阿维菌素和盐霉素废水厌氧试验研究

陈晓轩，李珊珊，郭延凯，杨敬坡

(河北科技大学 环境科学与工程学院，河北 石家庄 050018)

阿维菌素和盐霉素均是以淀粉、液糖、黄豆饼粉及酵母膏等为原料经生物发酵制得。在发酵过程中产生大量废水，主要成分为发酵残存的培养基、菌丝体、发酵过程中产生的代谢产物及少量的残留产品。

某企业生产过程中产生的阿维菌素和盐霉素废水，水质水量波动较大，有机物浓度高，废水可生化性较差，且对生物有抑制作用。大量研究表明在厌氧条件下对阿维菌素废水有较好的去除效果[1]—[9]，而盐霉素的研究相对较少。本试验以该公司产生废水为研究对象，采用厌氧试验对废水进行处理，考察了废水在厌氧条件下的去除效果，确定最佳的运行条件。为该公司废水的达标排放提供了技术参考，对其他含有难生物降解有机物的废水处理具有一定的借鉴意义。

1 实验部分

1.1 实验材料

1.1.1 实验用水

废水来源：(1)阿维菌素实际废水，原水COD浓度约为30000mg/L，pH值为4.5左右；(2)盐霉素实际废水，原水COD浓度约为50000mg/L，pH值为7.5左右。

1.1.2 接种污泥

接种某淀粉厂UASB反应器颗粒污泥，VSS/SS为0.69，接种量约为有效容积的3/5，接种污泥浓度为15.8gSS/L。

1.2 实验方法

1.2.1 实验装置及运行条件

厌氧反应装置有效容积为1L，控制进水浓度和pH，温度由水浴恒温装置控制在36℃左右。试验装置如图1。

图1 实验装置图

本试验先单独处理阿维菌素废水，然后与盐霉素废水按不同比例混合处理。pH值控制在7.5左右，运行温度为36℃左右，其水力停留时间(HRT)为5d。

1.2.2 分析项目及检测方法

分析项目及检测方法见表1。

表1 分析项目与方法

2 结果与讨论

2.1 阿维菌素废水处理

摇瓶内接种污泥后开始将进水启动，HRT为5d。启动过程中，污泥菌种逐渐适应了水质条件，共运行了19天。如图2。

图2 阿维菌素厌氧处理COD及去除率

由图1可知在反应器运行1-10d，试验对COD的去除效率基本在70%左右，反应器运行初期COD去除率较高并伴随有略微波动。反应器有一段时间的适应阶段，经过10天的适应后COD的去除率逐渐升至80%并基本稳定，由适应期基本过渡到了稳定期。从第11-19d反应器COD去除率基本稳定。出水COD为1100mg/L左右。说明污泥对有机物去除性能良好，耐冲击能力强，废水可生化性一般，反应器运行状况比较稳定。在厌氧试验中，废水中易降解的有机物基本消耗完全，部分难降解的有机物转化为易降解的，为后续处理提供保证。

试验结果表明，阿维菌素废水经厌氧试验处理后，出水COD为1100mg/L左右，去除率稳定在80%左右。

2.2 盐霉素废水与阿维菌素混合处理

鉴于前阶段阿维菌素废水处理效果较好，故本次试验拟将盐霉素废水与阿维菌废水按不同比例混合后进行厌氧试验。

摇瓶内接种前期处理阿维菌素废水的污泥后开始进水启动，HRT为5d。未蒸盐霉素浓度5%和10%分别运行14d，未蒸盐霉素浓度20%、40%和60%分别运行了19天。如图3、图4。

图3 不同比例盐霉素厌氧处理COD效果

图4 不同比例盐霉素厌氧处理COD去除率

由图3、图4可知在未蒸盐霉素浓度5%和10%反应器运行1-14d，对废水的处理效果分别稳定在82%和77%。盐霉素浓度在5%条件下与单纯阿维菌素废水运行的效果基本一致，说明5%盐霉素对试验没有明显抑制作用。盐霉素10%情况下与单纯阿维菌素相比略有降低，说明10%盐霉素对厌氧处理的抑制作用较弱。

盐霉素20%、40%和60%的反应器运行19d，盐霉素20%条件下运行比较稳定，最终COD去除率维持在70%以上。与较低盐霉素浓度结果相比，在盐霉素浓度在20%情况下有一定抑制作用，不过COD去除效果依然可以稳定在70%以上。盐霉素40%在运行前期(1-8d)COD的去除效率还可以维持在73%左右，处于反应器的适应期；从第9d开始，去除效率一直降低，并在摇瓶内出现大量白色物质并且污泥沉降性较差，COD去除效率最终稳定在40%左右，说明盐霉素40%条件下对厌氧反应器的运行已造成明显的抑制作用。盐霉素60%的条件下在运行过程COD的去除效率从73.4%逐渐降低到34%左右，同样摇瓶内出现大量白色物质并且污泥沉降性较差，说明在此条件下盐霉素的抑制作用较强。

由试验结果可知，说明污泥对低浓度(40%以下)的盐霉素去除性能良好，有一定的耐冲击能力，盐霉素废水可生化性一般，反应器运行状况比较稳定。

鉴于前阶段未蒸盐霉素废水高浓度处理效果不好，可能是由于盐霉素废水盐度和抑制因子浓度较高，本次试验拟将蒸馏盐霉素废水与阿维菌素废水按不同比例混合后进行厌氧试验。

摇瓶内接种前期处理阿维菌素废水的污泥后开始进水启动，HRT为5d。蒸馏盐霉素浓度10%、60%和100%分别运行了19天。如图5、图6。

图5 不同比例蒸馏盐霉素厌氧处理COD效果

图6 不同比例蒸馏盐霉素厌氧处理COD去除率

由图5、图6可知在蒸馏盐霉素浓度10%和60%反应器运行19d，对废水的处理效果比较稳定，分别稳定在83%和80%，蒸馏盐霉素浓度在10%和60%条件下与单纯阿维菌素废水运行的效果基本一致，说明蒸馏盐霉素浓度在60%以下对厌氧处理没有明显抑制作用。

由试验结果可知，说明污泥对蒸馏盐霉素去除效果较好，在蒸馏盐霉素浓度60%以下没有出现抑制现象，反应器运行状况比较稳定。蒸馏盐霉素100%条件下运行比较稳定，最终COD去除率维持在72%以上。与较低盐霉素浓度结果相比去除率有所降低，不过COD去除效果依然可以稳定在72%以上。

3 结论

(1)采用厌氧法对某公司阿维菌素废水进行处理，运行19d，COD去除效率稳定在80%左右。

(2)采用厌氧法对某公司阿维菌素废水与未蒸盐霉素废水进行处理，盐霉素浓度5%条件下，COD去除效率能达到82%；盐霉素浓度10%条件下，COD去除效率能达到77%；盐霉素浓度20%条件下，COD去除效率能达到70%；继续增加在盐霉素浓度在40%和60%条件下，COD去除效率分别为40%和34%，抑制作用比较明显。

(3)采用厌氧法对某公司阿维菌素废水与蒸馏盐霉素废水进行处理，蒸馏盐霉素浓度10%条件下，COD去除效率能达到83%；蒸馏盐霉素浓度60%条件下，COD去除效率能达到80%；蒸馏盐霉素浓度100%条件下，COD去除效率能达到72%。说明经蒸馏过的盐霉素在进行厌氧试验中有较好的去除效果。