內蒙某土霉素制藥生產污水處理工程的運行現狀分析評價

茍世霞 高雅彬 王藝潔

蘭州交通大學博文學院

內蒙某土霉素制藥生產污水處理工程的運行現狀分析評價

茍世霞 高雅彬 王藝潔

蘭州交通大學博文學院

通過對內蒙某土霉素制藥生產污水處理廠的各主要構筑物中出水水質的全面調研分析，實驗結果表明該廠采用的污水處理工藝處理常規污染物效果良好，對COD、BOD、TOC、NH3-N、毒性、OTC的去除率分別為96.7%、98.9%、91.6%、98.2%、100%和91.8%，重金屬濃度在國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》范圍之內，但排放出水COD為427mg/L，TOC為155mg/L，OTC出水濃度為11mg/L，建議對排放出水進行深度處理。

厭氧/好氧工藝；制藥廢水；廢水處理；毒性；重金屬污染

1 引言

目前對于污水處理廠的調研已經很多，但對水質調研的全面度不高，本文非常全面的調研了內蒙某土霉素污水處理廠主要構筑物運行的水質參數，從基本的COD，BOD5，氨氮等到TOC，毒性，重金屬以及污水中土霉素的濃度等全面進行了檢測和分析評價，對污水處理廠的合理設計及亟待重視的污水中重金屬污染、生物急性毒性和抗生素類藥物的污染問題提供了參考方向和解決思路。

2 制藥生產污水水質及排放標準

本次對該污水廠的調研以國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918——2002的二級排放標準和《發酵類制藥工業水污染排放標準》GB 21903-2008現有企業的排放標準分別作為評價重金屬和其他常規指標的依據，其基本進水水質和標準如表1所示。

3 處理工藝選擇及工藝流程

3.1 工藝流程

圖1 污水處理工藝流程

土霉素制藥生產污水處理廠的工藝流程如圖1所示，取樣點分別是進水、調節池出水、UASB厭氧池出水、SBR好氧池出水和A/O池出水，水樣裝在聚乙烯瓶中4℃冰箱保存。

3.2 水質指標的分析方法

除BOD5之外，所有水質指標均在0.45um的玻璃纖維膜過濾之后測定，測定項目及測定方法具體見表2。

4 實驗結果與分析

各個構筑物的出水水質情況見表3。

4.1 pH的變化

由表3可知，整個處理過程中廢水pH的波動不是很大，在6-8之間變化，一般情況下UASB反應器內的pH值保持在7.2-7.6之間，有利于有機物的去除，SBR反應器內的pH值在7-8時硝化菌的活性最強，脫氮效果最好，因此從pH的值來看，此污水廠的UASB厭氧段和SBR好氧段的pH的范圍控制合理，非常有利于這兩種工藝的高效運行。

4.2 有機物礦化度的變化

由表3可知，從進水水質可以明確看出該土霉素制藥污水處理廠的進水水質有機物含量很高，可生化性不高，按照調節池出水計算BOD5/CODcr在0.15左右，但是采用UASB厭氧工藝處理的出水CODcr、TOC的去除率已經高達83%、75.7%，這應該得益于對反應器運行條件的合理控制，UASB出水經過SBR反應器生物好氧處理，廢水中的能生物降解的有機物已經基本去除，剩下的應該屬于難生物降解的污染物，但是污染物的濃度相比污水排放指標還需要進一步的處理。

然而該廠采用在好氧SBR池后接A/O工藝對廢水中的有機物進行進一步的降解作用，從表3中可知，A/O工藝對有機物去除率的貢獻不大，出水中有機物依舊不能達標排放，SBR池出水的BOD5已經很低，能被生物降解的污染物非常少，但是CODcr濃度較高，SBR出水的BOD5/CODcr僅為0.07，在這種水質的出水后接A/O工藝，完全不符合生物處理的條件，建議在SBR反應器后接深度處理工藝，來去除難生物降解的有機物，或者進一步優化A/O工藝的運行參數，提高BOD5/CODcr的比值，使廢水的可生化性在0.3以上，再運行A/O工藝，有望廢水最終達標排放。

4.3 氨氮的去除效果

由于氮素環境污染的嚴重，許多國家對廢水排放中氮的要求日趨嚴格，廢水生物脫氮技術不斷提高，本廠就采用已經很成熟的生物脫氮技術來去除廢水中的氨氮，測定結果見表3：由表3可知，該污水廠的氨氮按照處理流程逐步減少，最終達標排放，其中主要起去除氨氮作用的是SBR好氧工藝，SBR法在反應階段采用好氧、缺氧交替狀態來脫氮除磷，廢水經過UASB處理之后，有機物大量減少，水質pH趨于穩定，這樣SBR池中進水對活性污泥的沖擊負荷小而且水質特性穩定，為其高效運行做了較好的準備，因此對氨氮良好的去除效果也是必然的，SBR出水中小部分難降解的氨氮，在經過A/O池的集中處理，完全可以安全排放。

4.4 土霉素的去除效果

土霉素屬于四環素類抗生素的一種[1]，被廣泛用于治療人類和畜禽類的疾病，由于我國在抗生素菌種選取及生產過程中存在許多的不足,造成了土霉素提取效率低、廢水中抗生素殘留濃度高等問題[2-3]，土霉素最終以污水的形式排放到環境中，造成了嚴重的環境污染問題，同時也是資源的嚴重浪費。各構筑物出水中OTC（土霉素）的濃度由表3可知：進水OTC濃度高達134mg/L，雖然經過多重生物處理工藝OTC含量大大減少，但是以11mg/L的濃度排放到環境中，顯然是不經濟也是不允許的，建議在進水之前能夠采取措施對污水中的OTC進行回收利用，如劉江國等人利用改性玉米秸稈對廢水中的土霉素的吸附率在97.2%以上[4]，對排放出水中的OTC進行嚴格的檢測，同時呼吁國家建立健全抗生素類藥物在污水中的排放限值和相關標準。

表1 生產污水水質及排放標準單位：mg/L

表2 水質項目和測定方法

表3 各構筑物出水水質指標單位mg/L

4.5 廢水中重金屬的變化

重金屬污染問題是近幾年國家高度重視的問題，《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918----2002中對一些危害嚴重的重金屬的排放限值有著非常嚴格的標準，本次水質調查選擇了污水中常見的八種重金屬采用LP-MS進行測定相應的重金屬的含量，結果如表4所示：在5個取樣點中，檢測到Fe、Zn、Ni、Cr，Cu、As、Cd和Pb均未檢測到，而且檢測到的重金屬都沒有超過排放標準，但是還是應該高度重視Cr的含量，盡管污水中Cr的濃度很低，但是其危害性非常嚴重，尤其是烷基化的Cr毒性更是嚴重，要嚴格控制含有Cr元素的物質參與到土霉素生產和污水的處理中去，從源頭進行控制才是可取之道。

表4 廢水中重金屬的含量單位ug/L

4.6 廢水急性毒性的變化

為了綜合評價該制藥污水處理廠各主要工藝流程出水的生態安全性，除了評價常規指標COD，NH3-N，重金屬等之外，還測定了污水的急性毒性，測定結果見表3：由表3可知，污水的急性毒性從調節池開始，經UASB-SBR厭氧好氧處理之后，急性毒性已經消失，從前面的分析可知，影響水生生物急性毒性的重要因素，如污水中的有機物，氨氮、土霉素等的濃度急劇下降，從而對發光細菌的抑制作用大大減少，急性毒性銳減是正常的，但是重金屬也是影響急性毒性的一個重要因素，在整個工藝流程出水的濃度并沒有有規律的減少，甚至有增大趨勢，可是急性毒性卻并沒有因重金屬的存在而存在，這可能的原因一是四種重金屬都是微量的，對發光細菌的抑制作用微弱甚至沒有，二是因為為了保證UASB-SBR厭氧好氧生物處理的高效運行，添加到污水中各種營養鹽對發光細菌的刺激發光作用掩蓋了有毒物質的抑制發光作用。

5 結束語

（1）通過對內蒙某土霉素制藥生產污水處理廠的各主要構筑物中出水水質的全面調研分析，實驗結果表明該廠采用的污水處理工藝處理常規污染物效果良好，對COD、BOD、TOC、NH3-N、毒性、重金屬均符合本次采用的兩個評價標準，但是COD和TOC不能達標排放，OTC出水濃度很高。

（2）建議該廠在A/O出水后接深度處理工藝。

（3）最終出水土霉素濃度的檢測應該高度重視，呼吁有關部門制定嚴格的藥物排放標準。

[1] 蘇榮軍.ClO2氧化處理土霉素制藥廢水的研究[J].哈爾濱商業大學學報:自然科學版,2010,26(5):541～544.

[2] 朱曉磊,王路光,王靖飛.土霉素對厭氧生物處理的抑制作用研究[J].中國給水排水.2010,26(1):93～95.

[3] 陶冶,買文寧.生物化工行業現狀及其污染治理[J].河南化工,2002(12):4～7.

[4] 劉江國,李杰霞,陳玉成.改性玉米秸稈對土霉素的吸附研究[J].三峽環境與生態.2009,2(6):28～30.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.015

茍世霞（1986—），女，漢族，甘肅省蘭州市人，講師，理學碩士，單位：蘭州交通大學博文學院，研究方向：水污染控制工程高雅彬，單位：蘭州交通大學博文學院學歷：碩士，出生年月：1987年6月

研究方向：循環經濟;可持續發展;環境廢棄物的再生利用等。王藝潔（1986-），女，漢族，甘肅蘭州人，講師，工學碩士，單位：蘭州交通大學博文學院，研究方向：污水及廢棄物處理，循環經濟和可持續發展