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我国是抗生素生产大国，抗生素废水产生量大，属于高浓度难处理工业废水，据统计2009年抗生素废水量已超过3亿吨。常规的抗生素废水处理工艺以生物法为主，辅以物化法，但存在工艺流程长、达标排放率低、且无废水的回收利用。针对抗生素废水处理的现状及其存在的问题，本研究以抗生素废水兼氧段出水为对象，研发适于抗生素废水处理与再生利用的MBR-NF组合工艺，以期为抗生素废水处理与再生利用提供一条新途径。
首先筛选确定了适于螺旋霉素废水处理的浸没式MBR平板膜组件。通过PVDF膜(孔径0.1μm)和CPE膜(孔径0.4μm)的比较试验，结果表明：虽然这两种膜的有机物去除效果无显著差异(p=0.05)，例如，PVDF膜对COD、蛋白质和多糖的平均截留率分别为30.50％、14.03%和39.51%，而CPE膜的平均截留率分别为29.81%、11.12%和37.36%，并且这两种平板膜出水中的有机物表观分子质量分布及浊度亦无显著区别，但PVDF膜的抗污染性能优于CPE膜因此，本研究确定PVDF平板膜作为螺旋霉素废水处理的膜组件。
基于上述研究，优化确定了板式MBR处理螺旋霉素废水的HRT。通过试验，考察了不同HRT(72h、60h、48h、36h和24h)对MBR污染物去除效果及膜污染的影响。当HRT=36h，污泥负荷为0.18～0.25 KgCOD·KgMLVSS-1·d-1时，MBR的COD去除率(69.51%)最高，出水COD浓度(280mg·L-1)远低于接管标准，且没有发生显著的膜污染。
研发了基于浓水回流的MBR-NF组合工艺，优化确定了浓水回流比。将NF浓水回流至MBR，考察了不同回流比对MBR-NF组合工艺废水处理效果的影响。结果表明：与回流比为0%、40%、80%和90%相比，回流比为60%时MBR的COD去除率(71.52%)最高，出水COD浓度最低(277.5 mg·L-1)，且膜污染速率较低。适当的浓水回流对活性污泥的活性、过滤性及bSMP无显著影响，但可降低比bEPS；不同回流比对NF的污染物去除效果无显著影响。与常规抗生素废水处理工艺(缺氧-好氧)相比，MBR-NF组合工艺不仅有机物和二/三价离子的去除效果优异，而且可显著缩短好氧段的HRT，实现废水回收利用，例如，NF出水可作为螺旋霉素发酵用水使用。