抗生素废水的升级改造工艺

抗生素生产过程中会产生大量废水，不仅COD和ss高，而且处理难度大。通常采用物化+生化工艺处理这类废水。物化法具有去除效果稳定、水力停留时间(HRT)短的特点，而生化法具有有机物总去除率高、HRT长的特点。将这两种工艺结合起来处理抗生素废水，可以达到更好的去除效果。随着《发酵制药工业水污染物排放标准》的发布，许多原有的处理工艺已无法满足现有的排放要求。宁夏某抗生素生产企业原废水处理工艺为混凝+稀释后两级A/O，已不能满足现有环保排放要求。因此，根据本企业的要求，应尽可能保留现有的废水处理设施，使处理后的废水达到发酵制药行业水污染物排放标准。

1.项目概述

1.1原处理工艺废水水质及排放指标

废水是VB12生产和泰勒生产过程中产生的两股废水的混合物，水样呈淡黄色，有杂质。相应的进水和出水水质如表1所示。

1.2工艺流程

原有的混凝+二级A/O处理工艺已不能满足现有的环保要求。根据试验结果和以往工程经验，对原工艺流程进行了改造。改造后的工艺流程如图1所示。增加了IC厌氧反应单元和臭氧氧化单元。

在最初的工艺中，用液碱将废水调节至pH 7。之后进行絮凝沉淀，在变化的过程中用石灰乳调节pH值。Ca(OH)2主要起两种作用:

(1)杀菌:发酵废水中存在一些微生物，这些物质的存在不利于后续的生化反应。杀死这些微生物后，不会干扰后续生化单元中微生物的正常活动。

(2)除P:废水中t P为24.11 mg/L，向废水中加入Ca(OH)2，废水中的无机磷生成Ca3(PO4)2沉淀，使预处理出水TP低于2mg/L，有利于后续处理单元的运行。

由于废水的COD高，可生化性好，采用IC厌氧反应处理废水，可以降低废水的COD，同时将大分子有机物转化为小分子有机物，以便后续A/O系统处理废水。生化出水COD达不到工业排放标准，采用臭氧氧化阱工艺对生化出水进行深度处理，达到排放要求。

1.3各构筑物的运行参数

工艺各单元构筑物的运行参数见表2。

1.4分析方法

COD用重铬酸钾法测定，氨氮用纳氏试剂比色法测定，TP用钼酸铵分光光度法测定。

2.结果和讨论

该系统以废水收集池的废水为原水，在调试进入稳定期后，对各处理单元的出水水质进行检测。每天定时采样，共获得30组有效数据。为了评价系统运行的效果，选取了COD、氨氮和总磷作为评价指标。

2.1系统对COD的去除效果

在系统调试运行中，系统进水、IC出水、二级A/O出水、臭氧氧化出水的COD分别为8870mg/L、2200mg/L、140mg/L、75mg/L，总COD去除率达到99.1%。

废水经过预处理后，废水中原有的微生物被杀死，从而避免了废水中原有的微生物对后续生化单元微生物的毒性。由于废水具有良好的可生化性，在厌氧条件下，部分有机物被产酸菌和产甲烷菌分解为短碳链有机物，部分转化为CO2、CH4等。，大大降低了出水的COD。经过IC厌氧单元处理后，出水COD仅为2200mg/L，原两级A/O单元处理后的废水出水COD为140mg/L，臭氧处理后的出水COD为75mg/L，符合排放标准。

从图2可以看出，虽然进水COD波动较大，但比最终出水COD稳定，说明系统对废水有一定的抗冲击能力。原因是:一方面，预处理减少了废水中原有的微生物对生化系统的冲击；另一方面，针对水稻的厌氧和好氧组合工艺可以提高整个系统的负荷抗冲击能力，使微生物的性能在整个调试过程中逐渐达到稳定状态。采用末端臭氧氧化作为深度处理单元，既能降低废水的COD，又能起到脱色的作用，保证出水达标。

2.2系统对氨氮的去除效果

系统调试运行后，系统进水、IC出水、二级A/O出水和臭氧氧化出水的氨氮分别为288.6mg/L、265mg/L、23.11mg/L和5.8mg/L，总氨氮去除率达到98%，如图3所示。

废水中氨氮的去除主要依靠原有的两级A/O单元。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在缺氧段通过反硝化作用转化为氮气。在好氧阶段，氨氮通过硝化作用转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。结果表明，A/O单元中硝化细菌和反硝化细菌的性能达到稳定状态。

2.3系统对总磷的去除效果

系统调试运行后，进水、调节pH出水、二级A/O出水和臭氧氧化出水的TP分别为24.11mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L和0.2mg/L，总TP去除率达到99.17%，如图4所示。

TP的去除主要依靠前端的预处理，加入的Ca(OH)2与废水中的无机磷发生反应。少量残余TP进入后续生化反应过程。考虑到生化反应对总磷的去除效果有限，前端预处理避免了总磷超标造成的出水不合格。

3.系统运行分析

系统运行初期，整个生化系统的微生物不稳定，导致出水水质波动。经过一个月的运行，IC厌氧反应器和A/O单元中的微生物相对稳定，出水水质相对稳定，达到了预期目标。整个工艺中，TP的去除主要依靠前端预处理工艺中加入的Ca(OH)2，COD的去除主要依靠生化工段的处理，生化出水需要臭氧氧化进行深度处理，使其达到排放标准。同时对整个系统的运行成本进行了分析，处理每吨废水的成本为5.5元。

4.结论

(1)发酵过程中产生的废水主要是高浓度有机废水和洗涤废水，其中高浓度有机废水COD高(ss多，成分复杂，间歇排放，属于主要污染源。

(2)对于浓度高、可生化性好的废水，采用IC厌氧反应+二级A/O组合工艺，发挥组合工艺抵抗负荷冲击的能力，保证出水的稳定性。

(3)预处理碱调节单元对生物有很好的杀菌作用，可以保证后续生化植物的稳定。末端高级氧化降解生化出水中难降解的COD，保证达标排放。

(4)组合工艺处理废水，COD去除主要依靠厌氧和好氧组合工艺，氨氮去除主要依靠A/O硝化反硝化。(来源:南京大学盐城环境保护技术与工程学院)

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