阿维菌素废水处理的研究

第40卷第×期辽宁化工Vol.40，No.×2011年×月LiaoningChemicalIndustry×，2011收稿日期：2011-××-××作者简介：王强（出生年1973-），男，职称：工程师，山东省德州市人，研究方向：环境影响评价工作。通讯作者：蒋文强（1967-），男，教授，硕士，研究方向：污水处理，E-mail：[e-mail]。阿维菌素废水处理的研究王强1,2，李华1，张银新3，蒋文强2（1.德州市环境保护科学研究所，山东省德州市253072；2.山东轻工业学院，山东省济南市250353；3.济南东源环保科技有限公司，山东省济南市250100）摘要：本文采用电化学技术对阿维菌素废水进行预处理，预处理后废水进行生化处理，控制电解时间为30min,絮凝后高温厌氧48h，厌氧出水后进行生物碳处理，废水COD和AVM去除率分别达到95.6%和86.3%，出水COD为200-230mg/L,出水达到生物制药行业的排放标准。关键词：电化学技术；高温厌氧；阿维菌素；可生化性中图分类号：TQ××文献标识码：A文章编号：1004-0935（2011）××-0000-0×DOI:网络出版时间：网络出版地址：阿维菌素(Avermectin,AVM)属十六元大环内酯类抗生素,是以玉米粉、花生粉、黄豆粉及酵母膏等为原料经阿佛曼链霉菌经液体深层发酵制得。AVM作为一种新型、高效、低毒生物农药,是目前我国应用最广泛的理想抗寄生虫药[1,2]。其生产过程中排放大量的高浓度有机废水,主要成分为残糖、蛋白质、挥发酸(VFA)、代谢中间产物及阿维菌素残留效价等,成分复杂、浓度高,目前国内尚无成熟的处理技术应用于生产[3,4]。因此,研究开发出一套处理效果好、经济可行的处理工艺,获得有关设计参数,对AVM废水以及同类抗生素废水的处理具有重要的现实意义。1实验部分1.1废水水质特征废水取自某生产AVM化工企业的总排污口，其水质特征为pH值为6-7，COD为22000-26000mg/L，BOD为11000-13000mg/L，SS为1400-1600mg/L。稀释水为处理后的出水，其水质特征为COD为200-230mg/L，pH值为6-7。1.2测试指标和测试方法[5]CODcr重铬酸钾氧化法;SS重量法；BOD5稀释与接种法；pH采用pHS-2型酸度计1.3电化学预处理采用强制性电化学工艺对废水进行预处理，减轻或消解废水中残留的AVM对后续生化处理的抑制影响。电压控制在18V，改变电解时间来研究电化学氧化对AVM废水的影响，通过测定废水中COD值的变化来找去最佳的电解时间。实验装置由反应槽、电极板、稳压直流电源和电磁搅拌器四部分组成，用1L正方形玻璃槽模拟电解池，电解池用铝板作阴极，铁板作阳极，每块电极板的面积为15cm×8cm，稳压直流电源型号JC1735，在电解槽中采用79-1磁力加热搅拌器慢速搅拌。实验装置如图1所示，图1电化学氧化实验装置示意图1.4高温厌氧生化处理强制性电化学预处理后废水经聚丙烯酰胺絮2辽宁化工2011年×月凝后进行高温厌氧，其中厌氧反应器内温度设为55℃，厌氧反应器容积为1L,接种污泥采用淀粉废水颗粒污泥，污泥接种量为23.6gVSS/L。絮凝后废水经适当稀释后作为厌氧实验用水。1.5生物碳处理本实验采用生物碳处理高浓度制药废水，探究生物碳处理高浓度制药废水的效果。厌氧出水经沉淀后进行生物碳处理，生物碳容器有效体积为10L，曝气量气水比为10:1。2实验结果和讨论2.1电化学预处理试验结果考察了不同电解时间对COD及BOD的影响，找住电解时间与COD及废水可生化性的关系，为后续生化处理做好准备，实验结果如图2所示；图2电解时间与COD关系由上图可以看出，随着电解时间的延长，COD的值先增大后减小。这表明AVM废水中含有一些很难被重铬酸钾氧化的大分子物质，随着电解反应的进行，大分子物质被氧化成小分子物质，这些物质能够被重铬酸钾氧化，此时，废水B/C值增加，废水的可生化性提高，有利于后续生化反应的进行。当电解到一定时间超过30min时，随着电解时间的延长，COD的值逐渐减小，主要因为电解时间过长时，废水中大分子基团转化成小分子的过程达到极限，所以在此点COD的数值达到最高；随着电解时间的继续延长，电解反应继续进行，由于新生成的铁离子具有很强的絮凝作用，将废水中的一些物质絮凝沉降下来，从而使得COD的数值逐渐降低。2.2高温厌氧生化处理试验结果厌氧进水COD为4500-5000mg/L，启动初期采用间歇式进水，通过调节进水量控制反应器的运行负荷，厌氧温度初期设为35℃，并且每天增加2℃，直至温度为55℃时为止。进过19天的运行，反应器微生物以适应AVM废水水质条件，并且取得了稳定的运行效果。改变高温厌氧的时间，观察厌氧时间对COD去除率的影响，试验结果如图3所示；图3厌氧时间与出水COD关系由上图可以看出，高温厌氧过程中废水的COD降低的速率逐渐减慢，但四天后今本没有变化，为此厌氧时间应控制在3-4天左右，COD的去除率为40%左右。2.3生物碳处理试验结果将厌氧出水稀释至1000mg/L,生物碳启动初期加入少量的好氧菌种，并且采用间歇式的进水方式，然后逐步增加进水时间，等系统处于稳定时，测定不同时间废水COD出水，结果如图4所示；图4生物碳处理时间与出水COD关系由上图可以看出，AVM废水出水COD达到200左右，出水达到生物制药行业的排放标准。并且随着时间的延长，COD的去除率逐渐降低，当生物碳处理三天左右时，废水COD基本趋于稳定状态。所以，生物碳处理AVM废水的最佳时间为三天。3实验结论（1）电化学预处理实验结果表明，电解时间30min时为最佳电解时间，此时，废水中难降解物2011年×月第1作者，等：文章的标题粘贴在此文章的标题粘贴在此3质经过电化学反应预处理过程能够基本被转化，B/C比值大大提高，为后续的生化反应奠定了基础。（2）高温厌氧试验结果表明，厌氧温度为55℃，厌氧时间为3-4天时，废水COD去除率达到40%，能够很好的降低废水对微生物的抑制作用。（3）生物碳试验结果表明，生物碳好氧时间在3天时废中COD的去除率达到80%，出水达到制药行业的排放标准。（4）采用电化学反应—高温厌氧—生物碳工艺处理阿维废水，该工艺性能稳定，并且操作简单，在实际应用中是合理可行的。参考文献：[1]Blizzard,timothyA.Recentprogressinthesynthesisofavermectinsandmilbemycins.Org.Preced.Int.,1994,26(6):617—644[2]童建华,庄占兴.阿维菌素的生产与应用现状.农药科学与管理,1999,20(3),36—37[3]陈元彩等.高浓度阿维菌素废水治理与资源回收技术研究.重庆环境科学,1999,21(1):40—43[4]李再兴,杨景亮,刘春艳等.阿维菌素对厌氧消化的影响研究.中国沼气,2001,19(1):13—15[5]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].第4版,北京:中国环境科学出版社,2002AvermectinwastewatertreatmentWangQiang1,2，LiHua1，ZhangYinxin3，JiangWenqiang2(1.DezhouCityEnvironmentalScienceResearchInstitute,ShandongDezhou，253072,China；2.ShandongpolytechnicUniversity,ShandongJinan,250353,China;3.EnvironmentalProtectionTechnologyCo.,Ltd.JinanEastern,ShandongJinan,250353,China）Abstract:Inthispaper,electrochemicaltechniquestoavermectinwastewaterpretreatment,afterpretreatmentofwastewaterbiologicaltreatment,controlelectrolysistimeof30min,afterthehigh-temperatureanaerobicflocculation48h,afterthebiologicalcarbonanaerobiceffluenttreatment,wastewater,andAVMtoCODInadditiontoratereached95.6%and86.3%,theeffluentCODwas200-230mg/L,theeffluentcanmeetemissionstandardsforthebiopharmaceuticalindustry.Keywords:Electrochemicaltechnology;Thermophilicanaerobic;Abamectin;Biodegradability备注：（请作者详细填写）1.邮寄杂志的详细地址：山东省济南市西部大学新城山东轻工业学院轻化学院2.邮政编码：2503533.单位全称:山东轻工业学院4.收件人手机电话：134069275635.E-mail：[e-mail]6.收件人姓名：张银新7.稿件修改人的手机号码：134069275638.稿件修改人的E-mail：[e-mail]