好氧颗粒污泥处理青霉素废水研究刘力伟

NORTHERNENVIRONMENT123青霉素废水生化性较差，属于难降解且具有生物抑制毒性，SS较高，高色度，高浓度N、S有机废水，目前比较成熟的处理工艺是预处理-厌氧-好氧活性污泥-深度处理的组合处理工艺。但此工艺过程工程设备投资较高，工艺流程比较复杂，运行操作管理成本较高，给青霉素生产企业带来了沉重的处理成本负担。鉴于此，急需找到简单快捷的处理工艺，来降低青霉素废水的处理成本，近年来有文献报道了利用好氧颗粒污泥处理苯酚废水和啤酒废水等工艺，而对于处理青霉素废水却鲜有报道，本文主要研究的是对好氧颗粒污泥处理青霉素废水进行探讨，从而推动好氧颗粒污泥在青霉素废水处理中的应用，降低青霉素废水处理的投资和运行成本。好氧颗粒污泥属于微生物的自固定化技术范畴，过程牵涉细胞与细胞之间的相互作用。每个颗粒污泥是由数以百万计的不同种细菌形成的微生物的聚合群落，同传统的絮状活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有规则的外形，密实的结构和优良的沉淀性。利用他们能够实现反应器中较高的污泥浓度，从而减小反应器容积，提高耐冲击负荷能力，改善出水水质。传统青霉素废水的处理工艺流程如下：调节池→中和沉淀池→水解酸化池→沉淀池→CASS池→深度处理达标排放好氧颗粒污泥工艺处理青霉素废水流程如下：调节池→好氧颗粒污泥反应器→深度处理达标排放从上述工艺流程可以看出，本实验重点研究利用好氧颗粒污泥通过一步法的工艺流程对青霉素废水进行处理。此工艺流程的优势在于工程设备投资少，占地面积小，能源消耗量与传统工艺相比大幅度降低，节省青霉素废水在预处理阶段的药剂使用，运行操作管理简单，人工成本降低。我们开展的好氧颗粒污泥处理青霉素废水的研究工作，对处理青霉素废水具有极大的现实意义。1实验材料和方法1.1实验装置实验装置采用圆柱形反应器，材质为有机玻璃，反应器直径为10mm，柱高2000mm。有效容积为10L，反应器底部配有钛板曝气孔，附属设备有配水池、进水泵和曝气泵。1.2实验水质在好氧颗粒污泥的培养阶段，采用以葡萄糖为主要碳源的模拟废水实验，进水浓度从开始阶段的1gCOD/L到1.7gCOD/L。进水溶液组成为：葡萄糖1000-1700mg/l，NaHCO31100mg/l，KH2PO414mg/l，尿素34mg/l，酵母膏0.5ml/l微量元素0.6ml/l。微量元素组成为[5]：MgCl2：52.1465g/l，FeSO4：9.1687g/l，NiSO4：3.1034g/l，CoCl2：0.3107g/l，NH4MoO3：0.1133g/l，ZnSO40.2707g/l，MnCl2：0.0739g/l，CuSO40.04g/l。实验用的青霉素废水为我厂生产过程中外排的废水，PH值：5.3-7.19COD：13800～18500mg/lBOD5:7875.75mg/l，SO42-含量：2200mg/l，NH3-N含量：1551mg/l，SS：820-3600mg/l。水体呈现棕黑色，有刺激性气味。1.3接种污泥实验用的接种污泥由取自生活废水污水厂的好氧絮状活性污泥，经过葡萄糖废水的培养筛选出的好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥的平均粒径为0.8mm，比重1.02g/m3，MISS为4500mg/l，VSS为3000mg/l，有机负荷为2.5kgCOD/（m3·d）2操作条件及分析方法反应器按照12h一个周期运行，好氧颗粒污泥培养阶段，反应器启动负荷为0.7kgCOD/kgVSS，污泥浓度为5000mg/l，进水10min，进水量4.9L，进水后曝气，溶解氧3-4mg/l，PH值7.5，SV30控制在40%，静沉10min，排水10min。通过沉降时间筛选，沉降速度慢的小颗粒污泥被排出，保留粒径较大的颗粒污泥。共培养30d。好氧颗粒污泥驯化阶段，维持反应器进水COD为1600mg/l，青霉素废水占进水COD为200mg/l，葡萄糖占进水COD为1400mg/l，出水COD稳定后，每次按照进水COD的20%，40%，60%，80%的比例提高青霉素进水COD比例，降低葡萄糖进水COD的比例，保证反应器整体进水COD值不变。同时随着青霉素废水进水COD比例的提高，减小反应器整体的进水负荷，从2.5kgCOD/（m3·d）减小到0.5kgCOD/（m3·d）。共驯化25d。好氧颗粒污泥的实验阶段，24h一个周期运行。青霉素废水进水负荷控制在0.5kgCOD/（m3·d）左右运行，SV30控制在50%，污好氧颗粒污泥处理青霉素废水研究刘力伟，乔文庆，纪延忠，吴晓伟，郭晓峰，李华乔（石药集团中润制药（内蒙古）有限公司，内蒙古呼和浩特010206）摘要：青霉素在其生产过中产生大量的废水，其COD值较高，生化性较差，成分复杂，微生物难以降解，其处理技术是世界性难题。文章采用以葡萄糖模拟废水培养的好氧颗粒污泥为接种体，经青霉素废水逐步驯化后，使其完全处理青霉素废水。实验结果表明，应用好氧颗粒污泥技术，处理青霉素废水，COD，NH3-N,TP去除率较高，具有很好的处理效果。关键词：好氧颗粒污泥；葡萄糖模拟废水；青霉素废水中图分类号：X703.1　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-0370（2011）1,2-0123-02AerobicGranularSludgeWastewaterTreatmentPenicillinLiuLiwei，QiaoWenqing，JiYanzhong，WuXiaowei，GuoXiaofeng，LiHuaqiao(ShiJiaZhuangPharmaGroupZhongrunPharmaceutical,Aohhot010206)Abstract:Penicillinwastewaterhaveproducedmiddleproducingagreatquantityinwhose,whoseCOD,NH3-N,TPvalueishigher,thebiochemistryisrelativelypoor,thecomponentiscomplicated,themicroorganismisdifficulttoconquerasolution,thatthepersonhandlesatechnologyisaworlddifficultproblem.Themainbodyofabookisadopttosimulatetheregardsthatwastewatertrainswithglucosefortheoxygenpelletsludgeinoculatingwiththebody,domesticatesthequeenstepbystepafterpenicillinwastewater,makesthepersonsellpenicillinwastewateratreducedpricescompletely.Thetakeoffratetheexperimentbearfruitbeingindicated,finishingapplyingtheoxygenpelletsludgetechnology,sellingpenicillinwastewater,CODatreducedpricesishigher,hasverygoodtreatmenteffect.Keywords：Thegoodoxygenpelletsludge；glucosesimulatewastewater；penicillinwastewater好氧颗粒污泥处理青霉素废水研究刘力伟　乔文庆　纪延忠124NORTHERNENVIRONMENT北方环境第23卷第1-2期2011年2月泥浓度5500mg/l左右。水体PH值维持7.5左右，进水10min，曝气后静沉1h，排水闲置1h。进水COD从2300mg/l，逐步提高进水COD为15000mg/l左右。同时根据进水量，达到完全置换反应器原有水体，只进青霉素废水进行试验验证。共运行实验30d。本实验COD检测方法，严格按照国标重铬酸钾回流法进行检测。PH值，DO，分别使用PH计和溶解氧仪，氨氮、总磷也完全按照国标法进行检测。3好氧颗粒污泥的表征好氧颗粒污泥的生长过程，使用电子显微镜进行观察分析，颗粒的粒径大小使用粒径分析仪进行分析。图1好氧颗粒污泥培养初期图2好氧颗粒污泥培养成熟期图3好氧颗粒污泥粒径变化图4好氧颗粒污泥对青霉素废水的处理效果从图1、图2中可以观察到，培养初期有较多的丝状菌群经过一定时间的培养和筛选后，丝状细菌聚集，粒径变大，污泥层变得厚实，颗粒污泥呈椭圆形结构。好氧颗粒污泥主要由丝状细菌聚集而成，有较大的比表面积，可以形成多种微环境，生物活性好，抗有机负荷较高，对污染物去除率较高。同时较大的粒径使其沉降性能较好。3实验结果与讨论通过对好氧颗粒污泥长期的培养驯化后，经过30多天的连续运行进水试验，控制进水负荷0.5kgCOD/（m3·d）左右，COD去除率在90%左右，每次进水COD的按比例调整增加，出水COD也相应的变化升高，之后稳定在一个数值范围，当反应器完全进青霉素废水，反应器出水COD稳定在900mg/l，污泥浓度在5.5g/l。与传统的工艺比较，好氧颗粒污泥对此种青霉素废水处理，COD的去除具有高效性。同时对进出水氨氮和总磷的监测，去除率达到了80%以上。图5氨氮的去除效果图6总磷的去除效果传统的工艺流程处理青霉素废水，COD去除率达到85%左右。氨氮和总磷的去除率达到了80%左右，再进行深度处理，从而达标排放。存在工艺流程长，占地面积大，运行能耗量、药剂量大，操作管理复杂，投资成本高，而且传统的工艺流程出水COD较高，为深度处理带来了很大的难度和较高的处理成本。采用好氧颗粒污泥具有投资和日常运行的成本优势，同时出水COD低于传统的工艺，也为深度处理减轻了处理难度，降低了处理成本。出水水质能够达标排放。利用好氧颗粒污泥处理青霉素废水的实验方法为相关的青霉素生产企业治理废水提供非常好的借鉴意义。若大规模使用，将为低碳工业的发展做出重要的贡献。参考文献[1]李亚新.活性污泥法理论与技术.中国建筑出版社，2006(12):30.[2]TayJH,LiuQS，LiuY.Microscopicobservationofaerobicgranulationinsequentialaerobicsludgeblanketreactor.J.Appl.Microbiol,2001,91(7):168-175.[3]王海磊,魏丽莉,李宗义.好氧颗粒污泥的形成过程、形成机理及相关研究.环境污染与防治,2005,27(7):485-488.[4]SuKuizu,YuHanqing.Formationandcharacterizationofaerobigranulesinasequencingbatchreactortreatingsoybean-（下转第133页）NORTHERNENVIRONMENT133生。目前在农村，有效的垃圾清运处理系统还没有建立，垃圾不能及时回收和有效处理，随处倾倒的现象比较普遍。垃圾的堆放不仅占用和毁损了大量的道路和土地，产生的氨、硫化物、酸性有机污染物、碱性有机污染物和重金属等有害气体和污染物还会造成空气、地表水和地下水的严重污染，成为农村环境昀大的污染源之一。2遏止农村环境污染的对策2.1进一步加大宣传力度，提高农民环保意识各级政府部门和环保职能部门要高度重视农村的环境保护宣传工作。一是通过全方位、大力度、贴近农民生产生活的宣传，使农民意识到各类污染的危害，认识到污染直接与自身的生存环境和身体健康紧密相连，使其不断提高环保意识，避免只顾追求经济效益，以“杀鸡取卵、涸泽而渔”的方式发展经济，忽视了农村的环境保护。二是有组织的进行环境教育，引导农民系统学习环保知识，掌握生态农业技术，自觉保护生态环境。2.2加快生态农业建设，发展循环农业生态循环农业是农业产业结构调整的方向和发展农村经济新的增长点，更是保护农村生态环境的必然选择。因此各级政府及其职能部门要积极