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抗生素生产废水治理技术进展

更新时间:2011-05-12 09:32 来源: 作者: 阅读:5554 网友评论0

摘要:抗生素生产废水是一类成分复杂、色度高、生物海性大、含多种抑制物质的难降解高浓度有机废水。 分析了各类抗生素生产废水的水质特征与主要污染因子,介绍了国内外抗生素生产废水治理的各种物化和生物处理方法及其应用,井在此基础上提出水解酸化一生物接触氧化工艺有望成为处理抗生素生产废水的主导工艺。

关键词:抗生素生产废水;水解酸化;生物接触氧化

日前,国内有300多家企收生产70多个品种的抗生素,占世界总产量的20%-30%,抗生素生产过程中产生的高浓   度废水一直是污水治理领域的一个难题。对于这种成分复杂、色度高、生物毒性大、难降解高浓度有机废水处理至今尚未找到适宜的解决力方法,是日前国内外水处理的难点和热点。

按照新制定的生物工程类制药工业水污染物排放标准(GB21907-2008) 原有生物制药企业的废水处理后必须满足以下要求:COD ≤ 100mg/L, BOD5≤30mg/L, NH3-N≤15mg/L ,SS≤70mg/L,对于高浓度抗生素生产废水而言,这无疑是一项艰巨的任务。因此,围绕抗生素生产废水的处理,研究和生产部门作了大量研究,提出了不少治理技术和方法,取得了一定的研究成果。 1抗生素废水的处理方法:抗生素废水的处理方法可简单归纳为三种:物化处理、厌氧处理和好氧处理。各种处理方法都有其优势和不足。

1.1物化处理

目前用于抗生素废水处理的物化力方法主要有以下几种:混凝一沉淀、吸附、气浮、焚烧法和反渗透等,各种方法的处理效果见表1。

表1物化方法处理抗生素废水效果

物化方法的选择应根据各类抗生素废水特点及试验结果而定。

1.2生物处理工艺

生物处理工艺主要有好氧生物处理、厌氧生物处理及厌氧一好氧组合处理工艺。

1.2.1好氧生物处理工艺

表2汇总了国内外部分抗生素生产废水好氧生物处理工艺及其主要运行参数。由表2可知,抗生素生产废水的好氧生物处理工艺主要是早期传统活性污泥法和70年代开发的革新替代工艺,如深井曝气、生物流化床、生物接触氧化法、SBR及氧化沟等。但是,由于抗生素生产废水属于高浓度有机废水,常规好氧工艺活性污泥法难以承受COD浓度lOg/L以上的废水,需对原废水进行大量稀释,因此,清水、动力消耗很大,导致处理成本很高,应用厂家实际废水处理率也较低。

表2抗生素生产废水好氧化物处理工艺及运行参数
 

1.2.2厌氧生物处理工艺

日前,国内外高浓度有机废水的处理力一法,基本上是以厌氧发酵为主。与好氧处理相比,厌氧法在处理高浓度有机废水力一面通常具有以下优点:1)有机物负荷高;2)污泥产率低,产生的生物污泥易于脱水;3)营养物需要量少;4)不需曝气,能耗低; 5)可以产生沼气、回收能源;6)对水温的适宜范围较广;7)活性厌氧污泥保存时间长。抗生素废水厌氧处理中常用工艺有升流式厌氧污泥床(UASB).厌氧流化床、厌氧折流板反应器等,处理负荷及效果见表3

厌氧生物工艺处理抗生素工收废水的试验司}究较多而实际工程应用较少。日前生产性规模应用较成功的仅为UASB和普通厌氧消化工艺,其他工艺尚处于中试阶段。高浓度的抗生素有机废水经厌氧处理后,出水COD仍达1000-4000mg/L,小能直接外排,需要再经好氧处理,以保证出水达标排放。但由于厌氧段采用甲烷化对操作和运行条件要求严格,而且原水中大量易于降解的物质如有机酸等)在厌氧生物处理系统中被甲烷化,剩余的主要是难降解或厌氧消化的剩余产物,因此,后需的好氧处理尽管负荷较低,但是处理效率也很低。

1.2.3厌氧一好氧组合工艺路线

从80年代开始,厌氧一好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。

厌氧处理利用高效厌氧工艺容积负荷高、COD去除效率高、耐冲击负荷的优点,减少稀释水量井且能较大幅度地削减COD,以降低基建、设备投资和运行费用,井回收沼气。厌氧段还有脱色作,这对于高色度抗生素废水处理意义较大。好氧处理日的是保证厌氧出水经处理后达标排放。从工程应用角度应优先采用生物接触氧化和SBR工艺(序批式活性污泥法)。

表3抗生素废水厌氧生物处理工艺及运行参数
 

表4抗生素废水厌氧一好氧生物处理工艺及运行参数

 同时,对于高氮、高COD废水,通过厌氧一好氧组合工艺还可达到脱氮的日的。表4汇总了国内外部分抗生素生产废水厌氧一好氧生物处理工艺及其主要运行参数。

表5汇总f国内外部分抗生素生产废水厌氧一好氧生物处理

1.2.4水解酸化一好氧工艺

由于抗生素废水中高浓度氨氮对产甲烷菌的抑制以及沼气产量低、利用价值小高等原因,近年来司研究者们开始尝试以厌氧水解(酸化)取代厌氧发酵。据文献报道,有些有机物在好氧条件下较难被微生物所降解,经仄氧酸化预处理可以改变难降解有机物的化学结构,使其好氧生物降解性能提高。经过水解酸化,废水的COD降解虽小明显,但废水中大量难降解有机物转化为易降解有机物,提高了废水的可生化性,利于后续好氧生物降解。而且产酸菌的世代周期短,对温度以及有机负荷的适应性都强于产甲烷菌,保证犷水解反应的高效率稳定运行。厌氧水解工艺是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生匕速率小同,在反应器中利用水流动的淘洗作用造成甲烷菌在反应器中难于繁殆,将厌氧处理控制在反应时间短的厌氧处理第一阶段。厌氧水解处理可以作为各种生化处理的预处理,由于不需曝气而大大降低了生产运行成本,可提高污水的可生化性,降低后续生物处理的负荷,大量削减后续好氧处理工艺的曝气量,而广泛的应用于难生物降解的制药、化工、造纸等高浓度有机废水的处理中。表5汇总了国内外部分抗生素生产废水水解酸化一好氧生物处理工艺及其主要运行参数。

此外,水解酸化反应器不需设气体分离和收集系统,无需封闭,无需搅拌设备,因此造价低,且便于维修;反应器可在常温条件下运行,不需外界提供热源和供氧,出水无小良气体,节约能耗,降低犷运行费用;此外还有耐冲击负荷,污泥产率低,占地少等优点,在工程中有推广的价值。

从表5看出,好氧工艺基本采用生物接触氧化工艺,该工艺具有生物量大、处理效率高、占地面积小、运行管理力一便、污泥产量低、耐冲击负荷等优点。该技术日前被广泛应用于工收废水处理中,并且在制药废水处理力一面己有成功的经验。表5抗生素生产废水水解酸化一好氧生物处理工艺及运行参数

2今后研究的方向

1)厌氧水解酸化在改善抗生素生产废水生物降解性能方面的深入研究。

2)深入考察厌氧水解酸化一生物接触氧化法在抗生素生产废水处理工艺中,硫酸欲还原、脱氮、有机物去除等方面的关系。

3)硫酸欲还原产物硫化氢等恶臭物质的生物处理工艺。

4)生物强化技术在抗生素生产废水处理中的应用。

 
 

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