组合生物技术处理制药废水及其生物相.docx

1、组合生物技术处理制药废水及其生物相第卷第期吉林大学学报（地球科学版）年月（）组合生物技术处理制药废水及其生物相刘鹏，张兰英，刘莹莹，刘娜，刘峰，刘虹，崔哲，许国欣吉林大学环境与资源学院，长春东北制药集团股份有限公司，沈阳吉林化工学院环境与生物工程学院，吉林省吉林市摘要：为有效治理化学制药废水和生物制药废水，采用水解酸化一活性污泥一曝气生物滤池组合工艺对制药废水进行室内模拟生物处理研究。结果表明：该工艺对出水、的去除率均大于，已达到污水综合排放标准（）二级标准。对生物相的显微镜观察分析表明，污泥絮体和生物膜生长良好，并出现变形虫、轮虫和漫游虫等原生和后生动物。对各构筑物中的细菌进行分离纯化，同时

2、应用。细茵鉴定系统进行鉴定，分别得到株、株、株可培养的细茵。关键词：制药废水；水解酸化；活性污泥；曝气生物滤池；（）（）中图分类号：；文献标识码：文章编号：（），。，。，。，：（），“”（），：；：收稿日期：基金项目：国家自然科学基金项目（）；国家“”项目（）；沈阳市科技攻关项目（）；吉林大学环境与资源学院重点实验室项目作者简介：刘鹏（），男，山东淄博人。博士研究生，主要从事环境生物技术研究，：通讯联系人：刘娜（），女，辽宁辽中人，副教授，主要从事环境生物技术研究，：。吉林大学学报（地球科学版）第卷引言东北制药总厂是以生物制药和化学制药为主的企业，其特点是：产品种类多、生产工序多、原材料品种多

3、。而原料的流失率也较高。化学制药废水和生物制药废水是治理难度较大的两类废水，直接排放对环境危害大吨。制药废水的处理方法可简单归纳为物化处理和生物处理【，两种方法各有优势和不足。物化方法适于高浓度难降解制药废水的处理，但是其处理费用相对较高；而生物处理方法费用较低，污染物的去除较彻底，但不适于高浓度废水的处理。目前对制药废水的生物处理研究多集中在工艺上的研究。，对处理过程中起核心作用的细菌研究较少引。以东北制药总厂废水为处理对象，模拟水解酸化（）一活性污泥（）一曝气生物滤（）池处理工艺对其进行处理研究。此组合工艺兼有物化处理方法中的曝气吹脱、吸附截留和生物处理中的缺氧与好氧处理工艺。同时对生物相

4、进行显微镜观察，对个反应池污泥中的细菌进行分离纯化，应用细菌鉴定系统对其进行鉴定。实验材料与方法实验材料实验用接种污泥采自东北制药总厂污水处理厂水解酸化池、曝气池沉淀污泥；填料为陶粒，购自江西全兴化工填料有限公司，粒径；鉴定板购自。公司；实验用废水采自东北制药总厂污水处理厂进水，为，（）为，（）为，（）为，（一）为，（一）为，（：一）为。实验装置及工艺废水处理工艺流程如图所示。水解酸化池、活性污泥池、二次沉淀池及曝气生物滤池均由有机玻璃柱制作，高，内径，液面高度分别为、，曝气生物滤池填料高度为，曝气头位于底部。装置中水流为自重力流，污泥回流采用气提的方法。回一区亟圈圈一匝囹图废水处理工艺流程图

5、实验方法污泥的驯化及装置运行方法水解酸化池污泥驯化方法：将取回的污泥放入水解酸化池中，并添加一定量的原水，慢速搅拌，静置沉降，排出的上清液，再加入新鲜的原水，重复本过程并逐渐增加原水的比例，直至原水比例为，本过程大约持续。活性污泥池驯化及曝气生物滤池挂膜方法：分别将适量的污泥投入活性污泥池和曝气生物滤池，同时在各池中按比例投加葡萄糖、硝酸铵、磷酸二氢钾、微量元素溶液。向池通人空气闷曝，再少量连续加进制药废水，逐渐增加制药废水比例，至完全为废水。约后污泥和生物膜培养驯化结束。整套装置的运行分为启动运行、提负荷和稳定运行个阶段，在反应器启动运行阶段，水解酸化池、活性污泥池、曝气生物滤池采用单级并联

6、运行，进入到提负荷运行和稳定运行时，采用串联运行。污水各指标分析方法及细菌分离鉴定方法、。、氨根、总磷测定采用标准方法【，硝酸根、亚硝酸根、氯离子、硫酸根用离子色谱仪测定，用溶解氧仪测定，值用计测定。细菌的分离纯化方法参考文献进行。应用细菌鉴定系统鉴定细菌的方法按说明书鉴定。实验仪器细菌鉴定系统（版本，美国），双抑制型离子色谱仪（，瑞士），分光光度计（上海第一仪器厂，中国），仪（雷磁，中国），计（，德国），显微镜（，本）。仪器参数离子色谱：分离柱为。，洗脱液由和第期刘鹏，等：组合生物技术处理制药废水及其生物相：。溶于超纯水制备，进样体积，流量，抑制器再生液（叫）。溶液，冲洗液为去离子超纯水。实

7、验结果及讨论处理效果驯化阶段出水指标分析在驯化阶段，各构筑物出水和。的变化如图所示。，、；邑吾气，口图提负荷驯化阶段各构筑物出水和变化曲线水解酸化池出水；活性污泥池出水曝气生物滤池出水从图中可以看出，各构筑物出水、。总体趋势在降低。第三天时各反应池的较低，因为各构筑物的污泥和生物膜经过的闷曝后，有机物的含量低；开始提负荷运行时，污泥絮凝体的吸附能力强，对有机物的去除以污泥絮凝体吸附为主。曝气生物滤池中的陶粒填料在进水初期对有机物有很强的吸附能力，会大量吸附有机物，使出水、。降低。随着污泥培养驯化的进行，污泥的活性提高，由前期的以吸附为主转化为以降解为主，有机污染物在微生物的作用下，进行同化或异

8、化分解代谢，一部分有机物被转化为细胞内物质，用于菌体生长；而另一部分有机物被分解代谢为和：，产生能量，为微生物的其他生命活动提供能量。稳定运行阶段处理效果分析（）装置运行参数装置在稳定运行期间，污水处理量为，供气量为，负荷为（），负荷为（）。活性污泥的性能指标：为（），为（），为（）。，。为（），为（）。（）水力停留时间对去除效果的影响水力停留时间（）是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。通常越长，处理效果越好，但所需建造的反应池体积越大，经济上不合理。在保持其他条件相同的前提下，考察不同对处理效果的影响。不同下出水、。的去除率如表所示。表对

9、处理效果的影响从表中可以看出：当总为时，和；的总去除率低于；当总为时，和的总去除率高于；但当停留时间再增加时，去除率的提高不明显，所以选择、的分别为、。（）温度对处理效果的影响东北地区一年四季温差较大，而且污水处理过程中起核心作用的微生物对温度较敏感。在保持其他条件相同的前提下，设计不同温度下的处理效果实验，以确定温度对处理效果的影响。不同温度下枷枷枷咖咖枷枷瑚。吉林大学学报（地球科学版）第卷总、。的去除率如表所示。从表可以看出，当温度为时，、。的总去除率都小于；当温度高于时，总去除率都大于。这说明温度对处理效果的影响较大，实际工程应用时温度要保持在以上，冬天可以通过对反应池安装保温材料，尽可

10、能提高温度，或者适当延长，保持其去除率。表温度对处理效果的影响（）出水指标分析装置在稳定运行期间的各项出水指标如表所示。从表中可以看出，该套工艺装置对制药废水处理效果较好，出水达到污水综合排放标准（一，实施）二级标准，对和。的去除率分别达到和。处理完成后出水（井出水）氨态氮低，为左右，亚硝态氮未检出，硝态氮高，主要是因为有机态氮转化为氨态氮，又转化为亚硝态氮和硝态氮，反硝化进行不完全，致使出水硝态氮较高。氯离子的含鼍在处理过程中是急剧增加的，这是因为原水样中含有较多的含氯有机物（原样中有机物的全扫描数据未列），当其被降解后，氯从有机物上脱除，致使其含量增加。微生物相分析生物相的显微镜观察对接种

11、污泥、驯化期间及稳定运行期间各构筑物的生物相进行镜检，记录污泥的驯化及生长状况，用数码相机拍摄照片，如图所示。从图中可以看出，样品中污泥絮体已经松散，丝状菌大量繁殖，这是因为取回的污泥在实验室保存后接种。随着处理过程的进行，污泥絮体由开始的颗粒细小、分散，成长为后来的活性高、颗粒大、沉降性能良好的絮体。同时（）（水解酸化池）中出现单核变形虫，（）（活性污泥池）中出现轮虫，（）（曝气生物滤池）中出现漫游虫。应用。细菌鉴定系统鉴定细菌应用传统的培养基对水解酸化池、活性污泥池的污泥及曝气生物滤池的生物膜中的细菌进行分离纯化，分别分离出株、株、株可培养的细菌，应用细菌鉴定系统进行鉴定，其结果如表、所示

12、。从表中可以看出，个构筑物中的优势菌群都为芽孢杆菌属，说明芽孢杆菌属在废水处理领域起着重要作用，其中蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌是一种重要的微生物资源阳。，也是废水处理中的常见微生物。表各构筑物出水指标值注：为原水；为水解酸化池出水；为活性污泥池出水；为曝气生物滤池出水；温度为（）；数值为平均值标准误差。第期刘鹏等：组合生物技术处理制药废水及其生物相 图接种污泥、驯化及稳定运行期间生物相观察接种污泥；（）第天水解酸化池污泥（）第天水解酸化池污泥；（）第天活性污泥池污泥；（）第天活性污泥池污泥；（）第天曝气生物滤池生物膜；（）第天曝气生物滤池生物膜表水解酸化池中细菌鉴定结果注：一表示细菌鉴定仪未给

13、出数值；、为鉴定系统个参数，分别表示测试结果与数据库中数据条的可能性、相似性、位距；表、表同表。表活性污泥池中细菌鉴定结果吉林大学学报（地球科学版）第卷表曝气生物滤池中细菌鉴定结果 结论（）整套工艺共驯化，稳定运行，出水达到污水综合排放标准（，实施）二级标准，对的去除率达到，。的去除率达到。（）对各构筑物的生物相显微镜观察可知，污泥絮体由开始的颗粒细小、分散，成长为后来的活性高、颗粒大、沉降性能良好的絮体。并且水解酸化池中出现单核变形虫。活性污泥池中出现轮虫，曝气生物滤池中出现漫游虫，是处理效果好的指示生物。（）对各构筑物牛物相中的细菌进行分离纯化，应用细菌鉴定系统进行鉴定。水解酸化池、活性污

14、泥池和曝气生物滤池分别鉴定出株、株、株可培养的细菌。以上分析表明，室内模拟水解酸化一活性污泥一曝气生物滤池处理工艺是一种很好的制药废水处理组合工艺。参考文献（）：郎咸明。赵玉彬，孑祥顺，等应用复合生物技术处理制药综合废水的探讨环境工程，（）：，。，（）：唐凯峰，仝致琦，祁佩时，等复合式交替流生物工艺处理制药废水的研究中国给水排水，（）：，。，（）：郎咸明水解酸化一工艺处理制药废水的研究沈阳：东北大学，。：，张兰英，刘峰。刘娜预处理复合水解酸化复合好氧氧化工艺处理综合制药废挝吉林大学学报：地球科学版，（）：。，：。，（）：刘峰，张兰英，刘鹏。等混凝和膜分离联用处理制药废水二级出水中试试验吉林大学

15、学报：地球科学版，（）：，。，：。（）：刘峰，张兰英，刘鹏，等采用法分析制药废水处理工艺中微生物多样性中国给水排水，。（）：。，（）：国家环保局水与废水监测分析方法版北京：中国环境科学出版社，第期刘鹏，等：组合生物技术处理制药废水及其生物相 公告本刊成为数据库源刊从年第期开始，本刊被数据库收录。据中国网站报道，数据库从年月起，所收录的中国期刊数据不再分核心数据与非核心数据。本刊年第期的全部文献已经被数据库收录，有需要的作者和读者可到中国网站查询：。本刊被数据库收录，说明其在国内外的影响力进一步提高。本刊编辑部感谢新老读者与作者多年来给予本刊的支持与帮助。本刊编辑部将继续努力，全面提高学报质量，

16、借助数据库的强大功能，把本刊办得更精、更优，为科学技术的发展贡献力量。本刊编辑部 组合生物技术处理制药废水及其生物相作者：刘鹏， 张兰英， 刘莹莹， 刘娜， 刘峰， 刘虹， 崔哲， 许国欣， LIU Peng， ZHANG Lan-ying ， LIU Ying-ying， LIU Na， LIU Feng， LIU Hong， CUI Zhe， XU Guo-xin作者单位：刘鹏,张兰英,刘莹莹,刘娜,崔哲,许国欣,LIU Peng,ZHANG Lan-ying,LIU Ying-ying,LIUNa,CUI Zhe,XU Guo-xin(吉林大学,环境与资源学院,长春,130026， 刘峰,LIU Feng(东北制药集团股份有限公司,沈阳,110026， 刘虹,LIU Hong(吉林化工学院,环境与生物工程学院,吉林省吉林市,132022刊名：吉林大学学报（地球科学版） 英文刊名：JOURNAL OF JILIN UNIVERSITY(EARTH