CN103626323B - 一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法及专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法及专用装置，其特点是将经过生化处理后的制药或造纸废水加入聚合硫酸铁（三氯化铁）后进入强化混合反应器处理，然后依次进行混凝反应、气浮（沉淀）、纤维束过滤对生化处理后的废水脱色及COD去除，达到深度处理的要求，无需调整PH值，运行稳定，操作简单，能耗小，污泥产量少，运行成本低，污染物去除率高。

Description

一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法及专用装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地讲是一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法及专用装置。

背景技术

制药工业废水主要包括抗生素生产废水、生物制药废水、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的洗涤水和冲洗废水等几大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，且含有难降解物质和有抑制作用的药物，生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一。

造纸工业属能耗高、对环境污染严重的行业之一。它造成环境污染的特点是废水排放量大，生化需氧量(BOD)高，废水中纤维悬浮物多，主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料以及油墨、染料及含二价硫的废水和废气排出，并有恶臭气味、色度高。

为降低处理成本，目前大部分制药、造纸公司以厌氧—好氧为主的传统生化处理工艺，其处理能力偏低，单一的二级生物处理已经不能满足要求，根本无法达标排放，必须进行深度处理。

废水的深度处理目前多采用物化法，如混凝、电化学氧化法、吸附、高级氧化、膜法等。若使处理后的废水既能回用且成本又低，则需要多种方法多单元的联合。近年来，高级氧化技术已经成为国内外研究的热点，而高级氧化中又以芬顿工艺研究最多。芬顿试剂是利用Fe2+与H2O2反应产生.OH来氧化分解目标物，可以单独作为一种方法来处理有机废水，也可以与其他方法比如混凝沉淀法、活性炭法、生物处理法等联用。芬顿试剂具有超强氧化能力，但对反应体系PH要求严格，操作繁琐复杂，污泥产量大，运行稳定性差，频繁的调节PH值不仅增加了运行成本，还增加了基建设备投资费用，限制了芬顿的广泛使用。

中国专利一种发酵类制药废水的深度处理工艺（申请公开号CN102358651A）采用类芬顿氧化技术配合复合催化剂法，该技术能达到处理效果，与传统芬顿工艺相比，不用调整PH值，操作简便，运行成本相对较低，但是这种方法运行稳定性差，药剂配比控制要求严格，催化剂价格昂贵，投资费用高；中国专利一种深度处理制药废水的方法（申请公开号CN101863535A）采用电解法处，处理效果好，但运行成本和投资费用高，不适合大水量处理。中国专利（申请公开号CN101708927A）一种造纸废水深度处理方法，核心方法采用芬顿法，能够达到处理效果，但工艺流程复杂，操作繁琐，投资及运行费用高。

发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法。

本发明的另一目的是提供一种实现制药、造纸废水深度处理的工艺方法的专用设备。

本发明是针对生化处理后的废水脱色及COD去除，以解决该两种行业废水深度处理时芬顿及类芬顿法PH值受限、控制条件严格、运行稳定性差、操作复杂、污泥产生量大、运行及投资费用高等问题。

本发明的技术方案是：一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法，其特殊之处在于包括如下工艺步骤：

a第一次加药，二级生化处理后的制药、造纸废水经管道引入集水池，集水池的污水提升泵将待处理污水提升至强化混合反应器，同时在污水提升泵的进口管内通过加药计量泵第一次加入处理药剂，加入量为1.25g/l；

b第二次加药，经a步骤加药后的废水通过污水提升泵的出口管道进入强化混合反应器内，污水提升泵的出口管由强化混合反应器上部侧壁进入，加药计量泵出口管也由强化混合反应器上部侧壁与提升泵出口管平行进入，处理药剂通过射流器切向进入污水提升泵出口管道内，第二次加入处理药剂，加入量为1.25g/l；

c强化混合反应，经两次加药后的废水通过污水提升泵出口管道到达强化混合反应器底部，强化混合反应器的水力停留时间为4-6分钟；

d第三次加药，上述反应混合后的废水由强化混合反应器上部侧壁的出水管道流出，进入混凝反应池，同时由PAM计量泵通过加药管道加重量百分比1-3ppm、浓度1-2‰的阴离子聚丙烯酰胺到混凝反应池内，反应时间为5-10分钟；

e固液分离，上述反应后的混合液通过管道自流至气浮系统实现固液分离，上清液流至中间水池后经过高效纤维束过滤器去除大部分SS后排放，与二级生化处理后的废水相比，色度去除达80%以上，COD去除达70%以上；

f污泥处理，气浮系统固液分离所产生的浮渣或者沉淀污泥靠重力自流至污泥储存池，７５－80%的污泥由污泥输送泵输送至污泥脱水机脱水处理，另外20－２５%的污泥通过污泥回流泵输送至混凝反应池，利用其中残余药剂继续参与反应，节省前期加药量，降低运行成本。

其中，a、b步骤所述的处理药剂为铁盐或者含铁的聚合物。

其中，所述的铁盐或者含铁的聚合物为浓度为9-11%的液体聚合硫酸铁或者浓度为37%的液体三氯化铁。

本发明的实现制药、造纸废水深度处理工艺方法的专用装置，其特殊之处在于包括集水池，集水池上设污水提升泵，污水提升泵的进口管通过管路与加药计量泵连接，加药计量泵设在加药箱上，污水提升泵的出口管与强化混合反应器上部侧壁连接，加药计量泵出口管与强化混合反应器上部侧壁连接，加药计量泵出口管在强化混合反应器内部通过射流器与提升泵出口管切向连接；强化混合反应器上部侧壁的出水管道与混凝反应池相通连接，混凝反应池内设有混凝反应池机械搅拌器，PAM计量泵通过加药管道与混凝反应池连接，PAM计量泵安装在PAM加药箱上，混凝反应池通过管道与气浮系统相通连接，气浮系统通过管路分别与中间水池和污泥储存池相通连接，中间水池通过管路经高效纤维束过滤器与排放管路连接；污泥储存池中设有污泥储存池机械搅拌器、污泥回流泵和污泥输送泵，污泥回流泵通过管路与混凝反应池连接，污泥输送泵通过管路连接污泥脱水机。

其中，所述的污水提升泵出口管道末端设有多根放射状布水管。

其中，所述的强化混合反应器外形为上大下小“T”字型，内壁设有螺旋状折流挡板，进一步强化混合反应效果。

本发明所述的一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法及专用装置与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、只用一种药剂聚合硫酸铁（三氯化铁）即可代替芬顿类芬顿技术中硫酸亚铁与过氧化氢，无需调整PH值，运行稳定，操作简单，能耗小，污泥产量少，运行成本低；2、污染物去除率高，能达到或超过现有芬顿、类芬顿及电解技术对有机污染物的去除效果，尤其色度去除效果好，能降至30倍以下；3、流程中的强化混合反应器结构合理，水力停留时间短，适合大水量处理，混合反应效果好，药剂反应效率高，内部无需填充贵金属催化剂及其他填料，投资费用低；4、设置两处加药点，聚合硫酸铁（三氯化铁）分二次加入，处理效果更优；5、合理的工艺设计，气浮浮渣（沉淀污泥）部分通过回流泵回流至混凝反应池继续参与反应，由于回流污泥中残余部分药剂，可以进一步减少前段药剂加入量，降低运行成本；6、工艺中采用的过滤器为高效纤维束过滤器，过滤精度高：水中悬浮物的去除可达95%以上；过滤速度快：一般为30m/h，最大可以达到80 m/h；截污容量大：一般为10-15kg/m3，是传统过滤器的2-4 倍；占地面积小：制取相同的水量，占地仅为传统过滤器的1/4-1/3；自耗水量低：仅为周期制水量的0.5-2%，一般情况下可用原水清洗；使用寿命长：滤元寿命不小于10年。

附图说明：

图1是本发明的装置的连接结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1，参见图1，在集水池1上安装污水提升泵2，将污水提升泵2的进口管通过管路与加药计量泵12连接，加药计量泵12安装在加药箱11上，将污水提升泵2的出口管与强化混合反应器3上部侧壁连接，同时将加药计量泵12出口管与强化混合反应器3上部侧壁连接，加药计量泵12出口管在强化混合反应器3内部通过射流器与提升泵2出口管切向连接，污水提升泵2出口管道末端安装有多根放射状布水管，强化混合反应器3外形为上大下小“T”字型，内壁有螺旋状折流挡板，进一步强化混合反应效果；将强化混合反应器3上部侧壁的出水管道与混凝反应池5相通连接，混凝反应池5内安装有混凝反应池机械搅拌器4，将PAM计量泵14通过加药管道与混凝反应池5连接，PAM计量泵14安装在PAM加药箱13上，将混凝反应池5通过管道与气浮系统6相通连接，气浮系统6通过管路分别与中间水池7和污泥储存池8相通连接，中间水池7通过管路经高效纤维束过滤器15与排放管路连接；污泥储存池8中安装有污泥储存池机械搅拌器16、污泥回流泵9和污泥输送泵10，污泥回流泵9通过管路与混凝反应池5连接，污泥输送泵10通过管路连接污泥脱水机，形成本发明的专用装置。

实施例2，以二级生化后的制药废水为例，其指标为COD=310mg/l，SS=100mg/l，色度300倍。（1）将集水池内二级生化处理后的制药废水无需调节PH值直接用污水提升泵打入强化混合反应器，同时在污水提升泵的进口管内通过加药计量泵第一次加入1.45 g/l浓度为9-11%的液体聚合硫酸铁；（2）第一次加药后废水通过污水提升泵的出口管道进入强化混合反应器内，污水提升泵的出口管由强化混合反应器上部侧壁进入，加药计量泵出口管也由强化混合反应器上部侧壁与提升泵出口管平行进入，在反应器内部通过射流器与污水提升泵出口管切向连接，第二次加入1.05g/l浓度为9-11%的液体聚合硫酸铁，两次加药后的废水通过提升泵出口管道到达强化混合反应器底部，管道末端有多根放射状布水管，且强化混合反应器内壁有螺旋状折流挡板，进一步强化混合反应效果；反应时间为６分钟；（3）反应混合后的废水由强化混合反应器上部侧壁的出水管道流出，进入混凝反应池，混凝反应池内有机械搅拌器，同时由PAM计量泵通过加药管道加1-3ppm重量百分比浓度1-2‰阴离子聚丙烯酰胺到混凝反应池内，反应时间为１０分钟；（4）经上述反应后的混合液通过管道自流至气浮（沉淀）池实现固液分离，上清液流至中间水池后经过高效纤维束过滤器去除大部分SS后排放；其出水效果为COD≤100mg/l，SS≤20mg/l，色度30倍以下；（5）气浮（沉淀）池所产生的浮渣或者沉淀污泥靠重力自流至污泥储存池，污泥储存池中有机械搅拌器、污泥输送泵和污泥回流泵，75%的污泥由污泥输送泵输送至污泥脱水机脱水处理，另外25%的污泥通过污泥回流泵输送至混凝反应池，利用其中残余药剂继续参与反应，节省前期加药量，降低运行成本。

经实施例１处理后排出液检测COD=98mg/l，SS=20mg/l，色度30倍；其直接药剂成本0.65元/吨水。

实施例３，以二级生化后的造纸废水为例，其指标为COD=256mg/l，SS=120mg/l，色度250倍。（1）将集水池内二级生化处理后的造纸废水无需调节PH值直接用污水提升泵打入强化混合反应器，同时在污水提升泵的进口管内通过加药计量泵第一次加入1.6g/l浓度为37%的液体三氯化铁；（2）第一次加药后废水通过污水提升泵的出口管道进入强化混合反应器内，污水提升泵的出口管由强化混合反应器上部侧壁进入，三氯化铁加药计量泵出口管也由强化混合反应器上部侧壁与污水提升泵出口管平行进入，在反应器内部通过射流器与污水提升泵出口管切向连接，第二次加入0.9g/l浓度为37%的液体三氯化铁；两次加药后的废水通过污水提升泵出口管道到达强化混合反应器底部，管道末端有多根放射状布水管，且强化混合反应器内壁有螺旋状折流挡板，进一步强化混合反应效果；反应时间为4分钟；（3）反应混合后的废水由强化混合反应器上部侧壁的出水管道流出，进入混凝反应池，混凝反应池内设有机械搅拌器，同时由PAM加药计量泵通过加药管道加1-3ppm重量百分比浓度1-2‰阴离子聚丙烯酰胺到混凝反应池内，反应时间为５分钟；（4）经上述反应后的混合液通过管道自流至气浮（沉淀）池实现固液分离，上清液流至中间水池后经过高效纤维束过滤器去除大部分SS后排放；其出水效果为COD≤80mg/l，SS≤20mg/l，色度30倍以下；（5）气浮（沉淀）池所产生的浮渣或者沉淀污泥靠重力自流至污泥储存池，污泥储存池中有机械搅拌器、污泥输送泵和污泥回流泵，80%的污泥由污泥输送泵输送至污泥脱水机脱水处理，另外20%的污泥通过污泥回流泵输送至混凝反应池，利用其中残余药剂继续参与反应，节省前期加药量，降低运行成本。

上述实施例处理后排放液检测COD=80mg/l，SS=20mg/l，色度20倍，其直接药剂成本0.68元/吨水。

Claims (5)

1.一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

a第一次加药，二级生化处理后的制药、造纸废水经管道引入集水池，集水池的污水提升泵将待处理污水提升至强化混合反应器，同时在污水提升泵的进口管内通过加药计量泵第一次加入处理药剂，加入量为1.25g/l；

b第二次加药，经a步骤加药后的废水通过污水提升泵的出口管道进入强化混合反应器内，污水提升泵的出口管由强化混合反应器上部侧壁进入，加药计量泵出口管也由强化混合反应器上部侧壁与污水提升泵出口管平行进入，处理药剂通过射流器切向进入污水提升泵出口管道内，第二次加入处理药剂，加入量为1.25g/l；

c强化混合反应，经两次加药后的废水通过污水提升泵出口管道到达强化混合反应器底部，强化混合反应器的水力停留时间为4-6分钟；

d第三次加药，上述反应混合后的废水由强化混合反应器上部侧壁的出水管道流出，进入混凝反应池，同时由PAM计量泵通过加药管道加重量百分比1-3ppm、浓度1-2‰的阴离子聚丙烯酰胺到混凝反应池内，反应时间为5-10分钟；

e固液分离，上述反应后的混合液通过管道自流至气浮系统实现固液分离，上清液流至中间水池后经过高效纤维束过滤器去除大部分SS后排放，与二级生化处理后的废水相比，色度去除达80%以上，COD去除达70%以上；

f污泥处理，气浮系统固液分离所产生的浮渣或者沉淀污泥靠重力自流至污泥储存池，7５－80%的污泥由污泥输送泵输送至污泥脱水机脱水处理，另外20－２５%的污泥通过污泥回流泵输送至混凝反应池，利用其中残余药剂继续参与反应；

a、b步骤所述的处理药剂为铁盐或者含铁的聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种制药、造纸废水深度处理的工艺方法，其特征在于所述的铁盐或者含铁的聚合物为浓度为9-11%的液体聚合硫酸铁或者浓度为37%的液体三氯化铁。

3. 实现上述权利要求1或2的工艺方法的专用装置，其特征在于包括集水池（1），集水池（1）上设污水提升泵（2），污水提升泵（2）的进口管通过管路与加药计量泵（12）连接，加药计量泵（12）设在加药箱（11）上，污水提升泵（2）的出口管与强化混合反应器（3）上部侧壁连接，加药计量泵（12）出口管与强化混合反应器（3）上部侧壁连接，加药计量泵（12）出口管在强化混合反应器（3）内部通过射流器与污水提升泵（2）出口管切向连接；强化混合反应器（3）上部侧壁的出水管道与混凝反应池（5）相通连接，混凝反应池（5）内设有混凝反应池机械搅拌器（4），PAM计量泵（14）通过加药管道与混凝反应池（5）连接，PAM计量泵（14）安装在PAM加药箱（13）上，混凝反应池（5）通过管道与气浮系统（6）相通连接，气浮系统（6）通过管路分别与中间水池（7）和污泥储存池（8）相通连接，中间水池（7）通过管路经高效纤维束过滤器（15）与排放管路连接；污泥储存池（8）中设有污泥储存池机械搅拌器（16）、污泥回流泵（9）和污泥输送泵（10），污泥回流泵（9）通过管路与混凝反应池（5）连接，污泥输送泵（10）通过管路连接污泥脱水机。

4. 根据权利利要求3所述的专用装置，其特征在于所述的污水提升泵（2）出口管道末端设有多根放射状布水管。

5. 根据权利利要求3所述的专用装置，其特征在于所述的强化混合反应器（3）外形为上大下小“T”字型，内壁设有螺旋状折流挡板。