厭氧-好氧—MBBR工藝處理抗生素廢水的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、對(duì)現(xiàn)有污水處理工藝進(jìn)行原位升級(jí)改造，提高其脫氮除磷和持久性污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)去除效能，是目前我國(guó)污水處理行業(yè)發(fā)展中面臨的重要的問(wèn)題，也是改善我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量的有效手段。移動(dòng)床生物反應(yīng)器(Moving BedBiofilm Reactor，MBBR)集合了活性污泥法和生物膜法的主要優(yōu)勢(shì)，具有處理效果好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和低溫運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，可以通過(guò)原位改造，有效改善污水處理廠的出水

2、水質(zhì)，是污水廠提標(biāo)改造的有效方式。現(xiàn)階段MBBR工藝研究多集中在懸浮填料構(gòu)型及其去除率、氮磷的去除機(jī)理等方面，有關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行以及處理含有四環(huán)素等持續(xù)性有機(jī)污染物廢水等方面的研究較少，因此，研究探討MBBR系統(tǒng)處理復(fù)雜進(jìn)水的工藝性能優(yōu)化以面對(duì)污、廢水的沖擊成為了新的關(guān)注點(diǎn)。
　　本文以模擬配水為處理對(duì)象，通過(guò)構(gòu)建和啟動(dòng)厭氧/好氧-MBBR工藝實(shí)驗(yàn)室小試系統(tǒng)，考察厭氧/好氧-MBBR系統(tǒng)去除化學(xué)需氧量(Chemical O

3、xygen Demand，COD)、氨氮和總磷等污染指標(biāo)的工藝效能及作用規(guī)律，研究反應(yīng)器系統(tǒng)在啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下的工藝特性;在反應(yīng)器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，在進(jìn)水中投加一定量和一定種類(lèi)的抗生素，探討添加抗生素對(duì)厭氧/好氧-MBBR系統(tǒng)的處理效能的影響規(guī)律，研究A/O-MBBR系統(tǒng)處理抗生素廢水的效能及工藝特性，為進(jìn)一步推動(dòng)MBBR工藝在污水廠原位升級(jí)改造工程中的應(yīng)用提供技術(shù)參考。
　　研究結(jié)果表明，A/O-MBBR系統(tǒng)具有良好的抗沖擊負(fù)

4、荷能力和低溫運(yùn)行穩(wěn)定性，溫度、進(jìn)水COD濃度、進(jìn)水氨氮濃度及反應(yīng)器運(yùn)行水力條件變化對(duì)A/O-MBBR系統(tǒng)運(yùn)行性能的影響較小。
　　當(dāng)反應(yīng)溫度由10～15℃逐步上升到30～35℃時(shí)，A/O-MBBR系統(tǒng)對(duì)COD的去除率沒(méi)有明顯變化，而氨氮的去除率則呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，但是變化幅度較小;在20～25℃時(shí)，A/O-MBBR反應(yīng)器表現(xiàn)出最佳處理效能，對(duì)COD的去除率為83.34％，對(duì)氨氮的去除率為90.46％。在低溫條件下，系統(tǒng)

5、仍對(duì)COD和氨氮保持了一定的去除能力，運(yùn)行效果良好。
　　進(jìn)水中有機(jī)物的濃度由200mg/L增大到500mg/L，氨氮濃度由50mg/L增大到140mg/L時(shí)，系統(tǒng)的COD去除率沒(méi)有明顯變化，而氨氮去除率則呈先增大后減小的規(guī)律。當(dāng)反應(yīng)器中填料投配率為30％，水力停留時(shí)間(Hydraulic Retention Time，HRT)為8h，溫度為20～25℃，進(jìn)水COD濃度為350～400mg/L，進(jìn)水氨氮濃度則為80mg/L時(shí)，A/

6、O-MBBR工藝處理出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
　　投加抗生素對(duì)于A/O-MBBR工藝的處理效能具有一定的抑制作用，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物受到了一定的影響，污染物去除率隨之降低。當(dāng)進(jìn)水中投加50μg/L的四環(huán)素時(shí)，COD的去除率由85.97％下降到76.3％，下降約10％;氨氮的去除率由89.14％降為69.45％，下降約20％;總磷的去除率由74.55％降為54.4％，下降幅

7、度約20％;當(dāng)進(jìn)水中四環(huán)素的濃度增大到200μg/L時(shí)，COD、氨氮和總磷的去除率分別為59％、55.65％和43％，去除率的下降幅度不大。當(dāng)進(jìn)水中投加50μg/L的混合抗生素時(shí)，COD的去除率由85.97％下降到60.57％，下降約25％;氨氮的去除率由89.14％降為61.57％，下降約28％;總磷的去除率由74.55％降為49.3％，下降幅度約25％;當(dāng)進(jìn)水中混合抗生素的濃度增大到200μg/L時(shí)，COD、氨氮、總磷的去除率分別為

8、53.94％、49.91％和35.54％，下降幅度并不明顯。在抗生素濃度增加的過(guò)程中，A/O-MBBR工藝的處理效能不斷下降，氨氮和總磷的變化幅度較大，而COD的去除效果則相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)水中四環(huán)素濃度為50μg/L時(shí)，出水的水質(zhì)滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級(jí)B出水標(biāo)準(zhǔn);而當(dāng)進(jìn)水中混合抗生素濃度為50μg/L時(shí)，出水的水質(zhì)指標(biāo)中僅氨氮滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級(jí)

9、B出水標(biāo)準(zhǔn)，COD、總磷的濃度符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》三級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，四環(huán)素、土霉素、金霉素均能被A/O-MBBR工藝降解，其中金霉素的降解效率最高，土霉素的去除率最低;在進(jìn)水中抗生素濃度為50μg/L時(shí)，金霉素的去除率為46.02％，四環(huán)素為41.79％，土霉素的去除率為38.42％;在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，土霉素去除率的變化幅度最小。A/O-MBBR工藝對(duì)抗生素的去除性能要優(yōu)

10、于常規(guī)污水處理系統(tǒng);但是隨著進(jìn)水中抗生素濃度的不斷增加，A/O-MBBR系統(tǒng)對(duì)抗生素的去除率不斷下降，且下降幅度越來(lái)越大。
　　A/O-MBBR工藝啟動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后，污染物去除效率穩(wěn)定，活性污泥呈現(xiàn)棕褐色，微生物活性良好，污泥沉降比維持在15％左右。然而，當(dāng)抗生素進(jìn)入反應(yīng)器后，活性污泥的顏色首先發(fā)生變化。隨著抗生素濃度的增加，污泥由棕褐色逐漸變黑，微生物的活性降低，鐘蟲(chóng)、纖蟲(chóng)等固著型纖毛蟲(chóng)逐漸減少;當(dāng)進(jìn)水中混合抗生素的濃度增大到