CN102745860B

CN102745860B - 一种用于制药废水深度处理的组合型装置

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Publication number: CN102745860B
Application number: CN2012101998660A
Authority: CN
Inventors: 张松贺; 王超; 王沛芳; 姜圣韬; 顾桔; 郭川; 惠玉鑫
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2032-06-18
Also published as: CN102745860A

Abstract

本发明涉及一种组合型深度处理制药废水的装置；由混凝—过滤预处理装置、卧式多级光催化反应器、厌氧反应器、储水池、反冲洗管线系统等构成；其中混凝—过滤预处理装置通过隔板分隔成混凝缓冲池和碳过滤室两部分，混凝缓冲池侧壁及底部均匀设有曝气头，底部设有排渣口；光催化反应器采用卧式结构，上流式串联多级处理废水；该装置使用混凝—吸附过滤—光催化—厌氧氧化的工艺流程，采用了物理处理技术联合光催化化学氧化技术预处理废水，在厌氧处理前通过预处理去除废水中对活性污泥微生物有毒有害的有机物，在很好地保护了厌氧微生物的同时，增强了厌氧反应的去除效果；该装置对成份复杂的制药废水有良好的去除能力，具有良好的应用前景。

Description

一种用于制药废水深度处理的组合型装置

技术领域

本发明涉及一种制药废水的处理装置，特别涉及了一种用于制药废水深度处理的卧式多级光催化和厌氧生物反应器组合型装置。

背景技术

随着我国医药工业的不断发展，制药废水已逐渐成为水环境的重大污染源之一。制药废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程中洗涤废水和冲洗废水。其废水的特点是浓度高、成份复杂、有机物含量高、毒性大、色度深，特别是生化性很差；经测，制药废水的CODcr一般在1—100000之间波动，有的甚至高达几十万，其B/C比很低，实测值几乎为0，属于难处理的工业废水。

厌氧生物处理作为目前处理高浓度有机废水的主要手段，利用厌氧微生物及活性污泥的共同作用，在无分子氧的环境下，将废水中的各种有机物转化成甲烷，二氧化碳等气体。其具有能耗少、污泥产量少、处理效率高等优点。但鉴于制药废水的水质特点，如若单独使用厌氧生物氧化法处理制药废水，出水水质不仅无法达标，且制药废水中的有毒物质会破坏厌氧微生物，使活性污泥发生自溶现象，导致处理失败，造成不必要的损失。故在生化处理前，必须添加预处理装置，将废水中对活性污泥微生物有毒有害的有机物去除。目前常规的预处理通常采用化学处理法，投加化学药剂，使之与废水中的有毒物质产生氧化还原反应，生成沉淀得以去除。其缺点在于化学药剂的使用会导致水质的二次污染，对后续的处理产生不确定因素。

光催化氧化技术作为一种新型的水处理技术，主要利用紫外灯源照射光催化剂产生的活性氧分解大部分有机物并去除部分无机物，不产生二次污染，且分解彻底，正受到越来越多人的关注。而如何有效的利用光催化装置的空间结构、增强其处理效率，合理的利用于制药废水的预处理是需要重点考虑的技术问题。发明内容

本发明的目的是提供一种能处理制药废水的装置，其处理效果良好，能够保证高质量的出水。

本发明的另一目的是提供一种利用混凝—碳过滤工艺联合光催化氧化技术预处理制药废水的装置。

本发明的目的是通过以下技术实现的：

该装置主要由混凝—过滤预处理装置、卧式多级光催化反应器、厌氧反应器、储水池、反冲洗管线等组成；其特征在于，制药污水从混凝—过滤预处理装置左侧上部通过废水进水管进入装置底部；卧式多级光催化反应器通过管线与混凝—过滤预处理装置相连；卧式多级光催化反应器的出水从反应器右侧上部通向厌氧反应器左侧底部；储水池与厌氧反应器顶部相连；储水池的一部分处理水排出，用于制药厂的回用，另一部分通过反冲洗管线系统通向混凝—过滤预处理装置的碳过滤室，供反冲洗用。

所述的混凝—过滤预处理装置外壳由混凝土材料制成，装置上部呈圆柱形，底部呈倒轮台型；底部倒轮台型侧边与水平面的夹角为20°～45°，优选为35°；内部由一块竖向混凝土隔板将装置分为两部分，左半部分为混凝缓冲池，右半部分为碳过滤室，混凝缓冲池与碳过滤室的体积比为4～6:1，优选为5:1；所述的废水进水管位于混凝缓冲池中，从混凝缓冲池的左侧上部进水，通过管道排入混凝缓冲池的底部，进水管头部呈喇叭形；所述的混凝缓冲池上侧面及下侧面装有若干曝气头，能充分给废水曝气充氧，提高废水的含氧量，为后续的光催化处理提供良好的反应条件；所述的混凝缓冲池底部有一个排渣口，能及时排出混凝过程中沉淀出的大颗粒悬浮物质；所述的碳过滤室中部有一层活性碳吸附层，采用大口径的活性碳，其孔径﹥20000nm，孔隙容积0.2～0.5mL/g，优选为0.3mL/g，能够去除制药废水的色度和味道，并进一步截留废水中的杂质；

所述的卧式多级光催化反应器呈卧式结构，反应器通过挡板由上至下分成若干格，优选为5格串联，便于废水的多级串联处理；所述的隔板由混凝土材料制成，其与光催化反应器的长度比为1:8～10，优选为1:9；每一格由一组光催化反应器串联组成，每一组光催化反应器由若干个独立且相同的光催化反应器组成，优选为4个；所述的光催化反应器由紫外灯管支座、紫外灯管、石英套管组成；紫外灯采用200～280nm的紫外光线，优选为254nm；为保护紫外灯，其外包有石英套管，石英套管上镀有网状结构，其上烧结有光催化剂；所述的光催化剂采用纯二氧化钛作为催化材料；所述的紫外灯管底座及卧式多级光催化反应外壳均由混凝土材料制成；

所述的厌氧反应器由布水器、导流板、三相分离器、溢流出水装置等构成，由于属于公开技术，此处不详述。

所述的储水池连在厌氧反应器后，用于暂时储水出水；其内的处理水一部分通过反冲洗管线系统流回碳过滤室，供反冲洗用；另一部分中水回用，供制药厂循环使用。

所述的反冲洗管线系统一端连在碳过滤室底部，一端连在储水池右端；通过反冲洗水泵从储水池抽水，经过闸阀，输往碳过滤室底部；反冲洗水出水口位于碳过滤室右侧上部，其出水口的水平位置低于隔板顶部的溢流堰。

本发明主要结合物理处理技术、化学氧化技术以及生化厌氧氧化技术，对成分复杂的制药废水进行彻底的深度处理，以满足工业企业的中水回用水质的要求。本发明采用混凝—吸附过滤—光催化—厌氧氧化的工艺流程，其中以混凝—碳过滤工艺联合光催化氧化技术作为预处理，将制药废水中对活性污泥微生物有害的有机物去除，并同时去除制药废水中的大颗粒悬浮物质、色度及味道，然后以厌氧氧化技术对初步处理的废水进行进一步的深度处理。本发明的主要优点如下所述：

1.采用混凝—碳过滤工艺初步预处理制药废水，去除制药废水中的大颗粒悬浮物质、色度及味道，然后再以光催化氧化技术进一步预处理废水，去除废水中大部分对厌氧处理技术中的活性污泥微生物有毒有害的有机物，最后通过厌氧氧化技术深度处理废水，能够更有效、更稳定的去除组分复杂的制药废水，而且可以保护厌氧处理工艺，减轻其负担同时提高其去除效率。

2.采用卧式的光催化反应器结构，能有效的降低构筑物的高度，较大的降低工程的基建费用；反应器采用上流式串联多级去除结构，充分利用了反应器的空间结构，并增加了废水在光催化器中的水力停留时间，提高了光催化反应器的去除效率。

3．制药废水通过进水管从上至下的进水，并在混凝缓冲池的侧壁均匀的布有若干曝气头，在保持进水的稳定性的同时，能有效的增加水中的溶解氧量，为后续的光催化装置提供良好的好氧环境。

附图说明

图1是深度处理制药废水装置的结构示意图

图2是卧式多级光催化反应器结构详图（正视）

图3是紫外灯管的排列侧视图

图中：1.制药废水；2.混凝—过滤预处理装置；3.废水进水管；4.曝气头；5.混凝缓冲池；5a.隔板；6.碳过滤室；7.活性碳吸附层；8.排渣口；9.反冲洗进水管；10.闸阀；11.卧式多级光催化反应器；12.档板；13.紫外灯管支座；14.石英套管；15.紫外灯管；16.光催化反应器出水口；17.闸阀；18.厌氧反应器；19.闸阀；20.储水池；21.出水；22.反冲洗管线；23.反冲洗泵；24.反冲洗闸阀；25.反冲洗水出水口

具体实施方式

本发明的结构如图1所示,由混凝—过滤预处理装置、卧式多级光催化反应器、厌氧反应器、储水池、反冲洗管线系统组成；混凝—过滤预处理装置（2）、卧式多级光催化反应器（11）、厌氧反应器（18）和储水池（20）通过管线依次连接，储水池（20）通过反冲洗管线连接混凝—过滤预处理装置（2）。其中混凝—过滤预处理装置（2）通过隔板（5a）隔成两个单独的反应室，混凝缓冲池（5）和碳过滤室（6）；混凝缓冲池（5）内壁均匀布有若干曝气头（4），底部设有排渣口（8），废水进水管（3）从混凝缓冲池（5）顶部贯穿至其底部；碳过滤室（6）内设有活性碳吸附层（7），其底部设有反冲洗进水管（9），顶部设有反冲洗水出水口（25）。所述的厌氧反应器（18）及储水池（20）属公开技术，此处不详述；所述的反冲洗管线系统一端连在碳过滤室（6）底部，一端连在储水池（20）右端；通过反冲洗水泵（23）从储水池（20）抽水，经过闸阀（24），输往碳过滤室（6）底部；反冲洗水出水口（25）位于碳过滤室（6）右侧上部，其出水口的水平位置低于隔板顶端。

本发明所述的卧式多级光催化反应器及其紫外灯管结构如图2和3所示，卧式多级光催化反应器（11）通过挡板（12）由上至下分成五格，每一格由一组光催化反应器串联组成，每一组光催化反应器由四组独立且相同的光催化反应器组成；光催化反应器由紫外灯管支座（13）、紫外灯管（15）、石英套管（14）组成；紫外灯管（15）外套有石英套管（14），每一组光催化反应器均由紫外灯管支座支撑（13）。

本发明的具体操作流程如下：制药废水（1）通过废水进水管（2）从上部进入混凝缓冲池5底部，混凝缓冲池（5）侧壁及底部的曝气头（4）均匀且持续的向废水中曝气充氧，在池内混凝剂的混凝沉淀作用下，大颗粒的悬浮物被去除，经初步处理的废水，在池内沉淀缓冲后，从隔板（5a）的顶部溢流，进入碳过滤室（6），在活性碳吸附层（7）的过滤吸附作用下，废水的色度及味道得到去除，并进一步截留废水中的悬浮物质，经处理后的出水从碳过滤室（6）右侧下部排出，进入卧式多级光催化反应器（11）左侧下底部，废水从左向右流经套有石英套管（14）的紫外灯管（15），到达反应器最右侧后，上流至第二级反应器，并从右向左流动，到达反应器最左侧后，上流至第三级反应器，不断地以左—右—上—右—左的方式循环流动，到达最后一级反应器最右端后，从反应器右侧上部流出，在卧式多级光催化反应器（11）中，废水中大部分对活性污泥微生物有毒有害的有机物得到有效的去除，出水通过闸阀（17），流向厌氧反应器（18），在厌氧反应器（18）中，废水中的有机物得到了进一步的深度处理，高效且稳定的处理了成份复杂的制药废水。

经上述混凝—吸附过滤—光催化—厌氧氧化工艺处理后的中水，储存在储水池（20）中，一部分处理水通过反冲洗管线（22）流回碳过滤室（6），供反冲洗用，另一部分出水（21）供制药厂中水回用。

混凝—过滤预处理装置（2）的底部设有排渣口（8），以供排出经混凝沉淀后的固体废渣之用。

Claims

1. 一种用于制药废水深度处理的组合型装置，包括混凝—过滤预处理装置（2）、卧式多级光催化反应器（11）、厌氧反应器（18）、储水池（20）、反冲洗管线（22），其特征在于：混凝—过滤预处理装置（2）与卧式多级光催化反应器（11）底部相连；卧式多级光催化反应器（11）与厌氧反应器（18）相连；厌氧反应器（18）和储水池（20）相连；反冲洗管线（22）连接混凝—过滤预处理装置（2）及储水池（20）；

所述的混凝—过滤预处理装置（2）通过隔板（5a）隔成两个单独的反应室，混凝缓冲池（5）和碳过滤室（6）；混凝缓冲池（5）内壁均匀布有若干曝气头（4），底部设有排渣口（8），废水进水管（3）从混凝缓冲池（5）顶部贯穿至其底部；碳过滤室（6）内设有活性碳吸附层（7），其底部设有反冲洗进水管（9），顶部设有反冲洗水出水口（25）；

所述的卧式多级光催化反应器（11）通过挡板（12）由上至下分成若干格，每一格由一组光催化反应器串联组成，每一组光催化反应器由四组独立且相同的光催化反应器组成；光催化反应器由紫外灯管支座（13）、紫外灯管（15）、石英套管（14）组成；紫外灯管（15）外套有石英套管（14），每一组光催化反应器均由紫外灯管支座（13）支撑。

2. 根据权利要求1所述的用于制药废水深度处理的组合型装置，其特征在于：所述的混凝—过滤预处理装置（2）上部呈圆柱形，底部呈倒轮台型；底部倒轮台型侧边与水平面的夹角为35°。

3.根据权利要求1所述的用于制药废水深度处理的组合型装置，其特征在于：所述的混凝缓冲池（5）和碳过滤室（6），其体积比为5:1。

4.根据权利要求1所述的用于制药废水深度处理的组合型装置，其特征在于：所述的活性碳吸附层（7），采用大孔径的活性炭，其孔径﹥20000nm，孔隙容积为0.3mL/g。

5.根据权利要求1所述的用于制药废水深度处理的组合型装置，其特征在于：所述的卧式多级光催化反应器（11）呈通过隔板隔成五层，且采用上流式串联处理方式。

6.根据权利要求1所述的用于制药废水深度处理的组合型装置，其特征在于：所述的反冲洗管线（22）的反冲洗水出水口（25）的水平高度低于隔板（5a）顶端的溢流口。