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水资源短缺和水环境污染已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。而抗生素生产废水就以其高浓度、难降解成为许多国家水处理领域的难题。投资和处理成本高、废水实际处理率低、操作单元多已成为目前抗生素废水处理领域的瓶颈。所以亟待研究高效低耗的反应器或工艺流程。本处理工艺结合上流式厌氧污泥床内生物量多、容积负荷率高、水力停留时间短的优点及MBR高效的截留作用和微生物富积作用,可以提高系统处理能力,简化工艺流程,从而降低投资。
对常规的UASB-MBR法联用处理抗生素废水工艺研究认为:在反应器中污泥浓度高于3000mg/L,水力停留时间分别为7.8小时、13小时、26小时时,反应器对COD的去除率分别为55%~70%,60%~65%,79%~82%,适宜水力停留时间为13小时;对好氧反应器中污泥增长性状研究发现,污泥浓度的增长符合二次增长曲线,污泥浓度最终会稳定在一定值(5000mg/L左右),并不随SRT的延长而增加。当好氧反应器中的污泥浓度高于4000mg/L时,污泥浓度的高低对系统处理效率的影响不大。当进水COD浓度变化时,系统的处理效率并没有出现大的变化,基本维持在80%左右,所以系统抵抗COD负荷冲击的能力较强。
对微电解-UASB-MBR法处理抗生素废水的研究认为,微电解用于抗生素废水处理的最佳条件为pH值为4,反应时间为1小时,铁炭体积比1:1。水力停留时间需大于5个小时;好氧反应器中的污泥浓度最终可以稳定在10000mg/L左右。当原水COD由2000mg/L上升到9000mg/L时,系统的处理效率由85%上升到96%左右,出水COD降到了100mg/L左右。
比较常规的UASB-MBR法和微电解的UASB-MBR法处理抗生素废水的效果,发现抗生素废水经过微电解之后,系统对COD的出去率由80%上升到96%,对COD的抗冲击负荷能力提高,可承受的最高COD负荷由5500mg/L上升到9500mg/L。好氧反应器中的污泥浓度由5000mg/L上升到10000mg/L左右,且经过微电解,可以缩短水力停留时间,最佳水力停留时间由13小时缩短到7.8小时。
由于本试验的好氧反应器用膜组件替代了传统的二沉池来实现泥水分离,所以很高的污泥浓度可以在不影响系统的处理效率的情况下,让微生物处于内源呼吸期来降低系统的排泥量。
膜堵塞常见的有三种形式,即污泥在纤维丝间的淤积;有机物对膜的污染;无机垢对膜的堵塞。膜的清洗试验表明,无机物对膜的污染最为严重。
抗生素废水经常规UASB-MBR法处理后出水COD最低199mg/L,经微电解-UASB-MBR法处理后出水COD最低可达98.3mg/L,完全达到国家生物制药行业废水排放标准(GB8978-1996,300mg/L)。该套工艺与其他抗生素废水处理工艺相比可节俭基建投资、简化流程,且出水更加优良。