來,改進(jin)(jin)曝氣方法和微(wei)生(sheng)物固(gu)定技(ji)術以提高(gao)廢(fei)水的(de)處(chu)理(li)效果已成為活性污泥(ni)法研究(jiu)和發展(zhan)的(de)重要內(nei)容。
加壓(ya)生(sheng)化法相(xiang)對(dui)于普通活性(xing)污泥法提高了(le)溶(rong)解氧的濃(nong)度(du),供氧充足,既有利(li)于加速生(sheng)物(wu)降解,又有利(li)于提高生(sheng)物(wu)耐沖擊負荷能力。
深(shen)井(jing)曝(pu)氣(qi)法(fa)(fa)是(shi)高速活(huo)性污(wu)泥(ni)(ni)系統。和普通活(huo)性污(wu)泥(ni)(ni)法(fa)(fa)相(xiang)比(bi),深(shen)井(jing)曝(pu)氣(qi)法(fa)(fa)具有以下優點(dian):氧利用率(lv)高,相(xiang)當于(yu)普通曝(pu)氣(qi)的(de)10倍(bei);污(wu)泥(ni)(ni)負荷高,比(bi)普通活(huo)性污(wu)泥(ni)(ni)法(fa)(fa)高2.5~4倍(bei);占地面(mian)積小、投資(zi)少、運轉費(fei)用低、效率(lv)高、COD的(de)平均(jun)去(qu)除率(lv)可達到70%以上;耐水力和有機負荷沖擊能力強;不(bu)存在污(wu)泥(ni)(ni)膨脹問題(ti);保溫效果好。
生(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)兼(jian)有活(huo)性污泥(ni)法(fa)(fa)和生(sheng)(sheng)物膜法(fa)(fa)的特點,具有較高的處(chu)理(li)負荷,能夠處(chu)理(li)容易(yi)引起污泥(ni)膨脹的有機廢(fei)水。在制藥工業生(sheng)(sheng)產廢(fei)水的處(chu)理(li)中(zhong),常常直(zhi)接采用生(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧化(hua)法(fa)(fa),或用厭(yan)氧消(xiao)化(hua)、酸化(hua)作為預處(chu)理(li)工序來處(chu)理(li)制藥生(sheng)(sheng)產廢(fei)水。但(dan)是用接觸(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)處(chu)理(li)制藥廢(fei)水時(shi),如果進(jin)水濃度高,池(chi)內(nei)易(yi)出現(xian)大量泡沫,運行時(shi)應采取(qu)防治(zhi)和應對措施。
生物(wu)流化床(chuang)將(jiang)普通(tong)的活性污泥(ni)法(fa)(fa)和生物(wu)濾池法(fa)(fa)兩(liang)者的優點融為一體,因而具(ju)有(you)容積負荷高(gao)、反(fan)應(ying)速度快、占(zhan)地面積小等優點。
序批式間歇活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)(SBR)具有均化水(shui)質(zhi)、無需污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)回(hui)流、耐沖擊、污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)活(huo)性(xing)高、結構(gou)簡單、操作靈(ling)活(huo)、占地(di)少(shao)、投資省、運行(xing)穩定、基質(zhi)去除率高于(yu)普通的(de)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法(fa)等(deng)優點(dian),比較(jiao)(jiao)適(shi)合于(yu)處理間歇排(pai)放和水(shui)量水(shui)質(zhi)波動大(da)的(de)廢(fei)水(shui)。但SBR法(fa)具有污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)沉(chen)降、泥(ni)(ni)(ni)水(shui)分(fen)離時間較(jiao)(jiao)長的(de)缺點(dian)。在處理高濃度(du)廢(fei)水(shui)時,要求維(wei)持較(jiao)(jiao)高的(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃度(du),同時,還易發生高粘性(xing)膨脹(zhang)。因此(ci),常考(kao)慮投加粉末活(huo)性(xing)炭,以減(jian)少(shao)曝氣(qi)池(chi)泡沫,改善污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)沉(chen)降性(xing)能、液固分(fen)離性(xing)能、污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫水(shui)性(xing)能等(deng),以獲得(de)較(jiao)(jiao)高的(de)去除率。
直接應用好氧法處理(li)抗(kang)(kang)生素廢(fei)水仍需(xu)考慮廢(fei)水中殘留的抗(kang)(kang)生素對好氧菌存在的毒性,所以(yi)一般需(xu)對廢(fei)水進行預處理(li)。
2.3.2 厭(yan)氧處理法
厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)(chu)理(li)是指(zhi)在(zai)無分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)條件(jian)下(xia)通(tong)過(guo)厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)微生(sheng)物(wu)(包括兼性(xing)微生(sheng)物(wu))的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)將(jiang)廢(fei)水中的(de)(de)各(ge)種復(fu)雜(za)有機物(wu)分解(jie)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)成甲(jia)烷和二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳等(deng)物(wu)質(zhi)的(de)(de)過(guo)程,也稱厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua) 由于厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)程中起(qi)主要代謝作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)產(chan)(chan)酸菌(jun)和產(chan)(chan)甲(jia)烷菌(jun)具有相對不同的(de)(de)生(sheng)物(wu)學特(te)征,因此(ci)可以分別構造(zao)適合其生(sheng)長(chang)的(de)(de)不同環境條件(jian),利用(yong)(yong)產(chan)(chan)酸菌(jun)生(sheng)長(chang)快(kuai),對毒物(wu)敏感性(xing)差的(de)(de)特(te)點將(jiang)其作(zuo)為厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)過(guo)程的(de)(de)首段(duan),以提高廢(fei)水的(de)(de)可生(sheng)化(hua)(hua)(hua)性(xing),減少(shao)廢(fei)水的(de)(de)復(fu)雜(za)成分及毒性(xing)對產(chan)(chan)甲(jia)烷菌(jun)的(de)(de)抑制作(zuo)用(yong)(yong),提高處(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)抗(kang)沖擊負荷能力(li),進而保證后續復(fu)合厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)處(chu)(chu)(chu)理(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)產(chan)(chan)甲(jia)烷階段(duan)處(chu)(chu)(chu)理(li)效果的(de)(de)穩定(ding)性(xing)。用(yong)(yong)于抗(kang)生(sheng)素(su)廢(fei)水處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)工藝(yi)包括:上(shang)流(liu)式厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)污泥床(chuang)(UASB)、厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)復(fu)合床(chuang)(uBF)等(deng)。
UASB能(neng)否高(gao)效(xiao)和(he)(he)穩定運行(xing)的(de)關鍵在于反應(ying)器(qi)內能(neng)否形成微(wei)生物適宜、產甲烷活性高(gao)、沉(chen)降性能(neng)良好(hao)的(de)顆粒(li)污(wu)泥(ni)。UASB反應(ying)器(qi)具有(you)厭(yan)氧消化效(xiao)率(lv)(lv)高(gao)、結(jie)構簡單等優點。但在采用(yong)UASB法處(chu)(chu)理制藥生產廢水時(shi),通常要求sS含量不(bu)能(neng)過(guo)(guo)高(gao),以保證COD去(qu)除率(lv)(lv)。上流式(shi)厭(yan)氧污(wu)泥(ni)床過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)(UASB+AF)是近年來(lai)發展起來(lai)的(de)一種新(xin)型復合式(shi)厭(yan)氧反應(ying)器(qi),它結(jie)合了UASB和(he)(he)厭(yan)氧濾(lv)池(AF)的(de)優點,使反應(ying)器(qi)的(de)性能(neng)有(you)了改善(shan)。該復合反應(ying)器(qi)在啟(qi)動運行(xing)期間,可有(you)效(xiao)地截(jie)留污(wu)泥(ni),加(jia)(jia)速污(wu)泥(ni)顆粒(li)化,對(dui)容(rong)積負(fu)荷、溫度pH值的(de)波動有(you)較好(hao)的(de)承受能(neng)力(li)。采用(yong)加(jia)(jia)壓上流式(shi)厭(yan)氧污(wu)泥(ni)床(PUASB)處(chu)(chu)理廢水時(shi),氧濃度顯著升高(gao),加(jia)(jia)快了基(ji)質(zhi)降解速率(lv)(lv),能(neng)夠提高(gao)處(chu)(chu)理效(xiao)果。
UBF法兼有(you)污(wu)(wu)泥和膜(mo)反應(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)雙重特性(xing)。反應(ying)(ying)器(qi)(qi)下部具有(you)污(wu)(wu)泥床的(de)特征,單位容積內具有(you)巨大(da)的(de)表面積,能夠維(wei)(wei)持高(gao)濃度的(de)微生(sheng)物(wu)量,反應(ying)(ying)速度快(kuai),污(wu)(wu)泥負荷高(gao)。反應(ying)(ying)器(qi)(qi)上部掛(gua)有(you)纖(xian)維(wei)(wei)組合(he)填料,微生(sheng)物(wu)主要以附(fu)著的(de)生(sheng)物(wu)膜(mo)形式存在,另(ling)一(yi)方面,產氣的(de)氣泡上升(sheng)與填料接觸并附(fu)著在生(sheng)物(wu)膜(mo)上,使四周纖(xian)維(wei)(wei)素浮起(qi),當(dang)氣泡變大(da)脫(tuo)離時,纖(xian)維(wei)(wei)又下垂(chui),既起(qi)到攪拌作用又可穩定(ding)水流(liu)。
經單(dan)獨的厭氧方法處理(li)后的出(chu)水COD仍較高,難以實現(xian)出(chu)水達標,一(yi)(yi)般采用(yong)好氧處理(li)以進一(yi)(yi)步去除剩余(yu)COD。
2-3-3 光合細菌處理法(fa)(PSB)
光(guang)合細菌(jun)(jun)(jun)(Photosynthesis Bacteria,簡稱PSB)中紅(hong)假單胞(bao)菌(jun)(jun)(jun)屬的(de)許多菌(jun)(jun)(jun)株能以(yi)小分子(zi)有(you)機物作為供(gong)氫體和碳源,具(ju)有(you)分解和去除有(you)機物的(de)能力(li)。因此,光(guang)合細菌(jun)(jun)(jun)處(chu)理(li)法可(ke)(ke)用(yong)來處(chu)理(li)某些食品加(jia)工、化工和發酵等工業的(de)廢水。PSB可(ke)(ke)在(zai)好氧(yang)微好氧(yang)和厭氧(yang)條件下代謝有(you)機物,采用(yong)厭氧(yang)酸化預(yu)處(chu)理(li)常可(ke)(ke)以(yi)提高PSB的(de)處(chu)理(li)效果。
PSB處(chu)(chu)理(li)工藝具有承(cheng)受(shou)較(jiao)高的(de)有機負荷、不產生(sheng)沼氣(qi)、受(shou)溫度影(ying)響(xiang)小、有除(chu)氮能力、設(she)備占(zhan)地(di)小、動(dong)力消耗少、投(tou)資低、處(chu)(chu)理(li)過程(cheng)中產生(sheng)的(de)菌體(ti)可回(hui)收利用等(deng)優點[14]‘。
2-3-4 厭氧一好氧處理方(fang)法及與其他方(fang)法的組合
單獨(du)的好氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理或(huo)厭氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理往往不能滿(man)足廢水(shui)處(chu)(chu)理要求,而(er)厭氧(yang)(yang)一好氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理方(fang)(fang)法(fa)(fa)及其與其他(ta)方(fang)(fang)法(fa)(fa)的組(zu)合(he)處(chu)(chu)理工藝在改(gai)善廢水(shui)的可(ke)生化性、耐沖擊性,降低投資(zi)成本,提高處(chu)(chu)理效果等方(fang)(fang)面明顯優于單獨(du)處(chu)(chu)理方(fang)(fang)法(fa)(fa),使其成為制(zhi)藥廢水(shui)的主要處(chu)(chu)理方(fang)(fang)法(fa)(fa)。
買文寧等(deng)[l5]用中試(shi)規模(mo)的(de)厭氧復合床(UBF)和周期循環活性(xing)污泥系(xi)統(CASS)處理抗(kang)生素廢(fei)水(shui),SS、COD、BOD 的(de)去除(chu)率分(fen)別達到(dao)90.3%、87.6%、95.4%。出水(shui)水(shui)質(zhi)達到(dao)國家生物制藥(yao)工(gong)業廢(fei)水(shui)排放標準(zhun)(污水(shui)綜(zong)合排放標準(zhun))GB 8978—1996。
錢衛萍等(deng)[16]利用A/O工(gong)藝(yi)處(chu)(chu)理(li)亞(ya)東制(zhi)藥霍山有限公(gong)司(si)制(zhi)藥生(sheng)產廢水(shui),工(gong)程運行表明:該(gai)工(gong)藝(yi)處(chu)(chu)理(li)效果好(hao),運行穩(wen)定。各(ge)項指(zhi)標均可達到GB 8978—1996的一級標準。遲娟等(deng)[l7]采用內(nei)電(dian)(dian)解一MBR工(gong)藝(yi)處(chu)(chu)理(li)維生(sheng)素及青霉素制(zhi)藥廢水(shui),在(zai)原水(shui)COD為12000 mg/mL左(zuo)右時(shi),內(nei)電(dian)(dian)解對(dui)該(gai)廢水(shui)COD去(qu)除(chu)率可達40%左(zuo)右,MBR出水(shui)的COD<300 mg/mL。
3 結語
由于抗生素制(zhi)藥(yao)廢(fei)水(shui)是一(yi)類成(cheng)分復雜、生物毒性(xing)高、含難降解物質的(de)有機廢(fei)水(shui),一(yi)般采用物化預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)一(yi)厭氧、好(hao)氧處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)一(yi)后(hou)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)一(yi)外(wai)排(pai)的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)流(liu)程。但是,目前厭氧、好(hao)氧處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)單元操作(zuo)較多,有待研究(jiu)開發新(xin)型高效低能耗的(de)厭一(yi)好(hao)氧復合反(fan)應器。
此外,針對抗生素制藥廢水可生化性差的特點,可與其他生化程度較高的廢水,如食品工業廢水或城市生活污水等共同處理。開展污水的綜合防治,降低處理濃度和處理成本。當然,制藥廢水的根本治理還在于推行綠色化生產工藝和清潔化生產管理,力求實施生產工藝的閉路循環。

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