抗生素生产废水厌氧处理分析

摘要：抗生素生产废水是一种难降解的高浓度有机废水，目前国内治理技术不多且不够成熟，已建成的治理工程，投资和处理费用较高。为提高对该废水的处理效果，有必要对该废水进行实验研究，以寻找最佳处理工艺和参数。

关键词：微生物；抗生素废水；厌氧处理

抗生素废水是一种色度高、降解难度大、含生物毒性多的高浓度有机废水，其来源主要是发酵液提取抗生素的残液，其主要成分有生物发酵后的代谢产物、残留抗生素、表面活性剂、无机盐、有机溶剂、菌丝体等。目前，国内大部分生产厂家采用生化处理技术对该类废水经行处理，但由于工艺不够成熟，且投资和运行费用高，处理效率低，有必要进一步加强这方面的实验研究，以解决在实践运行中存在的问题，为企业治理工程改造提供技术支撑。

1实验目的

（1）培养驯化能适应该废水的厌氧微生物。（2）寻找厌氧微生物的对该废水的耐受阈值，并探讨较理想的水力运行参数。（3）研究探讨pH值、温度、抗生素残留对厌氧反应的影响。

2试验方法与步骤

2.1试验装置与仪器。实验装置如图1。实验器材有：显微镜、恒温电烘箱、分析天平、COD测定仪、pH计等。2.2实验方案设计。主要有厌氧反应器的启动，厌氧污泥的培养与驯化；通过调整进水COD浓度、水力停留时间及反应器污泥浓度，确定最佳污泥负荷。2.3实验步骤。（1）以初期培养污泥为种泥投入罐中，依次按比例加入制药废水，在混合均匀后测定COD和pH值，此后每隔12小时测定COD和pH值，对比前后COD值并计算去除率，至去除率稳定后可认为污泥以基本适应废水。在更换50%的上清液后按比例增加废水量，反复按此进行，直至进全废水，此时认为培养成功。若遇COD去除率骤然下降或极不稳定时，停止进水，并以生活污水加以调整，此时上一比例可以认为是该废水的最大耐受浓度。（2）在此进水浓度下，调整停留时间，分别为12h、24h、36h、48h、60h、72h……，观察COD去除率的变化，以考察较理想的停留时间。（3）观察pH值变化，并讨论其对处理效果的影响；不定期测定水温，考察其对厌氧微生物生长情况和COD去除率的影响；考察抗生素残留对处理效果的影响。

3实验数据与分析

3.1实验过程相关数据。实验数据见表1。污泥接种驯化完成后，从5月23日至6月11日进入实验阶段。起初进水10%、20%，72小时COD去除率保持在35%~40%，随着进水比例的增加，去除率逐渐提高，在100%进水状态下，COD去除率达到70%以上，而且运行稳定。3.2COD去除率与部分水力参数的分析3.2.1进水比例与COD去除率。考虑到各进水比例最具代表性的进水时间，均取3d作比较，结果如图3所示，该图显示，随着进水量比例的增加，COD去除率效果逐步增大，但不呈线性增长。由于厌氧菌在此环境下难以将COD降至一个较低水平，结果正常。3.2.2不同水力停留时间对COD去除率的影响。由图4可以看出，COD去除率随着水力停留时间的增加，先有所下降，之后上升，随后趋于稳定。3.3其它因素对厌氧反应的影响。3.3.1pH值的变化情况数据显示，全过程的pH值始终在7.0~9.0之间，虽然偏高，但对厌氧反应没有较大影响。主要原因是原水呈碱性，在消化罐混合均匀的情况下，不会出现局部酸化现象。3.3.2温度的变化情况对反应的影响。污泥培养初期，气温较低，微生物生长较慢，反应效果不理想。5月份以后平均温度在30℃左右，培养速度明显加快，反应效果也较为理想，这显示温度是影响厌氧菌繁殖的一个非常重要的因素。3.3.3抗生素对微生物的影响。抗生素是微生物代谢过程中产生的能杀死其它微生物或抑制其它微生物生长的化学物质。由于不同的抗生素作用部位不同，故抗菌素只对某种或某些微生物有效。抗菌素对微生物的影响有以下几个方面：（1）有些抗菌素可抑制革兰氏阳性菌细胞壁中肽聚糖的合成，使细胞壁合成受阻，菌体失去细胞壁的保护作用。（2）某些抗菌素可破坏细胞质膜，抑制微生物蛋白质合成，同时抑制细菌生长。（3）绝大部分抗菌素都能和核糖核蛋白结合，抑制微生物蛋白质的合成和酶的活性。（4）干扰核酸合成。

4结束语

（1）该类废水的污染物结构较为复杂，它是一种较难处理的废水，但由于实验室废水在处理前已与车间其它废水混合，降低了毒性，故实验室效果较为理想。有必要进一步实验废水混合前后及处理前后相关毒性指标，以考察微生物毒性对厌氧处理效果的影响。（2）考虑各进水比例的处理效果，特别是高进水比例的处理效果，水力停留时间3d为宜；废水呈碱性，在实际反应中，其不同高度和径向混流不均；温度对厌氧效果影响较大。在培养初期，环境温度过低将严重影响厌氧菌的繁殖。30℃以上的温度可很好的促进厌氧菌的生长。（3）根据实验结果，厌氧处理去除率达到73%，但剩余COD仍高达2000mg/L，对后续好氧处理影响较大。建议在厌氧处理前进行预处理，降低负荷的同时提高废水的可生化性，从而提高厌氧处理效果，降低COD指标，确保处理后出水达标排放。

参考文献：

[1]白羽，蔡体久，陈兆波.MBR处理含7-ACA抗生素废水的实验研究[J].中国给水排水，2011，11（21）:63-67.

[2]李娜.制药废水的处理实验研究[J].资源节约与环保，2014(8):124-125.

[3]买文宁.生物化工废水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2002.

[4]巩有奎，张林生.抗生素废水处理研究进展[J].工业水处理，2005，25（12）:1-4.

[5]曹猛，冉阿倩，赵应宏，等.预处理+ABR+MBR抗生素制药废水试验研究[J].工业水处理，2010，30（7）:28-32.

作者:夏怡 寇天遨 单位:1.辽宁地质工程职业学院 2.沈阳建筑大学