抗生素廢水生物處理方法
好氧處理法
常用于制藥廢水的好氧生物法主要包括：普通活性污泥法、加壓生化法、深井曝氣法、生物接觸氧化法、生物流化床法、序批式間歇活性污泥法等。
目前，國內(nèi)外處理抗生素廢水比較成熟的方法是活性污泥法。由于加強(qiáng)了預(yù)處理，改進(jìn)了曝氣方法，使裝置運(yùn)行穩(wěn)定，到20世紀(jì)70年代已成為一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的制藥廠普遍采用的方法。但是普通活性污泥法的缺點(diǎn)是廢水需要大量稀釋，運(yùn)行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨脹，剩余污泥量大，去除率不高，常必須采用二級(jí)或多級(jí)處理。因此近年來，改進(jìn)曝氣方法和微生物固定技術(shù)以提高廢水的處理效果已成為活性污泥法研究和發(fā)展的重要內(nèi)容。加壓生化法相對(duì)于普通活性污泥法提高了溶解氧的濃度，供氧充足，既有利于加速生物降解，又有利于提高生物耐沖擊負(fù)荷能力。
深井曝氣法是高速活性污泥系統(tǒng)。和普通活性污泥法相比，深井曝氣法具有以下優(yōu)點(diǎn)：氧利用率高，相當(dāng)于普通曝氣的10倍；污泥負(fù)荷高，比普通活性污泥法高2.5~4倍；占地面積小、投資少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、效率高、COD的平均去除率可達(dá)到70%以上；耐水力和有機(jī)負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)；不存在污泥膨脹問題；保溫效果好。
生物接觸氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，具有較高的處理負(fù)荷，能夠處理容易引起污泥膨脹的有機(jī)廢水。在制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理中，常常直接采用生物接觸氧化法，或用厭氧消化、酸化作為預(yù)處理工序來處理制藥生產(chǎn)廢水。但是用接觸氧化法處理制藥廢水時(shí)，如果進(jìn)水濃度高，池內(nèi)易出現(xiàn)大量泡沫，運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取防治和應(yīng)對(duì)措施。
生物流化床將普通的活性污泥法和生物濾池法兩者的優(yōu)點(diǎn)融為一體，因而具有容積負(fù)荷高、反應(yīng)速度快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
序批式間歇活性污泥法(SBR)具有均化水質(zhì)、無需污泥回流、耐沖擊、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、占地少、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高于普通的活性污泥法等優(yōu)點(diǎn)，比較適合于處理間歇排放和水量水質(zhì)波動(dòng)大的廢水。但SBR法具有污泥沉降、泥水分離時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。在處理高濃度廢水時(shí)，要求維持較高的污泥濃度，同時(shí)，還易發(fā)生高粘性膨脹。因此，常考慮投加粉末活性炭，以減少曝氣池泡沫，改善污泥沉降性能、液固分離性能、污泥脫水性能等，以獲得較高的去除率。
直接應(yīng)用好氧法處理抗生素廢水仍需考慮廢水中殘留的抗生素對(duì)好氧菌存在的毒性，所以一般需對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。
厭氧處理法
厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼性微生物)的作用將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，也稱厭氧消化。由于厭氧處理過程中起主要代謝作用的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌具有相對(duì)不同的生物學(xué)特征，因此可以分別構(gòu)造適合其生長(zhǎng)的不同環(huán)境條件，利用產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)快，對(duì)毒物敏感性差的特點(diǎn)將其作為厭氧過程的首段，以提高廢水的可生化性，減少廢水的復(fù)雜成分及毒性對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制作用，提高處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，進(jìn)而保證后續(xù)復(fù)合厭氧處理系統(tǒng)的產(chǎn)甲烷階段處理效果的穩(wěn)定性。用于抗生素廢水處理的厭氧工藝包括：上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復(fù)合床(UBF)等。
UASB能否高效和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于反應(yīng)器內(nèi)能否形成微生物適宜、產(chǎn)甲烷活性高、沉降性能良好的顆粒污泥。UASB反應(yīng)器具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但在采用UASB法處理制藥生產(chǎn)廢水時(shí)，通常要求SS含量不能過高，以保證COD去除率。
上流式厭氧污泥床過濾器(UASB+AF)是近年來發(fā)展起來的一種新型復(fù)合式厭氧反應(yīng)器，它結(jié)合了UASB和厭氧濾池(AF)的優(yōu)點(diǎn)，使反應(yīng)器的性能有了改善。該復(fù)合反應(yīng)器在啟動(dòng)運(yùn)行期間，可有效地截留污泥，加速污泥顆粒化，對(duì)容積負(fù)荷、溫度pH值的波動(dòng)有較好的承受能力。
復(fù)合式厭氧反應(yīng)器
復(fù)合式厭氧反應(yīng)器兼有污泥和膜反應(yīng)器的雙重特性。復(fù)合式厭氧反應(yīng)器對(duì)乙4螺旋酶素生產(chǎn)廢水的處理表明，反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷率為8～13 kg/m3•d，可獲得滿意的出水水采用加壓上流式厭氧污泥床(PUASB)處理廢水時(shí)，氧濃度顯著升高，加快了基質(zhì)降解速率，能夠提高處理效果。UBF法兼有污泥和膜反應(yīng)器的雙重特性。反應(yīng)器下部具有污泥床的特征，單位容積內(nèi)具有巨大的表面積，能夠維持高濃度的微生物量，反應(yīng)速度快，污泥負(fù)荷高。反應(yīng)器上部掛有纖維組合填料，微生物主要以附著的生物膜形式存在，另一方面，產(chǎn)氣的氣泡上升與填料接觸并附著在生物膜上，使四周纖維素浮起，當(dāng)氣泡變大脫離時(shí)，纖維又下垂，既起到攪拌作用又可穩(wěn)定水流。
經(jīng)單獨(dú)的厭氧方法處理后的出水COD仍較高，難以實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)，一般采用好氧處理以進(jìn)一步去除剩余COD。
光合細(xì)菌處理法(PSB)
光合細(xì)菌(Photosynthesis Bacteria，簡(jiǎn)稱PSB)中紅假單胞菌屬的許多菌株能以小分子有機(jī)物作為供氫體和碳源，具有分解和去除有機(jī)物的能力。因此，光合細(xì)菌處理法可用來處理某些食品加工、化工和發(fā)酵等工業(yè)的廢水。PSB可在好氧微好氧和厭氧條件下代謝有機(jī)物，采用厭氧酸化預(yù)處理常可以提高PSB的處理效果。PSB處理工藝具有承受較高的有機(jī)負(fù)荷、不產(chǎn)生沼氣、受溫度影響小、有除氮能力、設(shè)備占地小、動(dòng)力消耗少、投資低、處理過程中產(chǎn)生的菌體可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。
厭氧-好氧處理方法及與其他方法的組合
單獨(dú)的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足廢水處理要求，而厭氧-好氧處理方法及其與其他方法的組合處理工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性，降低投資成本，提高處理效果等方面明顯優(yōu)于單獨(dú)處理方法，使其成為制藥廢水的主要處理方法。
絮凝沉淀+水解酸化+SBR工藝處理制藥廢水是一條行之有效的方法，是一種經(jīng)濟(jì)合理且適合我國的有效的處理工藝。將厭氧水解處理作為各種生化處理的預(yù)處理，因不需曝氣，大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，可提高污水的可生化性，降低后續(xù)生物處理的負(fù)荷，大量削減后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量，降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，因而被廣泛應(yīng)用于難生物降解的化工、造紙、制藥等高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理中。但是，在污泥的培養(yǎng)馴化過程中，好氧污泥與缺氧污泥中含有的細(xì)菌對(duì)環(huán)境十分敏感，雖然系統(tǒng)具有一定的抗沖擊能力，但如長(zhǎng)時(shí)間處在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，會(huì)出現(xiàn)硝化反應(yīng)變得緩慢，導(dǎo)致NO2-N積累偏高，使系統(tǒng)運(yùn)行停留在亞硝化階段，從而導(dǎo)致出水水質(zhì)難以得到保證。
雖然目前生化法工藝是處理制藥廢水最常用方法。但是，隨著國內(nèi)外對(duì)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，傳統(tǒng)的生化法很難達(dá)到目標(biāo)。將電解法和SBR法相結(jié)合，對(duì)處理含抗生素類制藥廢水，有較大的可行性。在用電解法預(yù)處理制藥廢水時(shí)，電解電壓越大，廢水COD、色度去除越快，且去除率越高。電解電壓的大小對(duì)COD去除影響較大。經(jīng)過電解預(yù)處理后，廢水的可生化性大大提高，但電解時(shí)間過長(zhǎng)反而能使廢水可生化性下降。pH值對(duì)電解效果的影響是存在的，pH值太高或太低對(duì)廢水COD的去除都是不利的，pH值在7左右時(shí)，電解效果相對(duì)較好；pH值對(duì)色度去除的影響比較小。電解預(yù)處理COD去除率在37%～47%，再進(jìn)SBR生化處理系統(tǒng)處理，COD去除率可達(dá)80%～86%。
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