水解酸化-微生物電輔助系統(tǒng)處理抗生素廢水的效能研究.pdf

1、抗生素廢水成分復(fù)雜，毒性有機(jī)物含量高，對(duì)微生物的抑制作用較強(qiáng)，是難處理的工業(yè)廢水的典型代表?；谌找鎳?yán)格的制藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，急需找到一種能夠穩(wěn)定、高效處理抗生素等毒性污染物，且具有一定經(jīng)濟(jì)性的新型處理工藝。
　　本課題研究水解酸化-微生物電輔助系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱 HA-MEA系統(tǒng)）處理抗生素廢水的運(yùn)行效能，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的影響因素進(jìn)行了分析，以抗生素廢水中的苯并噻唑、吲哚、喹啉、吡啶為典型污染物，考察了水解酸化產(chǎn)物強(qiáng)化微生物電輔

2、助系統(tǒng)的毒性去除效能，并且對(duì)毒性物質(zhì)的降解動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)化途徑進(jìn)行了分析。
　　首先，考察 HRT、溫度、容積負(fù)荷和電解質(zhì)對(duì) HA-MEA系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)HA工藝HRT為8h時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的VFA量最大。溫度對(duì)系統(tǒng)的影響較小，最佳運(yùn)行溫度為20～30℃。隨著容積負(fù)荷的提高，COD去除率略有降低，當(dāng)進(jìn)水容積負(fù)荷由6~7.5kgCOD/(m3·d)提高到10.5~12kgCOD/(m3·d)，COD去除率由78％下降到69%。不同的

3、電解質(zhì)Fe2++CO32-、SO42-+NH4+、Cl-+ NH4+都能夠提供較高的電流密度和功率密度，Cl-+NH4+效果最佳，可在本實(shí)驗(yàn)條件下替代磷酸鹽緩沖溶液（PBS），工程應(yīng)用中可以根據(jù)廢水的性質(zhì)來適當(dāng)控制電解質(zhì)的種類和數(shù)量，以保證MEA系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。
　　其次，研究了HA-MEA系統(tǒng)對(duì)抗生素廢水中 COD、總氮、有機(jī)污染物和廢水毒性的去除效果。在常溫（25℃），水解酸化 HRT為8h，微生物電輔助HRT為24h，進(jìn)水

4、COD為4000mg/L條件下，系統(tǒng)對(duì)抗生素廢水中COD去除率和TN的去除率約為70%和30%左右；苯并噻唑、吲哚、喹啉、吡啶的去除率分別為90%、70%、20%、50%；廢水毒性由99%降為65%。
　　以苯并噻唑?yàn)榈湫臀廴疚?，考察HA-MEA系統(tǒng)的毒性去除效能并進(jìn)行了毒性去除機(jī)理研究。實(shí)驗(yàn)分析了HA-MEA系統(tǒng)中水解酸化單元和微生物電輔助單元分別對(duì)苯并噻唑的去除效果和規(guī)律。苯并噻唑濃度為50mg/L條件下，HA-MEA系統(tǒng)對(duì)苯

5、并噻唑的去除率達(dá)到90%，其中水解酸化單元的貢獻(xiàn)率約為20%，微生物電輔助單元的貢獻(xiàn)率約為70%。研究水解酸化產(chǎn)物對(duì)MEA中BTH降解的促進(jìn)作用發(fā)現(xiàn)：乙酸鹽為系統(tǒng)最佳共基質(zhì)，當(dāng)乙酸鹽為350mgC/L，苯并噻唑的去除速率RBTH為0.0010 mg-1 acetate-C·h-1，是丙酸鹽、乙醇鹽、丁酸鹽為共基質(zhì)時(shí)的1.4倍、2.5倍和3.3倍。
　　進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)中苯并噻唑和喹啉的降解途徑進(jìn)行了研究。苯并噻唑的降解途徑為：苯并噻唑