水解酸化-微生物電輔助系統(tǒng)處理抗生素廢水的效能研究.pdf

1、抗生素廢水成分復雜，毒性有機物含量高，對微生物的抑制作用較強，是難處理的工業(yè)廢水的典型代表。基于日益嚴格的制藥廢水排放標準，急需找到一種能夠穩(wěn)定、高效處理抗生素等毒性污染物，且具有一定經(jīng)濟性的新型處理工藝。
　　本課題研究水解酸化-微生物電輔助系統(tǒng)（以下簡稱 HA-MEA系統(tǒng)）處理抗生素廢水的運行效能，同時對系統(tǒng)運行過程中的影響因素進行了分析，以抗生素廢水中的苯并噻唑、吲哚、喹啉、吡啶為典型污染物，考察了水解酸化產(chǎn)物強化微生物電輔

2、助系統(tǒng)的毒性去除效能，并且對毒性物質(zhì)的降解動力學和轉(zhuǎn)化途徑進行了分析。
　　首先，考察 HRT、溫度、容積負荷和電解質(zhì)對 HA-MEA系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：當HA工藝HRT為8h時，系統(tǒng)產(chǎn)生的VFA量最大。溫度對系統(tǒng)的影響較小，最佳運行溫度為20～30℃。隨著容積負荷的提高，COD去除率略有降低，當進水容積負荷由6~7.5kgCOD/(m3·d)提高到10.5~12kgCOD/(m3·d)，COD去除率由78％下降到69%。不同的

3、電解質(zhì)Fe2++CO32-、SO42-+NH4+、Cl-+ NH4+都能夠提供較高的電流密度和功率密度，Cl-+NH4+效果最佳，可在本實驗條件下替代磷酸鹽緩沖溶液（PBS），工程應用中可以根據(jù)廢水的性質(zhì)來適當控制電解質(zhì)的種類和數(shù)量，以保證MEA系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。
　　其次，研究了HA-MEA系統(tǒng)對抗生素廢水中 COD、總氮、有機污染物和廢水毒性的去除效果。在常溫（25℃），水解酸化 HRT為8h，微生物電輔助HRT為24h，進水

4、COD為4000mg/L條件下，系統(tǒng)對抗生素廢水中COD去除率和TN的去除率約為70%和30%左右；苯并噻唑、吲哚、喹啉、吡啶的去除率分別為90%、70%、20%、50%；廢水毒性由99%降為65%。
　　以苯并噻唑為典型污染物，考察HA-MEA系統(tǒng)的毒性去除效能并進行了毒性去除機理研究。實驗分析了HA-MEA系統(tǒng)中水解酸化單元和微生物電輔助單元分別對苯并噻唑的去除效果和規(guī)律。苯并噻唑濃度為50mg/L條件下，HA-MEA系統(tǒng)對苯

5、并噻唑的去除率達到90%，其中水解酸化單元的貢獻率約為20%，微生物電輔助單元的貢獻率約為70%。研究水解酸化產(chǎn)物對MEA中BTH降解的促進作用發(fā)現(xiàn)：乙酸鹽為系統(tǒng)最佳共基質(zhì)，當乙酸鹽為350mgC/L，苯并噻唑的去除速率RBTH為0.0010 mg-1 acetate-C·h-1，是丙酸鹽、乙醇鹽、丁酸鹽為共基質(zhì)時的1.4倍、2.5倍和3.3倍。
　　進一步對系統(tǒng)中苯并噻唑和喹啉的降解途徑進行了研究。苯并噻唑的降解途徑為：苯并噻唑