新型菌种处理制药废水的研究

论文摘要

随着我国制药工业的快速发展,制药废水的污染与治理已引起人们的高度重视和关注。由于药物生产过程中不同药物品种和生产工艺、产品更换周期短,其制药废水中往往含有种类繁多的有机污染物,水质和水量存在着较大的差异,产品一旦更换,其废水水质、水量经常变动,极不稳定,其中含有不少难于降解或对微生物有抑制作用的污染物,增加了水处理的难度。另外,在制药生产的不断扩大中,很多原有的污水处理设施已不能满足日益增长的废水量,如何在有效控制经济成本的基础上又提高处理效果是目前比较关注的重点。目前在废水的处理研究上主要有以下三个方向:1、强化菌群,即针对制药废水的特性对菌种进行接种和驯化,强化菌种的处理能力;2、采用新技术或新型材料强化处理单元;3、优化组合方式,或在原有工艺上进行改进。而其中通过引进新型菌种,即生物强化技术的运用较为方便,因为它可以在不改变原有设施的基础上,通过对菌种的强化来提高处理效果。在国内外相关研究的基础上,实验采用了目前国内处理制药废水常用的“水解酸化+SBR”工艺,并引进了由美国生物试验室（Ecological Laboratory,INC）研制,美国蓝星公司（BluePlanet Company）管理的高效菌种——液可清（ACF32）（下文简称液可清）。它是一种含有32种活性细菌的良好水处理剂,问世已有三十多年。实验通过在污泥的培养和驯化的过程中投加该菌种来强化活性污泥,并与制药厂原有的活性污泥进行对比。通过实验和分析得到以下结论:（1）在装置的启动方面,通过液可清接种的活性污泥比纯培养制药厂原有的活性污泥启动时间短,适应于制药废水水质水量变化大的特点;（2）在连续运行阶段,经过强化的菌种的处理效果更为理想,对COD、BOD、TN、TP的去除率分别达到了:97.43%、95.47%、60.12%、72.35%。出水分别为:COD=101.84 mg·L-1,BOD=22.71 mg·L-1,TN=8.61 mg·L-1,TP=0.73 mg·L-1,达到国家二级排放标准;（3）在参数优化实验中,分析了COD、TN、TP、BOD、DO等参数在周期中的变化规律及其原因,从而确定了在处理该制药废水的过程中,运用“水解酸化+SBR”工艺的最佳运行周期为:水解酸化停留时间6h;SBR为限制曝气进水0.5h、曝气4h、沉降1.5h;（4）对SBR装置进行了动力学分析,得出参数为:Y=0.3394,Kd=0.0169 d-1;（5）对SBR设备的充氧能力进行了测定,得出结论:KLa=4.31 h-1,装置所提供的氧量满足反应过程中微生物生长所需要的氧量。同时针对实验中存在的一些问题,提出需要进一步的改进和研究的地方:（1）由于进行对比实验,为了便于控制,只进行了小试,希望能进一步运用于中试,以期对工程运用有更好的指示作用;（2）实验只将液可清运用于了制药废水的一级和二级处理,排水达到国家二级排放标准,可考虑进一步运用于三级深度处理中,以提高水处理标准;（3）由于实验设施的限制,对活性污泥的中的菌种特性没有做更进一步的研究分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 制药废水概述
• 1.1.1 制药废水的产生
• 1.1.2 制药废水的种类和特点
• 1.2 论文研究的目的和内容
• 1.2.1 论文研究的目的
• 1.2.2 论文研究的内容
• 1.3 论文的创新点
• 第二章 工艺选择
• 2.1 制药废水处理工艺概述
• 2.1.1 制药废水处理研究现状
• 2.1.2 实验工艺选择
• 2.3 实验工艺概述
• 2.3.1 水解酸化处理工艺概述
• 2.3.1.1 水解酸化工艺的原理
• 2.3.1.2 水解酸化工艺的特点
• 2.3.2 SBR处理工艺概述
• 2.3.2.1 SBR处理工艺的原理
• 2.3.2.2 SBR处理工艺的特点
• 2.4 生物强化技术的应用
• 2.4.1 生物强化技术的提出
• 2.4.2 生物强化技术的特点
• 3.4.3 生物强化技术的应用
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验工艺流程
• 3.2 菌种概述
• 3.2.1 菌种来源
• 3.2.2 菌种特性
• 3.2.3 液可清的微生物组成
• 3.2.2.1 液可清的厌氧处理机理
• 3.2.2.2 液可清的好氧处理机理
• 3.2.2.3 液可清的脱氮机理
• 3.2.2.4 液可清的除磷机理
• 3.2.2.5 液可清的应用
• 3.3 实验用制药废水概述
• 3.3.1 水质特点
• 3.3.2 水质指标及检测方法
• 3.4 反应器的启动
• 3.4.1 SBR反应器的启动
• 3.4.1.1 A号SBR装置的启动
• 3.4.1.2 B号SBR装置的启动
• 3.4.2 水解酸化池的启动
• 3.4.2.1 A号水解酸化池的启动
• 3.4.2.2 B号水解酸化池的启动
• 3.4.3 活性污泥检测与分析
• 3.4.3.1 厌氧污泥检测记录
• 3.4.3.2 好氧污泥检测记录
• 3.4 连续运行
• 3.4.1 A号装置连续运行平均去除效果
• 2.4.2 B号装置连续运行平均去除效果
• 3.5 本章小结
• 第四章 实验及结果研究
• 4.1 水解酸化池反应实验与结果研究
• 4.1.1 对COD的去除效果
• 4.1.2 对TN的去处效果
• 4.1.3 对TP的去处效果
• 4.2 SBR池实验结果研究
• 4.2.1 对COD的去除率效果
• 4.2.2 对TN的去处效果
• 4.2.3 对TP的去处效果
• 4.3 本章小结
• 第五章 参数优化实验研究
• 5.1 SBR运行参数优化
• 5.1.1 SBR池不同进水方式对去除率的影响
• 5.1.2 运行周期内各参数的变化
• 5.1.2.1 COD周期变化规律
• 5.1.2.2 TN、TP周期变化规律
• 5.1.2.3 DO、pH周期变化规律
• 5.1.2.4 COD与DO的变化规律
• 5.2 水解酸化运行参数优化
• 5.2.1 COD降解规律
• 5.2.2 TN、TP降解规律
• 5.3 营养物质对去除效果的影响
• 5.1.1 BOD/COD对SBR处理效果的影响
• 5.3.2 COD/△TP对系统能力的表征
• 5.3.3 COD/TN对TN去除的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 SBR动力学研究
• 6.1 SBR法动力学模型建立
• 6.2 产率系数和微生物降解速率的确定
• 6.2.1 模型假设条件假设
• 6.2.2 数学模型推导
• 6.2.3 动力学常数的确定
• 6.3 设备充氧能力的测定
• 6.3.1 测定方法和步骤
• 6.3.2 结论
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录