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纳他霉素废水处理工艺研究

傅海霞  
【摘要】: 纳他霉素是一种广谱高效的抗真菌剂,广泛应用于食品、医药等领域,通常采用微生物发酵和多级分离、提纯方法生产。其生产过程中排放的纳他霉素废水属于典型的高浓度有机废水,有机物和总氮含量均极高,通常COD和总氮浓度范围为20000mg/L―50000mg/L和1000mg/L―3000 mg/L。根据排放标准的要求,在废水处理过程中要同时完成高效脱氮除碳两个目标。国内外关于高浓度有机废水同时高效脱氮除碳技术的研究和报道相对贫乏。本文以纳他霉素废水处理工程为依托,依据厌氧―好氧除碳(COD)和厌氧氨氧化脱氮(NH_4~+-N)两项技术,提出了一套全新的技术路线,针对该技术同时在工程应用和实验室研究两个方面开展研究,获得了以下几项结论: 1.采用厌氧产甲烷技术可高效去除纳他霉素废水中的有机物,未发现纳他霉素对产甲烷过程造成抑制。在控制厌氧出水有机物浓度较低的情况下,可以完成亚硝化-厌氧氨氧化脱氮过程。依据本文提出的完整技术路线,可以完成该废水高效脱氮除碳的目标。 2.通过实验室的UASB反应器和现场的高效厌氧反应器对纳他霉素废水的处理效果比较,高效厌氧反应器要比UASB反应器处理效果好、运行稳定。UASB反应器运行过程中,最大进水COD浓度为11163mg/L,最大容积负荷为9.05kgCOD/m~3.d,最大COD去除负荷为5.89kgCOD/m~3.d,平均COD去除负荷为2.59kgCOD/m~3.d;COD去除率最高达到88.9%,平均COD去除率也达到71.6%;高效厌氧反应器启动过程中,进水COD最高浓度为28109mg/L,最大进水容积负荷为7.86kgCOD/m~3.d,平均进水负荷为3.06kgCOD/m~3.d,平均出水COD浓度为1141mg/L,出水COD浓度都在2000mg/L以下;COD去除率最高95.5%,平均COD去除率为87.3%,处理效果比较理想。 3.采用亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理纳他霉素废水厌氧出水,在长污泥龄低溶解氧的条件下,当厌氧出水COD浓度较低时,亚硝化过程稳定,硝酸盐积累不明显;当厌氧出水COD浓度较高时,出现了硝酸盐的部分积累,影响了厌氧氨氧化单元的脱氮效率,在后期补充乙酸钠作为碳源进行反硝化反应,总氮去除率显著上升,平均去除率为78%,最高去除率为92.5%。亚硝化-厌氧氨氧化组合单元进水氨氮浓度为150mg/L-350mg/L,总氮浓度为200mg/L-350mg/L,氨氮去除率平均为80%,总氮去除率平均为45%;进水总氮负荷平均为0.64kg/m~3.d,最高总氮负荷为0.87 kg/m~3.d,总氮去除负荷平均为0.28 kg/m~3.d,最高为0.69kg/m~3.d;试验最终出水氨氮浓度为8.38mg/L,亚硝酸盐氮浓度为9.37mg/L,总氮浓度为38.12mg/L,此工艺处理出水的各种氮的含量完全可以达到行业排放标准和国家排放标准。 4.利用膜生物反应器对纳他霉素脱氮后的废水进行深度处理研究,COD去除率较低。运行初期COD平均去除率只有22.2%,只有控制进水COD350mg/L才能保证MBR出水COD300mg/L。采取加铁碳曝气微电解反应柱预处理,加粉碳形成粉碳-活性污泥体系、加乙酸钠共降解和缩短污泥龄等强化措施,分别经过一段时间的探索性运行后,发现这些措施都没有显著提高膜生物反应器的去除效果。整个流程COD去除率平均为23.5%,进水负荷平均为0.31kg/m~3.d,容积去除负荷平均为0.08 kg/m~3.d。因此利用膜生物反应器处理后期可生化性较差的纳他霉素废水必须严格控制进水COD浓度。采用絮凝-膜分离法处理纳他霉素脱氮后废水,试验结果表明:向反应器中加200mg/L三氯化铁,平均去除率为57.2%,COD去除率最高为67%,去除效果要比膜生物反应器好。出水COD和总铁浓度以及色度随着膜的污染开始升高,膜污染比膜生物反应器严重。采用次氯酸钠对全流程末端出水进行脱色可以获得较好效果,出水色度控制在30度以下。次氯酸钠的加入量随着膜出水COD浓度的提高而增加,在膜出水COD为251mg/L时,次氯酸钠的加入量为膜出水体积的1/500,出水色度为30度;在膜出水COD为516mg/L时,次氯酸钠的加入量为膜出水体积的1/250,出水色度为30度。


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