抗生素類(lèi)生產(chǎn)廢水存在生物抑制性物質(zhì)，如殘留抗生素及其中間代謝產(chǎn)物、高濃度硫酸鹽、表面活性劑（破乳劑、消沫劑等）和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機(jī)溶劑等，是一類(lèi)富含生物毒性物質(zhì)的極難生物降解的有機(jī)廢水，是目前國(guó)內(nèi)外污水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

某工業(yè)集中區(qū)內(nèi)有2家抗菌素生產(chǎn)企業(yè)，其廢水產(chǎn)生量約占該工業(yè)區(qū)目前工業(yè)廢水量的80%。該工業(yè)區(qū)污水處理廠(chǎng)建設(shè)規(guī)模為4萬(wàn)t/d，分二階段建設(shè)。一階段工程（2萬(wàn)t/d）采用“水解酸化+MSBR（改進(jìn)型序批式活性污泥法）+絮凝沉淀” 工藝處理該混合工業(yè)廢水。多年的運(yùn)行實(shí)踐表明：當(dāng)進(jìn)水滿(mǎn)足進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，該工藝處理效果穩(wěn)定，但處理出水只能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)政府及環(huán)保部門(mén)有關(guān)出水提標(biāo)的要求，該工業(yè)區(qū)污水 處理廠(chǎng)進(jìn)行了一階段提標(biāo)及二階段工程。該工程于2011年1月開(kāi)始施工，2012年9月試運(yùn)行，其采用的工藝為“厭氧水解+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝氣生物濾池”，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。筆者對(duì)以“厭氧水解+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝氣生物濾池”復(fù)合工藝處理該工業(yè)園區(qū)以抗生素類(lèi)制藥為主的混合工業(yè)廢水進(jìn)行了介紹，以期為該類(lèi)廢水的治理提供一條新的技術(shù)路線(xiàn)。

1 流程介紹
 
1.1 工藝簡(jiǎn)介
 
一階段提標(biāo)后及二階段工程的工藝流程見(jiàn)圖 1，系統(tǒng)各主要處理單元有效容積及水力停留時(shí)間見(jiàn)表 1。

 圖 1 一階段提標(biāo)后及二階段工程工藝流程

表 1 系統(tǒng)各主要處理單元有效容積及水力停留時(shí)間

名稱(chēng)	有效容積/m 3	個(gè)數(shù)水	力停留時(shí)間/h
初沉池	2500	2	3.0
水解酸化池	13333	2	16.0
MSBR池	12463	2	14.96
臭氧接觸氧化池	666	1	0.40
絮凝沉淀池	2500	2	2.5
曝氣生物濾池	553	1	0.33

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
 
設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表 2。

表 2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

項(xiàng)目	COD	NH 3 -N	TP	BOD 5	pH
注：除pH外，其余項(xiàng)目單位均為mg/L。
進(jìn)水	≤500	≤60	≤8	300	6~9
出水	≤100	≤15	≤0.5	15	6~9

1.3 原一期工程工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)及存在問(wèn)題
 
1.3.1 原一期工程工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)
 
（1）采用了厭氧水解工藝，停留時(shí)間高達(dá)16 h，有利于將大分子、難降解有機(jī)物降解為小分子、易降解有機(jī)物，有效提高了廢水的可生化性。

（2）采用了MSBR工藝，該工藝占地省、集約化程度高，工藝先進(jìn)、可靠，運(yùn)行管理自動(dòng)化程度高。

（3）在MSBR內(nèi)采用了大流量低揚(yáng)程過(guò)墻式回流泵、浮筒式攪拌器及空氣出水堰等新型設(shè)備，這些設(shè)備先進(jìn)且維修方便，可以在系統(tǒng)不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)。

（4）在MSBR中設(shè)置了回流污泥濃縮池，濃縮后的污泥流入?yún)捬醭�，上清液直接流至缺氧池，這樣避免了濃縮污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧池釋磷的影響，大大強(qiáng)化了系統(tǒng)生物除磷功能。

（5）根據(jù)污水廠(chǎng)灘涂填海造地引起的地基軟弱且細(xì)砂層液化問(wèn)題嚴(yán)重的情況經(jīng)過(guò)多方案研究采用了經(jīng)濟(jì)可靠且施工方便的真空預(yù)壓地基處理技術(shù)，很好地解決了大型水池地基承載力及抗拔力，同時(shí)也解決了淤泥質(zhì)細(xì)砂層的液化問(wèn)題。

1.3.2 原一期工程存在問(wèn)題
 
（1）在MSBR內(nèi)采用了管式橡膠曝氣器等傳統(tǒng)設(shè)備，這些設(shè)備須在系統(tǒng)停產(chǎn)甚至池體放空的情況下才能進(jìn)行檢修和維護(hù)。

（2）由于厭氧水解池、MSBR池的剩余污泥和絮凝沉淀池的污泥含水率較高，均泵送至初沉池前端，經(jīng)初沉池的沉淀作用，通過(guò)刮泥機(jī)得到含水率較低的污泥，以利于后續(xù)壓泥。但這樣導(dǎo)致初沉池水力停留時(shí)間僅1.3 h，停留時(shí)間偏短。

（3）由于該污水廠(chǎng)地處海邊，空氣中鹽分高，對(duì)鑄鋼材質(zhì)的帶式壓泥機(jī)腐蝕非常歷害，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率高。

（4）生化污泥濃度較低，經(jīng)常造成帶式壓泥機(jī)跑泥，壓泥效率較低。

（5）目前處理工藝出水難以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 一階段提標(biāo)及二階段工程新加入的各單元作用原理
 
2.1 臭氧氧化
 
臭氧在水中極不穩(wěn)定，可分解為氧氣，并產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧（·O） 和羥基（·OH） 等物質(zhì)。臭氧分子是選擇性氧化劑，與電子供體基團(tuán)結(jié)合有高反應(yīng)性； 而與電子受體結(jié)合則反應(yīng)性下降。而·OH 與各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物反應(yīng)沒(méi)有選擇性，其反應(yīng)速率主要受擴(kuò)散作用的限制。由于廢水中存在很多·OH的抑制劑，在臭氧濃度低時(shí)，臭氧直接氧化占主導(dǎo)。

臭氧氧化對(duì)污水中的COD、TOC、濁度、總氮、UV254、色度的去除效果均較好。臭氧氧化可提高污水的可生化性，特別是有利于新興污染物的降解，國(guó)內(nèi)外已有諸多將臭氧應(yīng)用于飲用水消毒及污水處理的成功工程案例。

抗生素廢水原本很難生化處理，經(jīng)企業(yè)內(nèi)污水處理站預(yù)處理后，可生化性進(jìn)一步降低，特別是再與其他工業(yè)廢水混合后經(jīng)工業(yè)集中區(qū)污水廠(chǎng)二級(jí)生化處理后的尾水，更是屬于不宜生化的范疇。

該混合工業(yè)廢水經(jīng)二級(jí)生化處理后的尾水經(jīng)臭氧氧化后，大分子、難降解有機(jī)物被降解為小分子、易降解有機(jī)物，有效提高了廢水的可生化性，為曝氣生物濾池的進(jìn)一步生化降解提供了有利條件。

2.2 曝氣生物濾池
 
曝氣生物濾池（BAF）是20世紀(jì)80年代末歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型生物處理工藝，BAF工藝現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于微污染源水處理、廢水處理及中水回用等。

BAF的工作原理由3部分組成：（1）物理攔截；（2）化學(xué)氧化；（3）生物代謝。BAF的優(yōu)點(diǎn)是占地少、運(yùn)行費(fèi)用較低、自動(dòng)化程度高、管理方便、污染物去除效率較高、受外界環(huán)境變化的影響較小、處理效果穩(wěn)定，其對(duì)COD、SS、氨氮和總磷的去除效果顯著，對(duì)有機(jī)物、鐵、錳、濁度等也有不同程度的處理效果〔3〕；其主要缺點(diǎn)是對(duì)進(jìn)水SS 要求較高，一般要求進(jìn)水SS﹤10 NTU。其影響因素主要有填料、濾速與空床停留時(shí)間（EBCT）、進(jìn)水水質(zhì)和溶解氧等。填料是曝氣生物濾池的核心所在，填料應(yīng)具有較好的生物膜附著性能，同時(shí)具有較大的比表面積，孔隙率大，截污能力強(qiáng)。

2.3 疊螺機(jī)及懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄?BR> 
2.3.1 疊螺機(jī)
 
疊螺機(jī)即疊螺式污泥脫水機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，其脫水原理：（1）濃縮。當(dāng)螺旋推動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)在推動(dòng)軸外圍的多重固活疊片相對(duì)移動(dòng)，在重力作用下，水從相對(duì)移動(dòng)的疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)快速濃縮。（2）脫水。經(jīng)過(guò)濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷往前移動(dòng)；沿泥餅出口方向，螺旋軸的螺距逐漸變小，環(huán)與環(huán)之間的間隙也逐漸變小，螺旋腔的體積不斷收縮；在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，在螺旋推動(dòng)軸依次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)下，污泥中的水分受擠壓排出，濾餅含固量不斷升高，最終實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。（3）自清洗。螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)游動(dòng)環(huán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備依靠固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自清洗過(guò)程，從而巧妙地避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的堵塞問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)緊湊，占地空間小，便于維修及更換；（2）不宜堵塞，具有自我清洗的功能，對(duì)含油污泥的脫水效果好；（3）低速運(yùn)轉(zhuǎn)，耗電極低，故障少，噪音振動(dòng)小，操作安全；（4）操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)24 h連續(xù)無(wú)人運(yùn)行，日常維護(hù)時(shí)間短，維護(hù)作業(yè)簡(jiǎn)單；（5）機(jī)體幾乎全部采用不銹鋼材質(zhì)，防腐蝕，經(jīng)久耐用，能有效防止海邊高鹽空氣腐蝕，能夠最大限度延長(zhǎng)使用壽命，更換部件只有螺旋軸和游動(dòng)環(huán)，使用周期長(zhǎng)。

2.3.2 懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄?BR> 
懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄骺捎行У刈饔糜诤醚跎�化池的各個(gè)部位，氧利用率高，能耗低，供氧均勻。懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄髋c其他曝氣技術(shù)的區(qū)別在于：布?xì)夤艿榔�浮于水面，橡膠膜管曝氣單元通過(guò)懸掛軟管與漂浮布?xì)夤芟噙B，在曝氣過(guò)程中橡膠膜管曝氣單元在水下可自由擺動(dòng)，可延長(zhǎng)曝氣在污水中的停留時(shí)間，提高了氧氣利用率，降低了能耗；懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄靼惭b、維修均無(wú)需放水,池內(nèi)無(wú)需任何配置，具有高效低耗、維修方便的顯著特點(diǎn)。

3 結(jié)果分析
 
3.1 運(yùn)行效果
 
該工業(yè)集中區(qū)污水廠(chǎng)采用“厭氧水解+MSBR+ 臭氧氧化+絮凝沉淀+曝氣生物濾池”復(fù)合工藝運(yùn)行半年多以來(lái)，運(yùn)行效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，部分指標(biāo)還達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。該污水廠(chǎng)2012年10月～2013年3月的平均進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表 3。

3.2 各處理單元處理效果統(tǒng)計(jì)分析
 
對(duì)該污水廠(chǎng)2012年10月～2013年3月各處理單元的處理效果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)表 4。

表 3 2012 年10 月~2013 年3 月平均進(jìn)出水水質(zhì)

時(shí)間	COD			NH 3 -N			TP
	進(jìn)水/(mg·L-1)	出水/(mg·L-1)	去除率/%	進(jìn)水/(mg·L-1)	出水/(mg·L-1)	去除率/%	進(jìn)水/(mg·L-1)	出水/(mg·L-1)	去除率/%
2012年10月	458	88	80.8	43.6	12.3	71.8	8.70	0.350	96.0
2012年11月	386	63	83.7	38.3	9.6	74.9	9.31	0.378	95.9
2012年12月	587	92	84.3	55.8	13.1	76.5	6.62	0.404	93.9
2013年1月	489	86	82.4	47.9	10.7	77.7	5.86	0.353	94.0
2013年2月	520	74	85.8	28.9	4.7	83.7	7.67	0.223	97.1
2013年3月	472	83	82.4	32.6	5.6	82.8	7.83	0.278	96.4

表 4 系統(tǒng)各主要處理單元處理效果統(tǒng)計(jì)分析

單元	名稱(chēng)	COD平均去除率/%	NH3-N平均去除率/%	TP平均去除率/%
1	初沉池	29.3	15.6	25.1
2	水解酸化池	38.6	9.8	36.5
3	MSBR池	40.9	55.4	44.6
4	臭氧接觸氧化池	4.1	0.3	1.4
5	絮凝沉淀池	16.7	6.7	79.6
6	曝氣生物濾池	18.5	28.4	18.9

從表 4可知，初沉池、水解酸化池、MSBR池和曝氣生物濾池對(duì)該混合工業(yè)廢水的COD、NH3-N、TP 的去除效果顯著，但臭氧氧化對(duì)該二級(jí)生化出水的COD、NH3-N、TP 的去除效果不顯著，這說(shuō)明該工業(yè)集中區(qū)污水廠(chǎng)混合工業(yè)廢水二級(jí)生化出水中的某些有機(jī)物抗臭氧氧化能力較強(qiáng)，很難被徹底礦化。R. Javier等〔14〕 的研究也證明了這一點(diǎn)。雖然臭氧對(duì)該二級(jí)生化出水COD、NH3-N、TP的 去除效果不是很顯著，但是經(jīng)臭氧氧化后，大分子、難降解有機(jī)物被降解為小分子、易降解有機(jī)物，提高了廢水的可生化性，對(duì)后續(xù)的曝氣生物濾池的生物降解是有利的。顯然，該復(fù)合工藝中臭氧氧化效率雖然不高，但是有效地提高了廢水的可生化性，促進(jìn)了后面的曝氣生物濾池的進(jìn)一步生物降解。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3.3 運(yùn)行成本分析
 
從建設(shè)成本、設(shè)備折舊、藥劑、人員工資、電耗等進(jìn)行綜合分析，采用該工藝處理混合工業(yè)廢水使出水水質(zhì)從《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的綜合成本為1.65元/t，對(duì)比江浙一帶類(lèi)似污水處理成本為2.3元/t左右，相對(duì)較合理。

4 結(jié)論
 
采用“厭氧水解+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝氣生物濾池”復(fù)合工藝處理以抗生素類(lèi)制藥生產(chǎn)廢水為主的混合工業(yè)廢水是可行的，當(dāng)進(jìn)水COD、 NH3-N、TP平均分別為485、41.2、7.66 mg/L時(shí)，出水COD、 NH3-N、TP平均分別為81、9.3、0.331 mg/L，COD、NH3-N、TP平均去除率分別為83.2%、77.9%、95.6%，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連續(xù)高效，運(yùn)行成本較低，處理效果好，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，該復(fù)合工藝的成功應(yīng)用為極難生物降解的混合工業(yè)廢水的處理提供了新途徑。