厭氧-好氧—MBBR工藝處理抗生素廢水的實驗研究.pdf

1、對現有污水處理工藝進行原位升級改造，提高其脫氮除磷和持久性污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)去除效能，是目前我國污水處理行業發展中面臨的重要的問題，也是改善我國水環境質量的有效手段。移動床生物反應器(Moving BedBiofilm Reactor，MBBR)集合了活性污泥法和生物膜法的主要優勢，具有處理效果好、抗沖擊負荷能力強和低溫運行穩定等特點，可以通過原位改造，有效改善污水處理廠的出水

2、水質，是污水廠提標改造的有效方式?，F階段MBBR工藝研究多集中在懸浮填料構型及其去除率、氮磷的去除機理等方面，有關工藝參數優化、穩態運行以及處理含有四環素等持續性有機污染物廢水等方面的研究較少，因此，研究探討MBBR系統處理復雜進水的工藝性能優化以面對污、廢水的沖擊成為了新的關注點。
　　本文以模擬配水為處理對象，通過構建和啟動厭氧/好氧-MBBR工藝實驗室小試系統，考察厭氧/好氧-MBBR系統去除化學需氧量(Chemical O

3、xygen Demand，COD)、氨氮和總磷等污染指標的工藝效能及作用規律，研究反應器系統在啟動和穩態運行條件下的工藝特性;在反應器穩態運行條件下，在進水中投加一定量和一定種類的抗生素，探討添加抗生素對厭氧/好氧-MBBR系統的處理效能的影響規律，研究A/O-MBBR系統處理抗生素廢水的效能及工藝特性，為進一步推動MBBR工藝在污水廠原位升級改造工程中的應用提供技術參考。
　　研究結果表明，A/O-MBBR系統具有良好的抗沖擊負

4、荷能力和低溫運行穩定性，溫度、進水COD濃度、進水氨氮濃度及反應器運行水力條件變化對A/O-MBBR系統運行性能的影響較小。
　　當反應溫度由10～15℃逐步上升到30～35℃時，A/O-MBBR系統對COD的去除率沒有明顯變化，而氨氮的去除率則呈現出先增大后減小的變化趨勢，但是變化幅度較小;在20～25℃時，A/O-MBBR反應器表現出最佳處理效能，對COD的去除率為83.34％，對氨氮的去除率為90.46％。在低溫條件下，系統

5、仍對COD和氨氮保持了一定的去除能力，運行效果良好。
　　進水中有機物的濃度由200mg/L增大到500mg/L，氨氮濃度由50mg/L增大到140mg/L時，系統的COD去除率沒有明顯變化，而氨氮去除率則呈先增大后減小的規律。當反應器中填料投配率為30％，水力停留時間(Hydraulic Retention Time，HRT)為8h，溫度為20～25℃，進水COD濃度為350～400mg/L，進水氨氮濃度則為80mg/L時，A/

6、O-MBBR工藝處理出水水質符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18919-2002)》一級A標準。
　　投加抗生素對于A/O-MBBR工藝的處理效能具有一定的抑制作用，反應系統內的微生物受到了一定的影響，污染物去除率隨之降低。當進水中投加50μg/L的四環素時，COD的去除率由85.97％下降到76.3％，下降約10％;氨氮的去除率由89.14％降為69.45％，下降約20％;總磷的去除率由74.55％降為54.4％，下降幅

7、度約20％;當進水中四環素的濃度增大到200μg/L時，COD、氨氮和總磷的去除率分別為59％、55.65％和43％，去除率的下降幅度不大。當進水中投加50μg/L的混合抗生素時，COD的去除率由85.97％下降到60.57％，下降約25％;氨氮的去除率由89.14％降為61.57％，下降約28％;總磷的去除率由74.55％降為49.3％，下降幅度約25％;當進水中混合抗生素的濃度增大到200μg/L時，COD、氨氮、總磷的去除率分別為

8、53.94％、49.91％和35.54％，下降幅度并不明顯。在抗生素濃度增加的過程中，A/O-MBBR工藝的處理效能不斷下降，氨氮和總磷的變化幅度較大，而COD的去除效果則相對穩定。當進水中四環素濃度為50μg/L時，出水的水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18919-2002)》一級B出水標準;而當進水中混合抗生素濃度為50μg/L時，出水的水質指標中僅氨氮滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18919-2002)》一級

9、B出水標準，COD、總磷的濃度符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18919-2002)》三級出水標準。
　　實驗結果表明，四環素、土霉素、金霉素均能被A/O-MBBR工藝降解，其中金霉素的降解效率最高，土霉素的去除率最低;在進水中抗生素濃度為50μg/L時，金霉素的去除率為46.02％，四環素為41.79％，土霉素的去除率為38.42％;在整個反應過程中，土霉素去除率的變化幅度最小。A/O-MBBR工藝對抗生素的去除性能要優

10、于常規污水處理系統;但是隨著進水中抗生素濃度的不斷增加，A/O-MBBR系統對抗生素的去除率不斷下降，且下降幅度越來越大。
　　A/O-MBBR工藝啟動達到穩態運行后，污染物去除效率穩定，活性污泥呈現棕褐色，微生物活性良好，污泥沉降比維持在15％左右。然而，當抗生素進入反應器后，活性污泥的顏色首先發生變化。隨著抗生素濃度的增加，污泥由棕褐色逐漸變黑，微生物的活性降低，鐘蟲、纖蟲等固著型纖毛蟲逐漸減少;當進水中混合抗生素的濃度增大到