臭氧催化氧化?BAF組合工藝對抗生素廢水去除效果研究
抗生素制藥廢水主要來源于抗生素生產(chǎn)過程中的結(jié)晶液、廢母液、洗滌廢水和冷卻水(劉昔等,2018),其水質(zhì)成分復雜、污染物含量高,并且含有大量無機鹽和難降解有機物,處理難度大(張昱等,2018).在生化處理過程中,廢水中的抗生素類污染物對生化處理系統(tǒng)中的微生物具有很強的抑制作用,導致廢水處理效能降低,二級生化出水中往往殘留一定濃度的污染物.此外,抗生素類物質(zhì)進入水環(huán)境中還會引發(fā)微生物產(chǎn)生耐藥基因,對生態(tài)環(huán)境安 全 危 害 極 大, 近 年 來 引 起 了 廣 泛 的 關 注.
目前,對抗生素制藥廢水的研究主要集中在高級氧化、水解等強化預處理,以及耐藥基因控制等方面 ( 吳錫峰等, 2017; 張昱等, 2018; 陳宇溪等,2018).陳堯等(2015)采用 Ti 催化臭氧化預處理酸性難降解制藥廢水,廢水 COD 去除率達到 56.13%,生物毒性大幅降 低, 廢 水 B / C 比 由 0. 199 升 至0.297,可生化性明顯提高.物化預處理雖然可以降低污染負荷、改善廢水的可生物降解性,但缺少選擇性,處理成本也相對較高,處理后的出水仍需進一步的生化處理 ( 張昱等, 2018). 曝氣生物濾池(BAF)是一種高效的廢水深度處理技術(shù),以顆粒狀填料及其附著生長的生物膜為主要處理介質(zhì),不但具有物理吸附和生物降解的作用,還能實現(xiàn)反應器內(nèi)食物鏈的分級捕食(從叢等,2009),提高廢水的處理效率, 常被用于廢水的深 度 處 理 ( 劉 瑋 等,2018).
本研究針對某制藥廠抗生素廢水二級生化處理出水,采用臭氧催化氧化?BAF 組合工藝開展廢水深度處理技術(shù)研究,考察組合工藝對廢水的處理效能,分析廢水中有機物的熒光變化特征,并對不同運行階段反應器內(nèi)微生物菌群結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化特征進行分析,以期為抗生素廢水處理和工藝改進提供理論依據(jù).
結(jié)論(Conclusions)
1)采用臭氧催化氧化?BAF 組合工藝處理抗生素制藥廢水,在很佳運行條件下,廢水 COD 平均值由 232 mg·L-1降至 46mg·L-1,NH+4?N 平均濃度由 12mg·L-1降至 4.1 mg·L-1,出水水質(zhì)可穩(wěn)定達到《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標準》(GB21903—2008).
2)熒光光譜分析結(jié)果表明,試驗用抗生素廢水的三維熒光光譜中主要存在 3 種熒光峰,分別為腐殖酸(C1:λEx/ λEm= 335 nm / 425 nm)、富里酸(C2:λEx/ λEm= 245 nm / 430 nm) 和上述兩種物質(zhì)組成的混合物,臭氧催化氧化可以顯著去除廢水中熒光類物質(zhì),經(jīng)組合工藝處理后熒光峰的強度基本消失.
3)不同反應階段,BAF 反應器中微生物種群群落多 樣 性 和 豐 度 存 在 較 大 差 異. 在 門 水 平 上,Proteobacteria(變形桿菌門)、Chloroflexi(綠屈撓菌門)和 Firmicutes(厚壁菌門)為優(yōu)勢菌門;在綱水平上, Gammaproteobacteria ( γ?變 形 桿 菌 綱 )、Alphaproteobacteria(α?變形桿菌綱)、Thermomicrobia( 熱 微 菌 綱 )、 Flavobacteriia ( 黃 桿 菌 綱 ) 和Betaproteobacteria(β?變形桿菌綱) 是不同水質(zhì)條件下主要種群; 在屬水平上, Thiothrix ( 發(fā)硫菌屬)、Thermomonas、Pseudoxanthomonas(假黃單胞菌屬)和JG30_KF_CM45 為優(yōu)勢菌屬.
責任作者簡介:宋永會(1967—),男,博士,中國環(huán)境科學研究院研究員、博士生導師,主要從事水污染控制理論與技術(shù)研究.
來源:魏健,何錦垚,宋永會, 等.2020.臭氧催化氧化?BAF 深度處理抗生素廢水效能及微生物群落結(jié)構(gòu)分析 [J].環(huán)境科學學報,40(6):2090? 2100