β-内酰胺抗生素中间体制药废水的治理试验探讨,生物制药论文

β-内酰胺抗生素中间体制药废水的治理试验探讨,生物制药论文随着技术的进步，医药行业生产经过使用的原料、中间体和产品的成分也越来越复杂，而所产生废水的处理难度也逐步增加，废水中有机物成分复杂、有毒有害物质、可生化性差等特征。传统的生物处理技术难以将废水中残留的抗生素类物质会抑制微生物的生长而导致微生物中毒，导致传统生物处理时，处理效果差，出水水质不达标等。生物强化技术就是通过向废水中添加高效菌种微生物，补充生化系统运行时所需的微生物种类和数量及来源，以强化对难降解有机物的去除，提高生化处理的效果[1,2].厌氧折流板反响器〔AnaerobicBaffledReactor〕是McCarty和Bachmann等于1982年提出的，由多隔室组成的高效新型反响器[3].通过向ABR中投加高效菌种，并参加为菌种生长提供载体的填料，利用ABR厌氧反响器中每个隔室中微生物种类均不一样的特点，强化ABR的去除效果，提高废水的可生化性。本文针对江西某制药有限公司废水的水质特点采用高效菌种生物强化技术的厌氧折流板反响器〔ABR〕+PACT接触氧化反响器+BAF为生化主体工艺对废水进行实验。1实验方式方法与材料1.1高效菌种高效菌种为耐盐复合高效菌种，包括100多种微生物，在抗毒性和难降解有机废水方面具有较高的优势，菌群分解有机物的效率比一般纯菌种更有效，一个有机物被蓝必清复合菌微生物菌种利用和分解，直至分解为无害的最终产物。利用纯菌种来分解有害物，会停在某一个中间阶段，假如没有其它菌继续分解残存余留的中间产物，废水的处理是无法进行到底的。假如用普通的活性污泥，则需要很长的时间去逐步驯化和转变微生物菌群。除此之外，菌种对氯离子、硫酸根离子、氨氮等物质耐受限度较高，能够在总盐为3%、氨氮1000mg/L下面的废水中正常生长繁衍降解废水中的有机物。在ABR厌氧中添加高效菌种，能够在ABR不同格室中构成不同的微生物菌群，进而对有机物的降解构成链式反响，充分降解废水中的难降解有机物、提高废水的可生化性。而PACT接触氧化反响器中通过参加菌种和PACT,使菌种在PACT上构成微生物膜，一方面利用PACT的吸附作用防止菌种的流失；另一方面将废水中的有机物吸附至PACT上，以便于生长在上面的生物膜进行降解，降低废水中有机物的含量。1.2废水水质中试研究使用的废水为江西某制药公司生产医药中间体及原料药废水混合而成，废水成分复杂，含盐量高，有机物含量高等特点。其水质指标见表1.1.3处理工艺和方式方法根据废水水质及小试实验结果，废水中试实验工艺流程如此图1所示。混合废水的pH呈酸性，可直接进行铁碳微电解处理，处理出水中含有亚铁离子与参加的双氧水构成Fenton体系进行芬顿氧化处理，芬顿氧化出水进行混凝沉淀，去除废水中的亚铁离子、SS以及部分大分子有机物。预处理出水进入进水调节池调节废水的总含盐量在2.5%、pH在7~8,用泵打入ABR厌氧反响器中；出水自流进入亚铁混凝池去除厌氧产生的硫离子，然后用泵打入PACT接触氧化反响器，出水自流进入BAF反响器，进行进一步去除COD和氨氮，出水中残存余留的难降解有机物进行深度氧化处理后可使排放出水达标。1.4实验方式方法中试实验在小试实验的基础上进行确定各处理单元的水力停留时间、pH、反响温度等条件进行研究，确定运行时的水力停留时间、pH、温度等运行参数。2结果与讨论2.1预处理对COD的去除效果将生产废水根据水量混合后，废水的pH为酸性，将废水用泵打入铁碳微电解池，停留时间6h,出水pH上升至5~6,铁碳微电解出水自流进入Fenton氧化池，向废水中参加浓度为50%的双氧水，停留时间2h,出水进行混凝沉淀，每次实验均分析COD浓度。废水预处理阶段经过调试运行，预处理阶段稳定后的进出水COD浓度如此图2所示。由上图2可知，混合后的废水的COD浓度为35000~42000mg/L之间，经微电解处理后废水的COD浓度降低至30000mg/L,微电解出水经芬顿氧化处理后废水的COD浓度降低至20000mg/L,预处理阶段的对COD的总去除率在48%左右。预处理各单元对废水COD的去除效果稳定，工艺运行稳定。2.2ABR厌氧的启动及运行低负荷进水是启动ABR厌氧反响器的关键[4].整个ABR的运行阶段可分为三个阶段：启动运行、提高负荷、稳定运行。整个中试进行了90d,0~7d为低负荷启动阶段，7~25d为提高负荷阶段，25~90d为稳定运行阶段。将预处理后废水的COD浓度用自来水稀释至500mg/L,向ABR厌氧反响器中参加高效菌种，然后参加预先稀释后的废水，使用循环泵进行内循环48小时。以水力停留时间72h进行控制进水流量，进水COD浓度为500mg/L,72小时后，将进水COD浓度提高至1000mg/L,水力停留时间还是那样为72h.进水pH控制在7.5~8.5之间，天天测定出水COD浓度及出水pH.此阶段出水COD浓度低于300mg/L,出水pH为6.5~7之间，容积负荷为0.2kgCOD/〔m3d〕。ABR低负荷启动后，投加的菌种倍ABR中的填料吸附并长成生物膜，通过进水中各种有机物的影响，在不同格室中产生降解不同物质的生物膜，起到降解有机物的作用，同时产生小分子有机酸，使废水的pH降低。ABR提高负荷阶段，控制废水的水力停留时间为48h,每个48h提高废水的进水COD浓度，直至到达进水盐度为2.5%后维持进水稳定。在整个负荷提高阶段，随着进水负荷的提高，预处理出水进入生化阶段所需的稀释倍数降低，废水的盐度逐步增加至2.5%,同时COD的去除率也随之降低，并稳定在45%左右，ABR负荷提升阶段进出水COD浓度的变化及去除率图3所示。ABR稳定运行阶段，控制废水的盐度在2.5%左右，水力停留时间48h,进水pH为8.5左右，连续运行60天左右，运行结果表示清楚，通过参加高效耐盐菌，进水的总含盐量维持在2.5%左右时，ABR能够稳定运行，并且保持40%~45%的去除率，容积负荷为1.2kgCOD/〔m3d〕。ABR稳定运行阶段废水的COD浓度变化及去除率如此图4所示。由图3可知，ABR负荷提升阶段随着进水COD浓度的增加及总盐的增加，COD的去除率逐步降低至45%左右，但是在高盐条件下，使用高效耐盐菌种进ABR厌氧生化，能够使生化系统在高盐条件下仍能正常运行。由图4可知，在废水总盐含量为2.5%左右时，进水COD为6000mg/L左右时，COD的去除率为40%左右。因而，该菌种对制药废水在厌氧条件下仍能稳定运行。2.3两级好氧的运行效果本工艺中好氧段采用PACT接触氧化及BAF对废水进行处理，两个反响器中都投加了耐盐高效菌种，进行驯化后，将ABR出水直接打入好氧段，进行处理，华而不实PACT接触氧化的水力停留时间为48h,BAF的水力停留时间为12h.图5为好氧段对ABR厌氧出水COD的去除效果。由图5可知，ABR厌氧出水经PACT接触氧化处理后，出水COD浓度在500mg/L作用，去除率在80%以上，经过两个月的运行，其运行状况稳定，对COD的去除效果稳定。在PACT接触氧化反响器中，PACT为微生物提供了可负载的载体，并防止微生物的流失，提高了微生物膜在反响器中的停留时间，其停留时间能够到达100d以上，并且运行经过中污泥产生量较少。难降解的有机物首先被吸附在PAC外表。这样，宏观环境中的难降解物质和有毒物质的浓度减少，处于游离状态的微生物活性提高，对污染物的分解和去除能力加强。同时由于PAC对难降解物质和微生物的吸附，延长了微生物与这些物质的接触时间。长期运行的结果，使微生物得到了驯化，并提高了对难降解有机物的去除效果。由于废水本身的总盐量较高，会抑制微生物的生长，投加的耐盐菌种任然需要一定的时间进行适应，进而长成生物膜，到达适应环境降解有机物的目的。而BAF曝气生物滤池对PACT接触氧化出水进行处理，利用本身特性去除废水中剩余的部分有机物及氨氮。由图5可知，BAF曝气生物滤池对COD的去除率为75%~80%,使出水中COD浓度降低至150mg/L.2.4深度氧化处理由于制药废水中有机物成分复杂，生化出水中仍然有一部分难降解有机物无法被去除，采用生化处理的方式方法难以进行处理。因而采用用化学氧化的方式方法进行去除废水中含有少量的难降解有机物，使出水COD到达排放标准。本研究中深度氧化采用活性炭催化氧化的方式进行，氧化剂为过氧化氢，生化出水直接进入深度氧化反响器。经深度氧化处理后废水COD由150mg/L降低至100mg/L左右。3结论〔1〕采用高效耐盐菌处理高盐废水是可行的，生化进水总盐为2.5%时，ABR厌氧的容积负荷为1.2kgCOD/〔m3d〕，PACT接触氧化的容积负荷为1.0kgCOD/〔m3d〕。高效耐盐菌是处理含盐量为2.5%的制药废水的有效方式方法，系统运行中产生的污泥量较少，并且运行经过中无需外加营养源。〔2〕将高效耐盐菌种与ABR厌氧和PACT接触氧化处理高盐制药废水，是有效的结合方式方法。处理出水COD低于120mg/L,到达(污染物综合排放指标〕的二级排放标准。以下为参考文献[1]WangJL,QuanXC,WuLB.Bioaugmentationasatooltoenhancetheremovalofrefractorycompoundincokeplantwastewater[J].ProcessB