宋洪忱

摘要：采用微电解-蒸馏-厌氧-SBR处理工艺对抗生素废水进行深度处理研究，考察了废水的初始pH值、铁碳质量比、反应时间60min、曝气及过氧化氢投加量对微电解反应效果的影响。实验结果表明：溶液初始pH值为2～3，活性炭与铁屑的质量比1﹕1，过氧化氢体积分数0.1%（体积分数）、曝气条件下，COD的去除率为57.6%，处理后废水的可生化性有明显的改善，BOD/COD可达0.65。过氧化氢的投加与曝气对铁炭微电解反应有明显的强化作用，强化微电解反应后再采用混凝处理，PAM阳离子絮凝剂是本实验水样的最佳絮凝剂。在通过厌氧-SBR连用进行深度处理后，水质可以达到化学合成类制药工业水污染物二级排放标准（GB21904—2008），pH=6～9，COD=100～120mg/L，氨氮=20～25mg/L。

关键词：抗生素废水;微电解 ;蒸馏 ;厌氧 ;SBR

Experimental Study on High Concentration Antibiotic Pharmaceutical Wastewater

SONG Hongchen

（Zhongke Shenlan （Fujian） Environmental Technology Co.， Ltd， Fuzhou， Fujian， 350100 China）

Abstract： The effect of initial pH， the ratio of iron to carbon， reaction time 60min， aeration and hydrogen peroxide dosage on the effect of micro electrolysis was studied. The results show that the initial pH of the solution is 2-3， the mass ratio of activated carbon to iron chip is 1： 1， the volume fraction of hydrogen peroxide is 0.1% （volume fraction）， and the removal rate of COD is 57.6% under aeration condition. The biochemical properties of the wastewater after treatment have been improved obviously， and bod/cod can reach 0.65. The addition of hydrogen peroxide and aeration can obviously strengthen the iron carbon micro electrolysis reaction. After strengthening the micro electrolysis reaction， PAM cationic flocculant is the best flocculant. After the treatment with anaerobic SBR， the water quality can meet the secondary discharge standard of water pollutants in pharmaceutical industry of chemical synthesis （gb21904-2008）， pH = 6-9， COD = 100-120mg/l， ammonia nitrogen = 20-25mg / L.

Key Words： Antibiotic wastewater; Micro electrolysis; Distillation; Anaerobic; SBR

1緒 论

1.1 抗生素废水介绍

抗生素废水主要有酸碱废水、洗涤废水、发酵废水和有机溶剂几种。发酵废水：主要指将有用物质提取后剩下的发酵残液，其中还含有大量没有得到利用的有机物成分和一些其它分解产物，为该类废水的主要污染源。

洗涤废水：这类废水的主要来源包括发酵罐、分离机清洗以及一些其它工段和地面的清洗工作，洗涤废水的水质通常类似于发酵废水，相对来说浓度稍低于后者。

其它废水：主要指生物制药厂的常规冷却水排放，通常浓度不高，能够直接进行排放，但出于环境保护要求建议最好回收利用。^[1-2]

1.2 实验废水来源与水质

1.2.1废水来源

用于枸橼酸莫沙必利的主要生产原料包括氨基水杨酸钠、浓硫酸、DMF（N，N-二甲酸甲酰胺）、浓盐酸、甲醇、乙酸酐、碘乙烷、无水碳酸钾、NCS（N-氯代丁二酰亚胺）、固体氢氧化钠以及无水乙醇等。每一个生产环节都会产生相应的母液和洗料废水，由于废水中含有二氯甲烷、甲醇、吡啶、氯仿、丙酮以及大量含有芳环和杂环的复合成分，导致洗料水中的毒性成分含量高，不利于生化处理，大大抑制了污泥的活性。据不完全统计，在生产中，平均每生产1吨莫沙必利就会产生约1100立方米体积的废水，COD值可高达30000～80000 mg/L，pH值1.5～5.0，可生化性BOD₅/COD_cr在0.02～0.06。高浓度有机废水产生量为30t/d。

1.2.2实验用水水质

2实验设备与方法

2.1 实验仪器

KDM型调温电热套（山东鄄城永兴仪器厂）、普通500ml蒸馏装置若干（济南科润医疗器械有限公司）、2000ml塑料烧杯若干（济南科润医疗器械有限公司）、2000ml量筒若干（济南科润医疗器械有限公司）、空气压缩机（RS-45型）2台（中山市日胜电器制品有限公司）、JH-12型COD恒温加热器（产自青岛崂山电子仪器总厂有限公司）、玻璃转子气体流量计（产自江苏常州热工仪表总厂）。

一套HXBZ40/38型COD测定装置（产自青岛崂山电子仪器总厂有限公司）、电子分析天平AR2130型（产自美国OHAUS公司）、50ml比色管，723A型可见分光光度计（产自上海精密科学仪器有限公司）、碱式滴定管若干、酸式滴定管，250ml锥形瓶若干、精密与广泛pH试纸（产自天津市金达化学试剂有限公司）、移液管（1ml、5ml、10ml）若干（济南科润医疗器械有限公司）pHS-25型pH计（上海精密科学仪器有限公司）。

2.2 实验材料

试验中采用废水为山东新时代药业生产莫沙必利所产生的废水，废水中主要含有甲醇、丙酮、二氯甲烷、氯仿、吡啶及含芳环、杂环的复杂成份，该水质呈黄褐色，有强烈的刺激性气味，pH=1～3，由于该生化出水COD波动较大，实验中采用稀释的方法将实验水样的COD控制在一定的范围。

微电解试验中需要废铁屑和活性炭各500g，活性炭为工业级果壳炭，使用前用废水充分浸泡达到饱和;NaOH、H₂SO₄、H₂O₂及Ca（OH）₂等均为分析纯试剂。

2.3 分析方法

盐度（重量法）、COD（重铬酸钾法）、氨氮（纳氏比色法）、pH（pH计或精密试纸）、密度（质量体积法），色度（铬钴标准比色法）、电导率与溶解性总固体含量（DDSJ-308A型电导率仪器，上海精密科学仪器有限公司）

3实验部分

3.1 原水微电解试验

取原水水样300ml，并用电子天平分别称取铁100g，炭粒100g。使铁炭的质量比为1﹕1，将炭粒用原水吸附饱和。先用1%的NaOH碱洗铁屑10min，用自来水冲洗干净，再用1%的H₂SO₄酸洗20min，用自来水冲洗干净。为了对微电解进行强化，可以加入过氧化氢量为0.1%，原水pH=2，并且进行曝气，曝气量为100Nl/h，曝气2h。^[3]

3.2微电解出水蒸馏

将微电解后的300ml水样进行蒸馏。蒸馏电压220V，蒸馏时间 约2h。

3.3 厌氧消化处理废水试验

经过混凝处理后COD=2400mg/L，氨氮为25mg/L。每天处理8h后取出20ml的水样，然后再加入20ml的经过混凝处理之后的水样，使厌氧负荷保持不变。温度控制在35℃左右，反应时间为8h。^[4]

3.4 SBR处理工艺

经过厌氧处理后的COD=640mg/L， 氨氮=16mg/L， 每天处理12h后取出20ml的水样，然后再加入20ml的经过混凝处理之后的水样，使厌氧负荷保持不变。污泥浓度3～5g/L，污泥负荷0.26mg/L左右，曝气12h，沉淀0.5h。处理后的废水COD能够下降至100mg/L以下（COD=80mg/L，氨氮=10mg/L）。SBR池一个运行周期中，污泥的增长率的比例约为混合液（1m³）：干污泥（1.5kg）;全流程串联运行试验以及稳定运行试验的结果不同，因此COD系统的去除率30-40%，经SBR处理后的生化系统COD的去除率也有92%之高。

SBR作为目前应用最广泛的活性去污处理工艺之一，能够反映污染物去除工艺和传统活动污泥去污在操作上的不同，SBR在操作流程上通常是由进水、沉淀、反应、出水、待机五个流程完成，SBR主要指在反应池内的单一操作，按照时间顺序进行不同目的的操作。

通过厌氧与好氧的处理，最终的结果COD=80mg/L，氨氮=10mg/L，能够达到我国化学合成类工业废水的二级排放标准（GB21904—2008）（pH=6～9，COD=100～120mg/L，氨氮=20～25mg/L）。

4结论与创新点

4.1结论

（1）在经过微电解、厌氧水解串联试验后，显著提升了废水处理的可生化性，预处理的优势得到充分突显。得出的最佳反应条件为：溶液初始pH值为2～3，活性炭与铁屑的质量比1﹕1，过氧化氢体积分数0.1%，反应时间两个小时之内在曝气条件下。过氧化氢的投加与曝气对铁炭微电解反应有明显的强化作用，强化微电解反应后再采用混凝处理，总COD和色度以及氨氮的去除率分别达到75%，95%和90%。

（2）依次通过微电解、厌氧水解和SBR工艺处理的串联试验后不难看出，SBR工艺下的一个运行周期内，COD系统的去除率为30-40%，经SBR处理后的生化系统COD的去除率也有92%之高，全流程运行效果稳定。

（3）经过厌氧水解和SBR工艺后，工业废水能够得到高效的处理，在稳定运行的状态下，COD去除率能够达到98%，处理后的水各项指标都能满足国家相应排放标准。与此同时，这种处理工艺操作和运行管理相对较低，具有较强的适应性，在实践中的投资运行费用不高，加上主要是上下双层构筑物中操作，大大减少了占地面积。

（4）由于对制药废水处理过程中的生化毒性通常较大，通过分析厌氧水解的具体工艺原理，通过在温水和常温水中分别进行操作后，本文認为在温水中水解的效果优于在常温水中处理操作，水温保持在35℃左右，处理时长控制在8h左右。

4.2 创新点

在制药废水处理中，高盐度的有机废水通常被认为是处理起来困难的废水，在操作时不适用与一般的废水处理工艺。^[5-6]优于高盐度条件下的废水其导电性更高，因此这就为高盐度废水适用于电化学处理工艺方面提供了先天的优势。铁碳微电解法是一种借助金属对废水进行<！-- 含以下目录中的参考文献不少于2篇（为便于核查符合下面条件的参考文献的刊名或整条用红字标注，见附件）：①当代体育科技②科技资讯④文化创新比较研究⑤南京体育学院学报（自然科学版）⑥硕士、博士学位论文⑦影响因子为0.5及以上的期刊。（核查办法见各刊网站）⑧外文参考文献 -->电化学腐蚀处理的一种工艺，将铁以及碳作为原电池来达到废水处理的目的，促进大分子有机污染物在开环、断链等处理后得到有效的生化处理，进而为后续的生化反应奠定了基础。

参考文献

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[2]陈晓轩，李方旭，杨敬坡，等.抗生素废水处理技术的研究进展[J].绿色科技，2020（04）：23-24+26.

[3]王平.城市污水处理厂污泥处置浅析[J].科技创新导报，2020，17（12）：105-106.

[4] 余态琼，刘彬，金鑫，安长伟，马涛，康馨月，刘通.医疗废水处理方案设计[J].科技资讯，2017，15（35）：68+70.

[5]王炼，陈利芳，朱强，等.抗生素制药废水的提标改造[J].浙江化工，2020，51（01）：28-31.

[6] 郭旭超.基于生物反应器探究制药废水中活的但非可培养状态细菌的组成[J].科技资讯，2017，15（10）：245+247.