【摘要】：為了有效控制禽畜養(yǎng)殖行業(yè)外排廢水中抗生素的殘留量,本文以上海某奶牛場廢水為處理對象,研究了厭氧-好氧生物處理工藝對奶牛場廢水中磺胺類和β-內(nèi)酰胺類抗生素的去除效果。此外,還研究了活性炭吸附和O3氧化兩種深度處理技術(shù)對奶牛場廢水中磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺間甲氧嘧啶(SMM)和磺胺甲惡唑(SMX)等4種典型磺胺類抗生素的處理效果,并對工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果表明:(1)實(shí)驗(yàn)所用的奶牛場廢水中磺胺類和β-內(nèi)酰胺類抗生素的總量約為1.6～26.2μg/L。(2)采用厭氧-好氧組合工藝處理奶牛場廢水,當(dāng)厭氧和好氧單元的水力停留時間(HRT)均為5 d時,組合工藝對常規(guī)有機(jī)污染物的降解效果相對穩(wěn)定,COD平均去除率為93.3%,而抗生素的去除率波動較大,在49.1%～95.3%之間,無法穩(wěn)定在60%以上(本課題任務(wù)合同書中約定的考核指標(biāo))。(3)采用厭氧-好氧組合工藝處理添加了SD、SMZ、SMM和SMX等4種磺胺類抗生素的奶牛場廢水(4種抗生素的濃度均為1000 μg/L),當(dāng)厭氧和好氧單元的HRT均為5 d時,常規(guī)污染物的降解效果幾乎未受影響,所添加的4種抗生素的去除率均大于98%。這說明當(dāng)奶牛場廢水中抗生素濃度相對較高時,生化工藝去除抗生素的效果更好。(4)用活性炭吸附由去離子水與SD、SMZ、SMM和SMX等4種磺胺類抗生素配制的模擬廢水(4種抗生素的濃度均為1000 μg/L)時,適宜的吸附條件為:粉末活性炭50 mg/L、pH=6.0、接觸時間2 h。在此優(yōu)化條件下,SD、SMZ、SMM和SMX的去除率分別為83.3%、94.5%、95.3%和88.8%。(5)用活性炭吸附由經(jīng)過厭氧-好氧生化處理后的奶牛場廢水(簡稱奶牛場二級生化出水,COD≈410 mg/L)與SD、SMZ、SMM和SMX等4種磺胺類抗生素配制的模擬廢水(4種抗生素的濃度均為1000 μg/L)時,適宜的吸附條件為:粉末活性炭200 mg/L、pH=6.0、接觸時間2h。在此優(yōu)化條件下,SD、SMZ、SMM和SMX的去除率分別為92.0%、95.0%、96.5%和92.3%。兩種模擬廢水的吸附效果相近,但后者活性炭投加量是前者的4倍,說明奶牛場二級生化出水中殘留的較高濃度COD對微量抗生素的吸附產(chǎn)生了抑制。(6)用活性炭吸附法對奶牛場二級生化出水進(jìn)行深度處理,去除其中殘留的抗生素。在粉末活性炭投加量為200 mg/L和pH=6.0的條件下,吸附2 h后殘留抗生素的去除率約為61.8%。整個厭氧-好氧生化處理+活性炭吸附深度處理工藝,對奶牛場廢水中抗生素的去除率約為83.8%,達(dá)到了抗生素去除率大于60%的要求。(7)用03氧化法處理由去離子水與SD、SMZ、SMM和SMX等4種磺胺類抗生素配制的模擬廢水(4種抗生素濃度均為1000 μg/L)時,適宜的工藝條件為:pH=8.0、03投加量8.75 mg/(L·min)、反應(yīng)時間5 min。在此優(yōu)化條件下,SD、SMZ、SMM和SMX的去除率分別為91.2%、90.5%、90.6%和90.3%。(8)用O3氧化法處理由奶牛場二級生化出水與SD、SMZ、SMM和SMX等4種磺胺類抗生素配制的模擬廢水(4種抗生素濃度均為1000μg/L)時,適宜的工藝條件為:pH=8.0、O3投加量8.75 mg/(L·min)、反應(yīng)時間25 min。在此優(yōu)化條件下,SD、SMZ、SMM和SMX的去除率分別為96.3%、96.3%、94.5%和96.2%。兩種模擬廢水的O3氧化效果相近,但后者的O3投加量是前者的5倍,原因是奶牛場二級生化出水中殘留的較高濃度COD與微量抗生素競爭氧化劑,消耗了大量的O3。(9)用03氧化法對奶牛場二級生化出水進(jìn)行深度處理,去除其中殘留的抗生素。在pH=8.0和O3投加量為8.75 mg/(L·min)的條件下,反應(yīng)25 min后殘留抗生素的去除率約為46.7%。整個厭氧-好氧生化處理+03氧化深度處理工藝,對奶牛場廢水中抗生素的去除率約為77.4%,也達(dá)到了抗生素去除率大于60%的要求。
【圖文】：

０邐１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０逡逑時間（ｄ）逡逑圖３．１厭氧生物反應(yīng)器啟動過程中進(jìn)出水ＣＯＤ值逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｉｎｆｌ．邋＆邋ＥｆＥｌ．邋ＣＯＤ邋ｖａｌｕｅｓ邋ｏｆ邋ａｎａｅｒｏｂｉｃ邋ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｓｔａｒｔ－ｕｐ邋ｐｅｒｉｏｄ逡逑３．３．１．２奶牛場廢水厭氧生物處理過程中ＣＯＤ的降解逡逑經(jīng)過７０邋ｄ的馴化培養(yǎng)，污泥性能趨于穩(wěn)定，厭氧反應(yīng)器啟動完成。之后把厭氧反逡逑應(yīng)器的ＨＲＴ控制在５邋ｄ，使反應(yīng)器進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段。厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段的進(jìn)逡逑出水ＣＯＤ值如圖３．２所示。逡逑８０００－邐□進(jìn)水邋ＣＯＤ逡逑＿邋0邋出水ＣＯＤ逡逑７０００邋－邐0邐ｎ邐□口口逡逑６０００－ｂ邋口邋ｍ邋口口％邋口邋口0吒邋口邋＃逡逑ｉ＾ｏｏｏ－邐口口邐°邐°逡逑＾４０００；邋１號奶牛場邐２號奶牛場逡逑]
邋３０００－逡逑＾邐＾ＷｆｅＰ０＾０００＾＾００００。００逡逑0７０邋８０邋９０邋１００邋１１０邋１２０邋１３０邋１４０邋１５０邋１６０邋１７０邋１８０邋１９０邋２００逡逑時間（ｄ）逡逑圖３．２穩(wěn)定運(yùn)行階段厭氧生物反應(yīng)器進(jìn)出水ＣＯＤ值逡逑Ｆｉｇ．３．２邋Ｉｎｆｌ．邋Ｓｃ邋Ｅｆｆｌ．邋ＣＯＤ邋ｖａｌｕｅｓ邋ｏｆ邋ａｎａｅｒｏｂｉｃ邋ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｓｔａｂｌｅ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎ邋ｐｅｒｉｏｄ逡逑由圖３．２可以看出，從第７１？１０５邋ｄ，厭氧反應(yīng)的進(jìn)水取自１號奶牛場。此階段進(jìn)逡逑水ＣＯＤ￣６０３８邋ｍｇ／Ｌ（平均值），出水ＣＯＤ￣１３５３邋ｍｇ／Ｌ（平均值），ＣＯＤ平均去除率逡逑＆７７．６％。從第１０６邋ｄ開始

經(jīng)過７０邋ｄ的馴化培養(yǎng)，，污泥性能趨于穩(wěn)定，厭氧反應(yīng)器啟動完成。之后把厭氧反逡逑應(yīng)器的ＨＲＴ控制在５邋ｄ，使反應(yīng)器進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段。厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段的進(jìn)逡逑出水ＣＯＤ值如圖３．２所示。逡逑８０００－邐□進(jìn)水邋ＣＯＤ逡逑＿邋0邋出水ＣＯＤ逡逑７０００邋－邐0邐ｎ邐□口口逡逑６０００－ｂ邋口邋ｍ邋口口％邋口邋口0吒邋口邋＃逡逑ｉ＾ｏｏｏ－邐口口邐°邐°逡逑＾４０００；邋１號奶牛場邐２號奶牛場逡逑]
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【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X713

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本文編號：2642428