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臭氧催化氧化⁃BAF组合工艺对抗生素废水去除效果研究
来源: www.ozonelab.cn 发布时间:2020-09-08 浏览次数:

臭氧催化氧化⁃BAF组合工艺对抗生素废水去除效果研究
 
       抗生素制药废水主要来源于抗生素生产过程中的结晶液、废母液、洗涤废水和冷却水(刘昔等,2018),其水质成分复杂、污染物含量高,并且含有大量无机盐和难降解有机物,处理难度大(张昱等,2018).在生化处理过程中,废水中的抗生素类污染物对生化处理系统中的微生物具有很强的抑制作用,导致废水处理效能降低,二级生化出水中往往残留一定浓度的污染物.此外,抗生素类物质进入水环境中还会引发微生物产生耐药基因,对生态环境安 全 危 害 极 大, 近 年 来 引 起 了 广 泛 的 关 注.
 
       目前,对抗生素制药废水的研究主要集中在高级氧化、水解等强化预处理,以及耐药基因控制等方面 ( 吴锡峰等, 2017; 张昱等, 2018; 陈宇溪等,2018).陈尧等(2015)采用 Ti 催化臭氧化预处理酸性难降解制药废水,废水 COD 去除率达到 56.13%,生物毒性大幅降 低, 废 水 B / C 比 由 0. 199 升 至0.297,可生化性明显提高.物化预处理虽然可以降低污染负荷、改善废水的可生物降解性,但缺少选择性,处理成本也相对较高,处理后的出水仍需进一步的生化处理 ( 张昱等, 2018). 曝气生物滤池(BAF)是一种高效的废水深度处理技术,以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质,不但具有物理吸附和生物降解的作用,还能实现反应器内食物链的分级捕食(从丛等,2009),提高废水的处理效率, 常被用于废水的深 度 处 理 ( 刘 玮 等,2018).
 
       本研究针对某制药厂抗生素废水二级生化处理出水,采用臭氧催化氧化⁃BAF 组合工艺开展废水深度处理技术研究,考察组合工艺对废水的处理效能,分析废水中有机物的荧光变化特征,并对不同运行阶段反应器内微生物菌群结构的动态变化特征进行分析,以期为抗生素废水处理和工艺改进提供理论依据.
 
        结论(Conclusions)
1)采用臭氧催化氧化⁃BAF 组合工艺处理抗生素制药废水,在最佳运行条件下,废水 COD 平均值由 232 mg·L-1降至 46mg·L-1,NH+4⁃N 平均浓度由 12mg·L-1降至 4.1 mg·L-1,出水水质可稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903—2008).
2)荧光光谱分析结果表明,试验用抗生素废水的三维荧光光谱中主要存在 3 种荧光峰,分别为腐殖酸(C1:λEx/ λEm= 335 nm / 425 nm)、富里酸(C2:λEx/ λEm= 245 nm / 430 nm) 和上述两种物质组成的混合物,臭氧催化氧化可以显著去除废水中荧光类物质,经组合工艺处理后荧光峰的强度基本消失.
3)不同反应阶段,BAF 反应器中微生物种群群落多 样 性 和 丰 度 存 在 较 大 差 异. 在 门 水 平 上,Proteobacteria(变形杆菌门)、Chloroflexi(绿屈挠菌门)和 Firmicutes(厚壁菌门)为优势菌门;在纲水平上, Gammaproteobacteria ( γ⁃变 形 杆 菌 纲 )、Alphaproteobacteria(α⁃变形杆菌纲)、Thermomicrobia( 热 微 菌 纲 )、 Flavobacteriia ( 黄 杆 菌 纲 ) 和Betaproteobacteria(β⁃变形杆菌纲) 是不同水质条件下主要种群; 在属水平上, Thiothrix ( 发硫菌属)、Thermomonas、Pseudoxanthomonas(假黄单胞菌属)和JG30_KF_CM45 为优势菌属.
 
       责任作者简介:宋永会(1967—),男,博士,中国环境科学研究院研究员、博士生导师,主要从事水污染控制理论与技术研究.
       来源:魏健,何锦垚,宋永会, 等.2020.臭氧催化氧化⁃BAF 深度处理抗生素废水效能及微生物群落结构分析 [J].环境科学学报,40(6):2090⁃ 2100

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