阿維菌素和鹽霉素廢水厭氧試驗研究

陳曉軒，李珊珊，郭延凱，楊敬坡

(河北科技大學 環境科學與工程學院，河北 石家莊 050018)

阿維菌素和鹽霉素均是以淀粉、液糖、黃豆餅粉及酵母膏等為原料經生物發酵制得。在發酵過程中產生大量廢水，主要成分為發酵殘存的培養基、菌絲體、發酵過程中產生的代謝產物及少量的殘留產品。

某企業生產過程中產生的阿維菌素和鹽霉素廢水，水質水量波動較大，有機物濃度高，廢水可生化性較差，且對生物有抑制作用。大量研究表明在厭氧條件下對阿維菌素廢水有較好的去除效果[1]—[9]，而鹽霉素的研究相對較少。本試驗以該公司產生廢水為研究對象，采用厭氧試驗對廢水進行處理，考察了廢水在厭氧條件下的去除效果，確定最佳的運行條件。為該公司廢水的達標排放提供了技術參考，對其他含有難生物降解有機物的廢水處理具有一定的借鑒意義。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗用水

廢水來源：(1)阿維菌素實際廢水，原水COD濃度約為30000mg/L，pH值為4.5左右；(2)鹽霉素實際廢水，原水COD濃度約為50000mg/L，pH值為7.5左右。

1.1.2 接種污泥

接種某淀粉廠UASB反應器顆粒污泥，VSS/SS為0.69，接種量約為有效容積的3/5，接種污泥濃度為15.8gSS/L。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗裝置及運行條件

厭氧反應裝置有效容積為1L，控制進水濃度和pH，溫度由水浴恒溫裝置控制在36℃左右。試驗裝置如圖1。

圖1 實驗裝置圖

本試驗先單獨處理阿維菌素廢水，然后與鹽霉素廢水按不同比例混合處理。pH值控制在7.5左右，運行溫度為36℃左右，其水力停留時間(HRT)為5d。

1.2.2 分析項目及檢測方法

分析項目及檢測方法見表1。

表1 分析項目與方法

2 結果與討論

2.1 阿維菌素廢水處理

搖瓶內接種污泥后開始將進水啟動，HRT為5d。啟動過程中，污泥菌種逐漸適應了水質條件，共運行了19天。如圖2。

圖2 阿維菌素厭氧處理COD及去除率

由圖1可知在反應器運行1-10d，試驗對COD的去除效率基本在70%左右，反應器運行初期COD去除率較高并伴隨有略微波動。反應器有一段時間的適應階段，經過10天的適應后COD的去除率逐漸升至80%并基本穩定，由適應期基本過渡到了穩定期。從第11-19d反應器COD去除率基本穩定。出水COD為1100mg/L左右。說明污泥對有機物去除性能良好，耐沖擊能力強，廢水可生化性一般，反應器運行狀況比較穩定。在厭氧試驗中，廢水中易降解的有機物基本消耗完全，部分難降解的有機物轉化為易降解的，為后續處理提供保證。

試驗結果表明，阿維菌素廢水經厭氧試驗處理后，出水COD為1100mg/L左右，去除率穩定在80%左右。

2.2 鹽霉素廢水與阿維菌素混合處理

鑒于前階段阿維菌素廢水處理效果較好，故本次試驗擬將鹽霉素廢水與阿維菌廢水按不同比例混合后進行厭氧試驗。

搖瓶內接種前期處理阿維菌素廢水的污泥后開始進水啟動，HRT為5d。未蒸鹽霉素濃度5%和10%分別運行14d，未蒸鹽霉素濃度20%、40%和60%分別運行了19天。如圖3、圖4。

圖3 不同比例鹽霉素厭氧處理COD效果

圖4 不同比例鹽霉素厭氧處理COD去除率

由圖3、圖4可知在未蒸鹽霉素濃度5%和10%反應器運行1-14d，對廢水的處理效果分別穩定在82%和77%。鹽霉素濃度在5%條件下與單純阿維菌素廢水運行的效果基本一致，說明5%鹽霉素對試驗沒有明顯抑制作用。鹽霉素10%情況下與單純阿維菌素相比略有降低，說明10%鹽霉素對厭氧處理的抑制作用較弱。

鹽霉素20%、40%和60%的反應器運行19d，鹽霉素20%條件下運行比較穩定，最終COD去除率維持在70%以上。與較低鹽霉素濃度結果相比，在鹽霉素濃度在20%情況下有一定抑制作用，不過COD去除效果依然可以穩定在70%以上。鹽霉素40%在運行前期(1-8d)COD的去除效率還可以維持在73%左右，處于反應器的適應期；從第9d開始，去除效率一直降低，并在搖瓶內出現大量白色物質并且污泥沉降性較差，COD去除效率最終穩定在40%左右，說明鹽霉素40%條件下對厭氧反應器的運行已造成明顯的抑制作用。鹽霉素60%的條件下在運行過程COD的去除效率從73.4%逐漸降低到34%左右，同樣搖瓶內出現大量白色物質并且污泥沉降性較差，說明在此條件下鹽霉素的抑制作用較強。

由試驗結果可知，說明污泥對低濃度(40%以下)的鹽霉素去除性能良好，有一定的耐沖擊能力，鹽霉素廢水可生化性一般，反應器運行狀況比較穩定。

鑒于前階段未蒸鹽霉素廢水高濃度處理效果不好，可能是由于鹽霉素廢水鹽度和抑制因子濃度較高，本次試驗擬將蒸餾鹽霉素廢水與阿維菌素廢水按不同比例混合后進行厭氧試驗。

搖瓶內接種前期處理阿維菌素廢水的污泥后開始進水啟動，HRT為5d。蒸餾鹽霉素濃度10%、60%和100%分別運行了19天。如圖5、圖6。

圖5 不同比例蒸餾鹽霉素厭氧處理COD效果

圖6 不同比例蒸餾鹽霉素厭氧處理COD去除率

由圖5、圖6可知在蒸餾鹽霉素濃度10%和60%反應器運行19d，對廢水的處理效果比較穩定，分別穩定在83%和80%，蒸餾鹽霉素濃度在10%和60%條件下與單純阿維菌素廢水運行的效果基本一致，說明蒸餾鹽霉素濃度在60%以下對厭氧處理沒有明顯抑制作用。

由試驗結果可知，說明污泥對蒸餾鹽霉素去除效果較好，在蒸餾鹽霉素濃度60%以下沒有出現抑制現象，反應器運行狀況比較穩定。蒸餾鹽霉素100%條件下運行比較穩定，最終COD去除率維持在72%以上。與較低鹽霉素濃度結果相比去除率有所降低，不過COD去除效果依然可以穩定在72%以上。

3 結論

(1)采用厭氧法對某公司阿維菌素廢水進行處理，運行19d，COD去除效率穩定在80%左右。

(2)采用厭氧法對某公司阿維菌素廢水與未蒸鹽霉素廢水進行處理，鹽霉素濃度5%條件下，COD去除效率能達到82%；鹽霉素濃度10%條件下，COD去除效率能達到77%；鹽霉素濃度20%條件下，COD去除效率能達到70%；繼續增加在鹽霉素濃度在40%和60%條件下，COD去除效率分別為40%和34%，抑制作用比較明顯。

(3)采用厭氧法對某公司阿維菌素廢水與蒸餾鹽霉素廢水進行處理，蒸餾鹽霉素濃度10%條件下，COD去除效率能達到83%；蒸餾鹽霉素濃度60%條件下，COD去除效率能達到80%；蒸餾鹽霉素濃度100%條件下，COD去除效率能達到72%。說明經蒸餾過的鹽霉素在進行厭氧試驗中有較好的去除效果。