混凝-水解-好氧MBBR-Fenton法處理抗生素發(fā)酵廢水研究.pdf

1、對于多數(shù)制藥企業(yè)來說，高濃度制藥廢水因其成分復雜、有機物含量高、色度深、可生化性差，難以被微生物降解,采用單一的水處理技術往往難以達到理想的效果。因此，當前急需開發(fā)一套對這類廢水行之有效的處理新工藝，使其滿足越來越嚴格的排放標準。本文根據(jù)哈爾濱某制藥廠某車間排放的抗生素發(fā)酵廢水水質（COD為14700～17600mg·L-1；BOD5/COD為0.25～0.26），研究采用混凝-水解酸化/好氧移動床生物膜-Fenton法來處理該廢水。<

2、br>　　首先進行了混凝法處理高濃度制藥廢水的實驗研究。根據(jù)抗生素發(fā)酵廢水中膠體的帶電性質，選用和比較了六種混凝劑的處理效果；并對篩選出的混凝劑 PFS從 pH值、投加量、攪拌時間和沉淀時間等幾方面考察了其對COD去除效果的影響；采用SEM、TEM、FT-IR以及XRD等對篩選出的混凝劑進行形貌表征，初步探討了混凝劑形貌與混凝機理之間的聯(lián)系；通過對混凝后絮體形貌的觀測，研究了混凝的分形維數(shù)與絮體沉降性能的關系；通過考察不同粒徑顆粒物的分

3、布，研究了不同粒徑顆粒的沉降速率對固液分離的影響。得出混凝最佳工藝參數(shù)如下： PFS最優(yōu)投加量為135.26mg/gCOD，廢水初始 pH為4.0左右，快速攪拌（300r·min-1）時間為1min，慢速攪拌（50r·min-1）時間為12min，沉降時間為60min。在最優(yōu)混凝工藝條件下，廢水經過混凝處理后 COD和SS去除率分別達到62.2％和88.2%，有機負荷大大降低，但B/C僅僅由0.25提高至0.28。
　　研究了水解

4、酸化-好氧 MBBR法處理抗生素發(fā)酵廢水工藝。包括水解酸化-好氧MBBR反應器的啟動研究；水解酸化反應器的pH、HRT和OLR等工藝參數(shù)進行了優(yōu)化；好氧反應器的HRT、曝氣量和OLR等工藝參數(shù)進行了優(yōu)化；水解酸化-好氧 MBBR反應器內微生物相表征及生物膜形貌的表征。采用 SEM對水解酸化菌和好氧菌的生物相進行了表征；采用電子顯微鏡對好氧反應器內懸浮填料的生物膜厚度進行了測定，并采用計算流體力學軟件 Fluent對填料內部流化狀態(tài)進行了

5、數(shù)值模擬，初步探討了懸浮填料內部流場分布與生物膜厚度的關系。實驗結果表明，在抗生素廢水進水 COD濃度為6000～7000mg·L-1條件下，經水解-好氧MBBR串聯(lián)工藝處理，COD總去除率可達93.09%，最終出水 COD濃度為449.3mg·L-1。水解酸化反應器進水 pH在5.5～7.0范圍內，適宜水解酸化菌生存，有利于水解反應進行。在 pH為6.5時，水解效果最高，VFA產量達到741.12mg·L-1，水解酸化率為11.4%，

6、水解段COD去除率為15.38%。在HRT為12h，水解段效果最佳，VFA產量高達931.75mg·L-1，水解酸化率為14.33%，COD去除率為26.59%，B/C由0.28提升到0.40，有利于后段處理。進水 pH和HRT對生物系統(tǒng)處理效果影響很大，但對水解發(fā)酵類型和酸化產物影響較小。本試驗中，水解出水中VFA均以乙酸為主，丙酸次之，丁酸、戊酸產量較低。好氧MBBR反應器在HRT為12h，好氧段效果最佳，COD去除率為89.6%；

7、當曝氣量為1.5m3·h-1時，好氧段效果最佳，COD去除率為91%。水解酸化-好氧 MBBR適宜的有機負荷率應為13kgCOD·(m3·d)-1。生物膜生物相分析表明，水解酸化細菌主要為桿菌呈長桿狀；好氧菌多為球狀菌和短桿菌。好氧生物膜厚度要比水解酸化生物膜厚度厚的多，好氧生物膜平均生物膜厚度為1.0～1.2mm，且厚度不均勻。填料內流速分布與生物膜厚度分布一致，因此生物膜厚度的分布可以通過Fluent軟件進行模擬預測。
　　研

8、究了移動床生物膜處理抗生素發(fā)酵廢水的好氧生化動力學，建立了新模型，即 S=(S0-Sn)exp(-K2Xt)+Sn。通過不同初始濃度和不同填料填充比下的實驗數(shù)據(jù)模擬結果表明該模型能夠描述生物膜法處理抗生素發(fā)酵廢水的生物降解過程，其動力學參數(shù) K2能夠直觀地反映底物的降解速率，Sn可以作為抗生素發(fā)酵廢水的可生化性和可降解程度的評價指標。
　　研究了不同類型 Fenton體系對抗生素發(fā)酵廢水的處理效果。對經典Fenton工藝的初始Fe

9、2+濃度、H2O2濃度、pH、反應時間、沉淀pH、載氣以及 H2O2等操作參數(shù)進行了優(yōu)化；研究了 Fenton過程的反應動力學；通過采用EPR法對不同F(xiàn)enton體系的羥基自由基進行了測定；進行了Fenton連續(xù)流實驗，并給出整個工藝不同工段進出水水質的比較分析；最后對不同組合工藝進行了比較與評價。通過實驗研究得出 Fenton工藝的最佳工藝參數(shù)如下：廢水初始pH為3.0、初始Fe2+濃度為60.8mg·L-1、H2O2投加量為1/2理