UASB-SBR工艺处理硫酸新霉素废水.docx

—PAGE\*MERGEFORMAT23—

UASB-SBR工艺处理硫酸新霉素废水
硫酸新霉素是一种氨基糖苷类抗生素，主要用于治疗禽敏感的革兰氏阴性菌所致胃肠道感染，在畜牧业、水产养殖业应用广泛。其生产过程中会排出大量有机废水，主要来自以葡萄糖和玉米浆等为原料的发酵、过滤、提炼、精制等过程排水及设备冲洗水。该废水COD高达25~30g/L，硫酸盐约2.0~2.5g/L，总氮约3.0~3.5g/L，属难降解有机废水。若未得到妥当处理，会对人体健康和环境造成威逼。目前，厌氧-好氧组合处理技术是处理抗生素废水的主流工艺，其既克服了厌氧法出水不达标的缺陷，又避开了好氧法能耗高、运行成本大的问题，并可同步去除有机物和养分元素。厌氧处理工艺中应用最为广泛的厌氧反应器是上流式厌氧污泥床(UASB)，其具有有机负荷和去除率高、不需搅拌、无污泥回流、水力停留时间短等特点，但抗生素类物质对产甲烷菌有较大的抑制作用，可能会对厌氧生物系统的运行和处理效能造成较大影响。好氧处理工艺通常选用序批式活性污泥法(SBR)，SBR处理工艺中，硝化和反硝化在同一池内进行，理论上脱氮率可无限接近于100%。因此，针对硫酸新霉素废水水质特性，笔者采纳野UASB-SBR冶组合工艺处理硫酸新霉素废水，分析硫酸新霉素浓度对UASB工艺运行特性的影响，讨论反应器的启动过程及UASB-SBR对废水的处理效果，以期为该类废水处理工程的设计、调试及运行供应参考。1、材料与方法1.1试验用水试验用水为河北省某制药公司排放的硫酸新霉素废水，废水pH3.5~4.5、COD25~30g/L、SO42-2.0~2.5g/L、总氮3.0~3.5g/L、硫酸新霉素550~600mg/L，由于废水污染物浓度过高，需依据运行条件适当稀释。1.2试验污泥UASB接种污泥取自某淀粉废水厌氧反应器中的颗粒污泥，接种体积占反应器有效容积的40%左右，反应器污泥接种量为27gVSS/L。SBR接种污泥取自某城市污水处理厂二沉池污泥。污泥呈黄褐色，SVI为82mg/L。接种体积约为反应器有效容积的30%，反应器内污泥质量浓度4000mg/L。1.3试验装置试验装置见图1。反应器采纳有机玻璃制成，其中UASB反应器有效容积3L，反应区内径45mm，高度1000mm，沉淀区内径150mm，反应器内部设置三相分别器，气体从反应器上部收集；SBR反应器有效容积15L，反应区内径160mm，高度750mm，反应器上方装有搅拌电机(HDM-1035)，可掌握搅拌速度和搅拌时间，反应器底部装有曝气装置，采纳鼓风曝气(转子流量计LZB-3WB)，可调整曝气量。SBR反应器置于恒温水箱内，实现恒温(20±1)℃运行。利用加热装置将废水预热到38~40℃后，通过蠕动泵(BL100)将废水打入UASB底部，经过厌氧生物处理后的出水从顶部溢出到中间储水箱后，通过蠕动泵(BL100)将中间储水箱废水打入SBR反应器。SBR反应周期为24h，即每天运行1个周期。运行条件为进水5min、缺氧反应6h、好氧反应6h、沉淀30min、出水15min，其余为闲置时间。缺氧和好氧条件分别由机械搅拌器和空气泵曝气来掌握。SBR进水量3L，排水比为0.4。UASB反应器产生的沼气从装置上部排出，经过水封后，接入湿式气体流量计(LML/LMF)，记录产气量。1.4分析方法硫酸新霉素浓度采纳邻苯二甲醛(OPA)衍生化高效液相法测定。pH采纳玻璃电极法测定，COD采纳重铬酸钾法测定，总氮采纳过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定，氨氮(NH3-N)采纳纳氏试剂光度法测定，SO42-采纳重量法测定。溶解氧(DO)使用JPSJ-605DO分析仪测定。2、结果与争论2.1硫酸新霉素浓度对厌氧抑制影响利用养分液和硫酸新霉素配制硫酸新霉素养量浓度分别为300、600、900、1200mg/L的4种模拟废水，采纳全自动甲烷潜力测试系统(AMPTS域)，测定不同硫酸新霉素浓度废水厌氧产甲烷气量，分析硫酸新霉素浓度对厌氧反应的影响，结果见图2。由图2可以看出，随着硫酸新霉素浓度的增加，厌氧颗粒污泥最大产甲烷量渐渐减小，其中对比样品最大产甲烷量为205.8mL。与对比样品相比，硫酸新霉素养量浓度为300、600、900、1200mg/L的最大产甲烷量分别降低了6.5%、9.9%、14.2%、29.7%。此外，不同硫酸新霉素浓度下最大比产甲烷速率(Umax)，即1gVSS(间接代表厌氧微生物量)厌氧污泥每日的最大甲烷产量。硫酸新霉素养量浓度为300、600、900、1200mg/L，在反应时间1200min时，相对活性分别为93.5%、90.1%、85.8%、70.3%。一般认为RA为75%~95%表示轻度抑制；RA为40%~75%表示中度抑制；RA40%表示重度抑制。可