CN102616988B - 一种用于hiv防治药剂生产的废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统。本废水处理系统包括如下组成部分：彼此并联的高浓度废水预处理段和低浓度废水预处理段，高、低浓度废水预处理段处理后的废水混合后自流至混凝沉淀处理段进行混凝沉淀处理，处理后的废水进入两相法厌氧反应处理段进行厌氧处理，然后再进入吹脱池进行氨氮和挥发性气体的吹脱处理，吹脱处理后的废水进入DAT_A-DAT_O-IATn处理段进行生化处理，经过生化处理后的水即可达标排放，污泥则排入污泥浓缩池进行脱水处理。本发明采用预处理+生化处理的原则布置流程，物料提升次数少且多为自流方式，操作和检修方便，加药量少，系统运行稳定，不会产生二次污染。

Description

一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统。

背景技术

当今世界艾滋病(HIV)发病率及传播速度正在极大地威胁着人类的生存与经济社会的发展。防治艾滋病已成为医学界的全球性难题。随着科学技术进步与发展，艾滋病防治的新型药剂不断出现，有效地扼制了艾滋病疫情的漫延，给人类的健康带来了福音。

但是艾滋病(HIV)防治新型药剂的生产过程所产生的废水往往是高浓度、有毒性、难降解、含有多种成分污染物的有机废水，处理起来非常困难，甚至无法处理，这不但给环境工程界带来新的挑战，也严重制约了艾滋病防治新型药剂的开发和生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，本废水处理系统对艾滋病防治药剂：拉米夫定、各多夫定、利托那韦、洛比那韦、思替兴韦、替诺福韦、奈平那韦等产品和原料生产过程产生的废水具有较好的处理效果，同时还具有耐冲击性强、稳定达标排放等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于包括如下组成部分：

高浓度废水预处理段，本预处理段入口处的废水的COD_cr＞1.0×10⁴mg/L，经过本预处理段的废水的BOD₅与COD_cr的比值也即B/C＞0.3；

低浓度废水预处理段，本预处理段入口处的废水的COD_cr≤1.0×10⁴mg/L，经过本预处理段的B/C＞0.3；所述低浓度废水预处理段与高浓度废水预处理段彼此并联；

混凝沉淀处理段，用于承接自高浓度废水预处理段和低浓度废水预处理段而来的混合废水，并对混合废水进行混凝沉淀处理，处理后的废水进入两相法厌氧反应处理段；

两相法厌氧反应处理段，用于对来自混凝沉淀处理段的废水进行水解酸化和厌氧处理，经过厌氧处理后的废水的B/C＞0.45，厌氧处理后的废水进入吹脱池；

吹脱池，用于对进入其中的废水进行氨氮和挥发性气体的吹脱处理，吹脱处理后的废水进入DAT_A-DAT_O-IATn处理段；

DAT_A-DAT_O-IATn处理段，用于对进入其中的废水进行生化处理，经过本处理段处理后的水即可达标排放，污泥则排入污泥浓缩池进行脱水处理。

本发明还可以通过以下方式得以进一步实现：

优选的，所述高浓度废水预处理段的出水与低浓度废水预处理段的出水的流量比例为1∶4。

优选的，所述高浓度废水预处理段包括依次串联的第一调节池、第一pH调整池、电解槽、第二pH调整池和芬顿氧化反应器，芬顿氧化反应器出口处的废水排入混凝沉淀处理段；

第一调节池，用于调节水量，且第一调节池中设有空气预曝气处理装置以对进入第一调节池中的废水进行预曝气处理；

第一pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至4.5，以便于后续的电解处理；

电解槽，采用低压脉冲直流电对进入其中的废水进行电解氧化，以初步去除COD和提高废水的可生化性；

第二pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至5.0，以便于后续的芬顿氧化处理；

芬顿氧化反应器，用于对进入其中的废水进行芬顿氧化处理，以进一步去除COD和提高废水的可生化性。

其中，所述第一pH调整池和第二pH调整池均加入硫酸以调节各自其中的废水的pH值；所述电解槽中的脉冲直流电的电压为30V，平均电流为50A，其中脉冲宽度为3.5×10^-4s，断电时间为3.5～6.0×10^-4s，峰值电流为100～135A；所述芬顿氧化反应器的出口处的废水的B/C＞0.3。

优选的，所述低浓度废水预处理段包括依次串联的第二调节池、第三pH调整池、微电解槽、第一沉淀池和光催化反应器，光催化反应器出口处的废水排入混凝沉淀处理段；

第二调节池，用于调节水量，且第二调节池中设有空气预曝气处理装置以对进入第二调节池中的废水进行预曝气处理；

第三pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至4.5，以便于后续的电解处理；

微电解槽，用于对进入其中的废水进行微电解反应，以初步去除COD和提高废水的可生化性；

第一沉淀池，用于去除低浓度废水中的大部分悬浮物和胶体污染物；

光催化反应器，用于对进入其中的废水进行紫外光催化氧化处理，以进一步去除COD和提高废水的可生化性。

其中，所述第三pH调整池加入硫酸以调节其中废水的pH值。

优选的，所述混凝沉淀处理段包括依次串联的混凝反应池和第二沉淀池，第二沉淀池出口处的废水排入两相法厌氧反应处理段；

混凝反应池，用于对进入其中废水进行混凝处理；

第二沉淀池，用于对进入其中的废水的混凝颗粒进行沉淀处理。

优选的，所述两相法厌氧反应处理段包括依次串联的水解酸化反应器和UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器出口处的废水排入吹脱池；

水解酸化反应器，用于使进入其中的废水进行水解酸化反应，以方便后续处理；

UASB厌氧反应器，用于使进入其中的废水进行甲烷生成反应，以去除COD和提高废水的可生化性，且UASB厌氧反应器设有通向水解酸化反应器的自回流管道。

优选的，所述DAT_A-DAT_O-IATn处理段包括依次串联的DAT_A池、DAT_O池和IAT池，经过IAT池处理后的水的上清液作为达标水排放；

DAT_A池，用于根据废水水质的具体情况，采取曝气或缺氧措施，以实现反硝化和提高废水的可生化性，DAT_A池的出水端与DAT_O池的进水端相连；

DAT_O池，用于对废水进行连续曝气，以去除大部分污染物，DAT_O池的出水端与IAT池的进水端相连；

IAT池，至少设置为两个池子，且各个IAT池之间彼此并联，用于按照一定的时序，对废水依次完成曝气、沉淀、排水以及闲置四个阶段的处理；IAT池一方面通过回流管道将部分污泥回流至DAT_A池和DAT_O池内，另一方面则通过污泥浓缩池对多余污泥进行排放和后续处理。

作为本发明的进一步的优选方案，所述DAT_A池、DAT_O池以及IAT池彼此相邻贴靠在一起，且所述DAT_A池、DAT_O池以及IAT池均采用射流曝气法提供溶解氧，溶氧效果好，不堵塞，无噪声，设备故障率低。

本发明具有以下有益效果：

1)、艾滋病(HIV)防治新型药剂的生产过程所产生的废水分为高浓度废水和低浓度废水，其中高浓度废水COD_cr高达1.0～4.0×10⁴mg/L，低浓度废水COD_cr≤1.0×10⁴mg/L，水质成分复杂且有毒性，可生化性极差，一般的物化处理很难提高其可生化性。本发明采用电解和芬顿氧化反应组合工艺处理高浓度废水，并采用微电解及光催化氧化组合工艺处理低浓度废水，再将处理后的高浓度废水和低浓度废水混合并进行混凝沉淀处理，从而显著提高了艾滋病(HIV)防治新型药剂的废水的可生化性，为后续生化处理提供了坚实的基础。

2)、本发明针对不同质的废水采用不同的预处理方法。由于废水来自药剂及其原料生产中的不同环节，因此高浓度废水和低浓度废水中的污染物含有不同成分和特性，本发明针对不同浓度的污染物采用不同处理措施的处理方式，有利于提高污染物的去除效果，并达到节约能耗和药剂的目的。

3)、在生化处理阶段，本废水处理系统将两相法厌氧反应工艺、吹脱工艺和DAT_A-DAT_O-IATn处理工艺有效地组合起来，从而获得了较好的处理效果。

4)、本发明采用预处理+生化处理的原则布置流程，物料提升次数少且多为自流方式，操作和检修方便，加药量少，系统运行稳定，不会产生二次污染。

5)、本发明设备结构简单，安装方便，一体化程度高。根据装置规模大小和需要，设备制作可根据需要采用金属、非金属或钢混材料。因此占地面积小，工程造价和运行费用低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中实施例的结构示意图。

图中标记的含义如下：

10-第一调节池  11-第一pH调整池  12-电解槽

13-第二pH调整池  14-芬顿氧化反应器  20-第二调节池

21-第三pH调整池  22-微电解槽  23-第一沉淀池

24-光催化反应器  30-混凝反应器  31-第二沉淀池

40-水解酸化反应器  41-高效厌氧反应器  50-吹脱池

60-DAT_A池  61-DAT_O池  62-IAT池  70-清水池

80-污泥浓缩池  90-压滤机

具体实施方式

如图1、2所示，高浓度废水(COD_cr＝4.0×10⁴mg/L)的流量为4m³/h，高浓度废水首先持续进入第一调节池10，在第一调节池10中采用空气预曝气进行均质并防止沉淀，然后用泵打入第一pH调整池11，第一pH调整池11加入一定量硫酸调整废水pH值为4.5，然后废水自流进入电解槽12；电解槽12采用脉冲直流电对进入其中的废水进行电解氧化，其中脉冲直流电的电压为30V，平均电流为50A，脉冲宽度为3.5×10^-4s，断电时间为3.5～6.0×10^-4s，峰值电流为100～135A，在电解槽中，高浓度废水中的难降解污染物被初步去除和降解，其中COD_cr去除率达到40％左右，B/C值提高到0.25；然后废水进入第二pH调整池13，并经第二pH调整池13将废水pH值维持在5.0左右，调整pH值后的废水随即进入芬顿氧化反应器14，在芬顿氧化反应器14内加入芬顿试剂，使废水中的污染物进一步被氧化降解或去除，其中COD_cr去除率达70％，B/C值达0.32。

低浓度废水(COD_cr＝1.0×10⁴mg/L)的流量为16m³/h，低浓度废水首先持续进入第二调节池20，在第二调节池20中采用空气预曝气进行均质并防止沉淀，然后用泵打入第三pH调整池21，第三pH调整池21加入一定量硫酸调整废水pH值为4.5，随后废水从底部进入微电解槽22；在微电解槽22中废水自下而上均匀地穿过微电解填料层，微电解填料是铁屑和活性炭按一定比例配制的颗粒，微电解填料吸附污染物并发生微电解反应，通过微电解反应去除大部分污染物并提高废水的可生化性，经过此阶段处理后，COD的去除率为70％，B/C值达0.3；经过微电解处理后的废水然后进入第一沉淀池23中以去除大部分悬浮物，再进入光催化反应器24；所述光催化反应器24内设有紫外线发光器，经紫外线杀菌和降解处理，COD去除率约为65％，B/C值达0.32。

高、低浓度的两股废水经预处理后混合在一起，其中高浓度废水和低浓度废水的流量比为1∶4，然后一并进入混凝反应器30，在混凝反应器中分别加入NaOH和PAM，使混凝反应器30中的废水的pH值为7.0，此时废水开始絮凝，一部分胶体物质和固体小颗粒形成较大的颗粒，含有较大颗粒的废水进入第二沉淀池31，经过第二沉淀池31沉淀处理后，泥水得到较彻底地分离，为下一步进入生化处理阶段创造了扎实的条件。

经过第二沉淀池31流出的废水自流进入水解酸化反应器40，当冬季水温较低时，需要采用加热器以使得进入水解酸化反应器40的水温保持在30～35℃；在水解酸化反应器40中，废水中的污染物在水解酸化菌的分解作用下，大部分转化为结构简单的有机物和无机物，其去除率和可生化性也大幅度提高；废水随后再经泵加压打入高效厌氧反应器41也即UASB厌氧反应器。水解酸化反应器30和UASB厌氧反应器是采用两相法原理，将整个厌氧反应过程中的水解酸化反应和甲烷成气反应分别设在两个反应器里进行。UASB厌氧反应器设有通向水解酸化反应器30的回流装置，从而使反应过程中的两类微生物都能在各自的最佳条件下进行繁殖，以达到反复去除污染物以提高去除效果的目的；废水经两相厌氧反应后，COD去除率达60％，B/C值达0.45，然后废水自流进入吹脱池50；所述吹脱池50中设有压缩空气曝气装置，经空气吹脱去除大量氨氮及挥发性气体，其中NH3-N去除47％左右，为下一步生化反应创造了良好的条件。

废水出吹脱池50流出后，按先后顺序分别依次自流进入DAT_A池60、DAT_O池61和IAT各池；所述DAT_A池60、DAT_O池61和IAT池62是串联的组合池子，均设有搅拌装置和高效射流曝气充氧装置，以根据工艺条件的需要，控制各个池子废水的溶氧程度，实现不同的反应条件，从而达到去除污染物的最佳效果，经过本阶段处理后的水进入清水池70内，清水池70内的上清液即达到排放要求。

各主要单元的污染物去除效果如图2所示，以低浓度废水的微电解槽为例，微电解槽进水的COD_cr＝1.0×10⁴mg/L，BOD₅＝1.0×10³mg/L，NH₃-N＝20mg/L，SS＝200mg/L，经过处理以后，微电解槽出水COD_cr＝3.0×10³mg/L，BOD₅＝900mg/L，NH₃-N＝20mg/L，SS＝200mg/L，也即在微电解槽中，COD_cr的去除率为70％，微电解槽处理后的B/C值达0.3。

图2中的COD也即COD_cr，BOD也即BOD₅。

所述IAT池62内的污泥经过回流管道分别流入DAT_A池60和DAT_O池61；IAT池62内的多余污泥则排入污泥浓缩池80，经浓缩处理后，污泥再经压滤机90处理，其中污泥浓缩池80中的上清液和压滤机90中的滤液回流至第二调节池20中进行再处理，而压滤得到的泥饼则外运处置。

Claims (10)

1.一种用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于包括如下组成部分：

高浓度废水预处理段，本预处理段入口处的废水的COD_cr＞1.0×10⁴mg/L，经过本预处理段的废水的BOD₅与COD_cr的比值也即B/C＞0.3；

低浓度废水预处理段，本预处理段入口处的废水的COD_cr≤1.0×10⁴mg/L，经过本预处理段的B/C＞0.3；所述低浓度废水预处理段与高浓度废水预处理段彼此并联；

混凝沉淀处理段，用于承接自高浓度废水预处理段和低浓度废水预处理段而来的混合废水，并对混合废水进行混凝沉淀处理，处理后的废水进入两相法厌氧反应处理段；

两相法厌氧反应处理段，用于对来自混凝沉淀处理段的废水进行水解酸化和厌氧处理，经过厌氧处理后的废水的B/C＞0.45，厌氧处理后的废水进入吹脱池；

吹脱池，用于对进入其中的废水进行氨氮和挥发性气体的吹脱处理，吹脱处理后的废水进入DAT_A-DAT_O-IATn处理段；

DAT_A-DAT_O-IATn处理段，用于对进入其中的废水进行生化处理，经过本处理段处理后的水即可达标排放，污泥则排入污泥浓缩池进行脱水处理。

2.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述高浓度废水预处理段包括依次串联的第一调节池、第一pH调整池、电解槽、第二pH调整池和芬顿氧化反应器，芬顿氧化反应器出口处的废水排入混凝沉淀处理段；

第一调节池，用于调节水量，且第一调节池中设有空气预曝气处理装置以对进入第一调节池中的废水进行预曝气处理；

第一pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至4.5，以便于后续的电解处理；

电解槽，采用低压脉冲直流电对进入其中的废水进行电解氧化，以初步去除COD和提高废水的可生化性；

第二pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至5.0，以便于后续的芬顿氧化处理；

芬顿氧化反应器，用于对进入其中的废水进行芬顿氧化处理，以进一步去除COD和提高废水的可生化性。

3.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述低浓度废水预处理段包括依次串联的第二调节池、第三pH调整池、微电解槽、第一沉淀池和光催化反应器，光催化反应器出口处的废水排入混凝沉淀处理段；

第二调节池，用于调节水量，且第二调节池中设有空气预曝气处理装置以对进入第二调节池中的废水进行预曝气处理；

第三pH调整池，用于将进入其中的废水的pH值调节至4.5，以便于后续的电解处理；

微电解槽，用于对进入其中的废水进行微电解反应，以初步去除COD和提高废水的可生化性；

第一沉淀池，用于去除低浓度废水中的大部分悬浮物和胶体污染物；

光催化反应器，用于对进入其中的废水进行紫外光催化氧化处理，以进一步去除COD和提高废水的可生化性。

4.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述混凝沉淀处理段包括依次串联的混凝反应池和第二沉淀池，第二沉淀池出口处的废水排入两相法厌氧反应处理段；

混凝反应池，用于对进入其中废水进行混凝处理；

第二沉淀池，用于对进入其中的废水的混凝颗粒进行沉淀处理。

5.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述两相法厌氧反应处理段包括依次串联的水解酸化反应器和UASB厌氧反应器，UASB厌氧反应器出口处的废水排入吹脱池；

水解酸化反应器，用于使进入其中的废水进行水解酸化反应，以方便后续处理；

UASB厌氧反应器，用于使进入其中的废水进行甲烷生成反应，以去除COD和提高废水的可生化性，且UASB厌氧反应器设有通向水解酸化反应器的自回流管道。

6.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述DAT_A-DAT_O-IATn处理段包括依次串联的DAT_A池、DAT_O池和IAT池，经过IAT池处理后的水的上清液作为达标水排放；

DAT_A池，用于根据废水水质的具体情况，采取曝气或缺氧措施，以实现反硝化和提高废水的可生化性，DAT_A池的出水端与DAT_O池的进水端相连；

DAT_O池，用于对废水进行连续曝气，以去除大部分污染物，DAT_O池的出水端与IAT池的进水端相连；

IAT池，至少设置为两个池子，且各个IAT池之间彼此并联，用于按照一定的时序，对废水依次完成曝气、沉淀、排水以及闲置四个阶段的处理；IAT池一方面通过回流管道将部分污泥回流至DAT_A池和DAT_O池内，另一方面则通过污泥浓缩池对多余污泥进行排放和后续处理。

7.根据权利要求1所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述高浓度废水预处理段的出水与低浓度废水预处理段的出水的流量比例为1:4。

8.根据权利要求2所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述第一pH调整池和第二pH调整池均加入硫酸以调节各自其中的废水的pH值；所述电解槽中的脉冲直流电的电压为30V，平均电流为50A，其中脉冲宽度为3.5×10^-4s，断电时间为3.5～6.0×10^-4s，峰值电流为100～135A；所述芬顿氧化反应器的出口处的废水的B/C＞0.3。

9.根据权利要求3所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述第三pH调整池加入硫酸以调节其中废水的pH值。

10.根据权利要求6或7所述的用于HIV防治药剂生产的废水处理系统，其特征在于：所述DAT_A池、DAT_O池以及IAT池彼此相邻贴靠在一起，且所述DAT_A池、DAT_O池以及IAT池均采用射流曝气法提供溶解氧。

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