江蘇地埋式污水處理設備方案

時間：2020-01-05作者：濰坊小宇環(huán)保水處理設備有限公司瀏覽：183

江蘇地埋式污水處理設備方案

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在前期工作的基礎上，本文首先提出高濃度抗生素生產(chǎn)廢水殘留抗生素的處理技術(shù)控制目標，進而綜述了水中抗生素去除的生物和物化技術(shù)研究進展，最后提出關(guān)于廢水生物處理之前進行抗生素選擇性去除的預處理技術(shù)方案，對未來的技術(shù)發(fā)展方向提出了建議。

1 廢水處理目標——廢水殘留抗生素效價的去除

水中的抗生素作為新型污染物具有潛在的環(huán)境風險，但至今為止，**均沒有針對抗生素和抗藥基因制定具體的排放標準。而水處理技術(shù)的研究開發(fā)和應用需要首先明確抗生素的處理目標，目前評價抗生素的處理效果主要是利用儀器方法(例如液相色譜或者**高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀)測定抗生素母體的濃度的變化。實際上，抗生素廢水的處理目標不僅僅是降低抗生素的濃度，較重要的是去除抗生素廢水中的抗生素的抗菌活性，即“效價”。廢水中殘留的效價物質(zhì)既包括抗生素廢水中的抗生素母體，也包括一些仍具有抑菌活性的中間產(chǎn)物、前驅(qū)體或者生產(chǎn)副產(chǎn)物;此外，還包括經(jīng)過物化或者生物降解等過程后保留抑菌活性的中間轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。因此，僅利用儀器方法測定抗生素母體的濃度可能會低估廢水中的抗生素及可能具有抑菌活性的相關(guān)物質(zhì)。實際上，這些具有抗菌活性的抗生素轉(zhuǎn)化產(chǎn)物仍然會影響生物處理系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)，還會對環(huán)境中的微生物產(chǎn)生選擇壓力，促進細菌耐藥性的產(chǎn)生和傳播。

自從20世紀40年代青霉素被廣泛應用于臨床醫(yī)療以來，抗生素在減少疾病痛苦、延長人類壽命方面發(fā)揮了無法替代的作用。目前用于臨床上的抗生素藥物達數(shù)千種，其中產(chǎn)能和需求量zui大的為發(fā)酵類抗生素原料藥，主要包括β-內(nèi)酰胺類、四環(huán)類、氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類等9大類。目前，我國生產(chǎn)抗生素的企業(yè)多達300余家，生產(chǎn)的抗生素品種**過70個，抗生素產(chǎn)量占到世界總產(chǎn)量的20%~30%，是臨床上需求量zui大的β-內(nèi)酰胺類、四環(huán)類和氨基糖苷類等9種發(fā)酵類抗生素藥物的主要生產(chǎn)基地，部分產(chǎn)品如紅霉素、鹽酸強力霉素和頭孢菌素類產(chǎn)品的產(chǎn)量******?？股厣a(chǎn)在我國國民經(jīng)濟中扮演著較其重要的角色。

發(fā)酵類抗生素生產(chǎn)過程大致分為發(fā)酵、過濾、提取和精制等幾步主要工序。由于其生產(chǎn)特點，原料利用率低，抗生素生產(chǎn)廢水成分復雜，含有大量**物、硫酸鹽和高濃度抗生素及相關(guān)物質(zhì)殘留(主要是某些具有抑菌效應的異構(gòu)體或水解與降解中間產(chǎn)物)。例如土霉素發(fā)酵廢母液化學需氧量(COD)、氨氮和硫酸鹽分別為15 000~35 000、500~1 600和2 000 mg·L-1，殘留土霉素含量為500~1 000 mg·L-1。同時，抗生素廢水排放量大，生產(chǎn)每噸抗生素的基準排水量達500~6 500 m3。

目前，發(fā)酵類抗生素廢水處理的主體工藝均使用生物技術(shù)，通常包括厭氧、缺氧和好氧3個處理單元。廢水中殘留的高濃度抗生素對微生物存在很強的抑制作用，使得高濃度的抗生素廢水的處理成為一個難題：首先是其復雜的水質(zhì)條件，特別是某些殘留抗生素及相關(guān)物質(zhì)影響下的生物處理效果不穩(wěn)定，造成大量抗生素廢水處理設施的出水COD和氨氮等指標難以滿足《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標準》，成為行業(yè)發(fā)展的重大挑戰(zhàn);其次是高殘留抗生素及相關(guān)物質(zhì)脅迫下廢水生物處理中抗生素抗藥菌和耐藥基因的產(chǎn)生與排放的環(huán)境安全問題。作為世界上zui大的抗生素生產(chǎn)國之一，含有高濃度抗生素的生產(chǎn)廢水生物處理系統(tǒng)可能成為抗藥基因的潛在污染源，使我國面臨較大的抗生素生產(chǎn)過程污染排放導致的耐藥基因傳播風險?？梢?，如果能夠在廢水生物處理之前去除抗生素及相關(guān)物質(zhì)殘留可以**抗生素生產(chǎn)廢水生物處理效果和阻斷耐藥基因產(chǎn)生排放。盡管目前水中抗生素的去除技術(shù)已經(jīng)有很多研究，特別是近年來基于臭氧、Fenton等的各種氧化或者**氧化技術(shù)能夠從純水或者模擬水體系中高效去除抗生素，然而如何從組成非常復雜的抗生素廢水中高效選擇性去除殘留抗生素及其相關(guān)物質(zhì)仍然是一個技術(shù)挑戰(zhàn)。

不同進水C/P條件下SNEDPR系統(tǒng)5個典型周期內(nèi)底物反應速率和DO濃度變化情況

同時當系統(tǒng)進水C/P由60降低至30時, 系統(tǒng)厭氧段COD去除速率由8.3 mg·(g·h)-1提高至10.7 mg·(g·h)-1, 好氧段COD去除速率由2.1 mg·(g·h)-1降低至0.3 mg·(g·h)-1.而隨著C/P由30持續(xù)降至10, 系統(tǒng)厭氧段COD去除速率降低至8.5 mg·(g·h)-1并維持, 好氧段COD去除速率逐漸提高并維持在2.3 mg·(g·h)-1.該結(jié)果與2.2節(jié)的解釋相一致.

由圖 6(a)可見, 當系統(tǒng)進水C/P由60降低至10時, 好氧段硝化速率先由3.4 mg·(g·h)-1降低為2.5 mg·(g·h)-1后又逐漸恢復至3.6 mg·(g·h)-1; 且當C/P為20時, 系統(tǒng)好氧段硝化速率zui低為2.5 mg·(g·h)-1.同時, 從圖 6(b)可知, 在C/P為20時系統(tǒng)好氧段的DO恒為0, 不同于其他C/P條件下DO上升的趨勢.王曉霞等[28]在研究SNEDPR系統(tǒng)的脫氮特性時同樣發(fā)現(xiàn), 低DO濃度(0.5mg·L-1)會引起硝化細菌硝化速率的降低, 并且低DO濃度會引起氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)硝化速率的同時受限, 造成氨氮去除效果變差.這與2.3節(jié)中該C/P條件下出水NH4+-N存在剩余的結(jié)果相一致.





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  詞條說明

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