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四环素类抗生素废水具有COD浓度高、氨氮浓度大、存在难生物降解和生物毒性物质等特点,因此,生物处理难度大。随着排放标准的不断提高,强化处理使其达标排放成为目前研究的重点。本文针对四环素类抗生素废水的特点,考察了纯物质盐酸四环素和土霉素对厌氧生物毒性的影响;在此基础上,采用UASB-A/O-Fenton组合工艺处理四环素类抗生素废水,并研究了好氧污泥作为接种污泥启动UASB反应器的可行性及快速启动的方法;通过试验研究,确定了组合工艺最佳控制条件,实现四环素类抗生素废水的达标排放。具体试验结论如下所述:(1)探究了盐酸四环素和土霉素纯物质对厌氧生物活性的影响,发现盐酸四环素和土霉素对厌氧微生物具有抑制作用。土霉素和盐酸四环素浓度为50mg/L时,产生轻度抑制。土霉素为50mg/L和盐酸四环素为50mg/L、200mg/L浓度时,会对厌氧微生物产生代谢性毒性;土霉素大于200mg/L、盐酸四环素大于400mg/L浓度时,两种抗生素具有杀菌作用。并且两种抗生素抑制了丙酸盐和丁酸盐降解菌的活性,从而影响厌氧生物活性。(2)考察了好氧污泥接种启动UASB反应器的可行性,以葡萄糖为基质在低负荷下对好氧污泥进行接种,分多阶段提高四环素类废水浓度和进水负荷,最终成功启动UASB反应器,容积负荷达到3.60 kg COD/m3·d,COD去除率在60%左右。通过与厌氧接种污泥试验比较发现,好氧污泥启动UASB控制条件为:碱度维持在1500mg/L以上,p H在6.50~7.50之间,ALK/VFA>4,反应器接种浓度MLSS在30g/L左右。(3)UASB-A/O生物组合工艺处理四环素类抗生素废水,采用逐步增加四环素类抗生素废水的方法,经过启动及负荷提升阶段、四环素类抗生素废水提升阶段和稳定运行阶段,成功实现对四环素类抗生素废水的处理。COD去除率达到90%以上,氨氮和总氮去除率达到60%以上。UASB反应器HRT为24h,容积负荷为6.90 kg COD/m3·d,COD去除率达到75.0%,产气率达到0.32 L/g COD。A/O反应器HRT为32h,内回流比为300%,污泥浓度维持在3500~4000mg/L时,COD、氨氮及总氮的去除率分别为70%、60%和60%。(4)对生化出水进行Fenton法深度处理,确定的最佳工艺条件为:Fe2+/H2O2摩尔比1/20,H2O2加入量5m L·L-1,初始反应p H为4.00,反应时间120min;在该条件下,Fenton氧化对色度去除率在90%以上,COD去除率为65%。通过LC-MS物质分析可知,吡啶类、苯胺类、酰胺类和酮类物质是造成出水色度的主要原因。(5)UASB-A/O-Fenton组合工艺全流程处理四环素类抗生素废水,组合工艺处理效果稳定,出水COD、氨氮、总氮和色度的去除率可以达到97%、80%、77%和90%。全流程试验出水水质满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)中规定的污染物排放要求,该工艺可实现废水的达标排放。