抗生素原料藥生產過程排出的廢水有機污染物濃度高、組分復雜，含有大量發(fā)酵殘余物，包括發(fā)酵代謝產物、殘余的消沫劑、凝聚劑、破乳劑和殘留的抗生素效價及其降解產物，可生化降解性差。通過水解酸化預處理，使廢水水中難降解有機物轉為低分子有機酸，以改善廢水的可生化性，水解酸化反應主要是通過厭氧途徑，將生化過程控制在水解和酸化階段，反應過程與兩相厭氧法中的酸化過程有相似之處。本研究著重研究了青霉素提煉生產廢液在水解酸化條件下，有機酸變化的過程和CODCr的去除情況，為優(yōu)化青霉素廢水處理工藝提供了依據。

1、厭氧水解酸化反應器的啟動本研究采用上流式厭氧污泥床裝置

青霉素生產廢水處理： 1.1 試驗廢水試驗廢水取自青霉素生產車間。青霉素生產發(fā)酵液經過濾除去菌渣，其濾液通過溶媒萃取、溶劑回收后產生的廢液，廢水中主要含有蛋白質、糖類、醇類及青霉素的殘余物等，并含有高濃度的硫酸根離子和高濃度的殘留溶酶。廢水水質?？梢?，青霉素廢水BOD另外，可以看出該廢水有機物濃度高，碳氮營養(yǎng)源比例失調，氮源過剩，同時廢水中含有大量硫酸鹽及部分殘留青霉素效價。因此在去除青霉素這類生產廢水CODCr污染物過程將受以下幾個方面因素影響：一是廢水碳氮營養(yǎng)源比例失調，氮源過剩，BOD5ΠTN比值為4左右，比一般厭氧處理微生物理想營養(yǎng)要求值40平均低近10倍，表明氮源嚴重過剩。過剩的有機氮不僅影響廢水CODCr的去除效果，同時厭氧氨化反應可使NH3或NH 4過分積累，嚴重時導致厭氧硝化過程受到抑制，其次青霉素廢水中含有大量殘留藥物效價，青霉素對于大多數有機廢水生化處理系統(tǒng)的微生物有較強的殺菌或抑制作用。

青霉素生產廢水處理： 1.2 反應器的啟動運行首先將厭氧污泥直接放入水解酸化反應器中，加入量約占反應器體積的1Π3左右。反應器的啟動采用逐步加量法，從青霉素廢水進水CODCr濃度為2000mgΠL開始啟動。為了保證測定數據的可靠性，每次提高進水負荷要保證反應器穩(wěn)定運行，1個馴化期為1周左右，以增大進水CODCr濃度1000mgΠL為基準，逐步加大進水CODCr濃度，同時測定反應器出水CODCr濃度和pH，至CODCr去除率穩(wěn)定在20左右，水解酸化反應器啟動階段有機物處理效果。

可以看出，在反應器啟動不長的時間里，CODCr去除率即可穩(wěn)定在20左右。這是因為本試驗的接種污泥是直接采用青霉素廢水處理裝置的消化污泥，該污泥在原有的系統(tǒng)中已經過長時間的運行，具備了一定的抗毒性能力。但對廢水有機酸的代謝，還需要有一個適應的階段。在進水CODCr濃度逐步提高到10000mgΠL左右時，仍然可以保持較高的CODCr去除率。

給出了水解酸化試驗裝置啟動運行階段廢水的去除負荷和去除率的關系，結果看出，體積負荷為15kgΠm3/d以上的情況下，CODCr去除率可達20左右，說明水解酸化反應可以承受較高的有機物負荷。

2、試驗結果與討論

青霉素生產廢水處理： 2.1 水力停留時間的影響本研究采用酸化率指標為評價水解酸化效率的標準。分別對青霉素廢水原液，稀釋倍數為015、1、2、3倍的稀釋廢水，在不同酸化時間條件下的酸化率進行了試驗考察。

試驗結果表明，青霉素廢水在水解酸化過程中，隨著酸化時間的增加，酸化率明顯增加，酸化時間在8～10h條件下總有機酸的酸化率最大。但繼續(xù)增加酸化時間，酸化率不再提高。這主要是因為，當酸化時間不足的情況下，水解產酸過程不充分，會直接影響到廢水有機物的酸化效果;但酸化時間過長，會導致系統(tǒng)硝化作用的增強，減少了乙酸的積累。

另外酸化時間的延長，也會造成廢水硫酸鹽還原產物的積累，對酸化系統(tǒng)產生抑制，最終影響酸化效果。還可以看出：不同濃度的青霉素廢水在對應的最大酸化率與酸化時間的變化關系有相似的規(guī)律，在水解酸化時間較小段時，酸化率隨酸化時間的增加而快速增長，但酸化時間8h以后，酸化率變化趨勢平緩。

綜合分析，單獨從總有機酸酸化率指標考慮較適宜的HRT為6～10h，此時酸化率為10左右。

青霉素生產廢水處理： 2.2 CODCr容積負荷對去除率的影響分析青霉素生產廢水中存在生化抑制因素，而影響酸化過程的一個重要的因素就是反應器中抑制物質的負荷。為考證有機物負荷對水解反應的影響，本試驗測試了HRT為6、8、10h時不同有機物負荷下的總酸化率、乙酸酸化率、丁酸酸化率和丙酸酸化率的變化情況。

分析測試的結果，當HRT為6h時，隨著有機物進水負荷的增大，總有機酸酸化率逐漸降低，但在有機物進水負荷為8kgΠm3/d時，總有機酸酸化率還可以達到8左右。當HRT為8h時，隨著有機物進水負荷的增大，總有機酸酸化率在有機物進水負荷<9kgΠm3/d時保持相對平穩(wěn)，當有機物進水負荷>9kgΠm3/d后總有機酸酸化率逐漸降低。當HRT為10h時，起初在低有機物負荷(<5kgΠm3d)情況下，隨著有機物進水負荷的增大，總有機酸酸化率逐步增大，但在有機物進水負荷達到5kgΠm3/d后，總有機酸酸化率隨著有機物進水負荷的增大而逐步減小。

綜上說明水解酸化反應器可以承受較高的有機物容積負荷。從有機物負荷和HRT兩個因素綜合考慮，CODCr的進水容積負荷取6～8kgΠm3/d，HRT取8～10h較為合適，此時CODCr去除率為20左右。

3、結論

青霉素生產廢水處理：(1)針對青霉素廢水濃度高毒性大的特點，采用水解酸化工藝作為生物處理的預處理手段是有效的，可以起到降低毒性提高廢水可生化性的作用。

青霉素生產廢水處理：(2)從有機物負荷和HRT兩個因素綜合考慮，水解酸化工藝處理青霉素廢水時，CODCr的進水容積負荷取6～8kgΠm3/d，HRT取8～10h較為合適，CODCr去除率為20左右。

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