CN104803503B - 一种头孢合成制药生产废水的处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种头孢合成制药生产废水的处理装置，包括：4组反应罐、3组储罐、1组液碱罐、1组液酸罐、分离净化设备、回收设备及管道泵、阀门；曲松粗品釜残溶液从第1组反应罐进入处理系统，依次经过第2、3、4组反应罐。

Description

一种头孢合成制药生产废水的处理装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理领域，特别是一种头孢类废水的处理装置及方法。
背景技术
头孢曲松(又名头孢三嗪)是第三代广谱、高效、长效、低毒注射用头孢菌素，临床应用十分广泛。目前主要的合成路线是以7-氨基头孢烷酸(7-ACA)为原料先与硫代三嗪反应生成7-氨基头孢三嗪(7-ACT)，再与氨噻肟活性硫酯反应生成头孢三嗪。从生产原料及工艺特点得知，该类废水成分复杂、有机物浓度高、含有难降解物质和有抑制作用的抗生素，这些成分多为有毒物质，并且当中存在的氮元素极有可能被亚硝化，如果排入水体，对环境的危害很大，并易致突变、致癌，故生产废水必须处理后才能排放。
COD(Chemical Oxygen Demand)化学需氧量.是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量(COD)是作为衡量水中有机物质含量多少的指标，也可以说是一种判断水体污染程度的指标。
合成头孢曲松钠粗品废水中的主要污染物有丙酮、乙腈、二氯甲烷、促进剂、酸、碱、大量无机盐和反应副产物等难降解物质，这些污染物的存在为后续生化处理造成困难。目前，国内外对于曲松废水的处理方法包括：直接蒸馏法、生物降解法、光催化法等。但是实际生产应用过程中不仅不能很好的解决资源回收、环境保护和节能降耗的问题，反而会增加生产成本，不符合国家绿色、环保、低碳的发展方向。如下所述：
1、生化降解法。由于微生物受到头孢曲松钠的抑制或灭活，无法充分发挥降解作用，降解效率低.
2、光催化氧化法。以二氧化钛(TiO2)为光催化剂，分别采用高压汞灯和反射镝灯为紫外光和模拟日光光源，对头孢曲松钠进行光催化降解，用紫外光谱跟踪其光催化降解过程。光催化氧化技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和、减少二次污染和氧化能力强等突出优点。但一些无机离子如HCO3-、SO4 2-、Cl-等的存在会影响处理效果、显著降低了TiO2光催化剂的活性。实验结果有助于抗生素制药工业废水的光催化处理研究。
3、直接蒸馏法。头孢曲松生产母液中含有大量可回收有机溶剂，可通过直接蒸馏回收溶剂，但所需能源消耗大，蒸馏产物纯度低。
工业生产中，需要开发新的方法，对头孢曲松废水进行处理。
发明内容
本发明公开了一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于该处理装置可以对曲松粗品釜残进行资源化回收利用，同时排水COD明显降低、可生化性提高，减小了后续生化系统的处理负荷。
一种头孢合成制药生产废水的处理装置，主要包括：反应设备、分离净化设备、回收设备及管道泵、阀门。其中，反应设备为4组反应罐、3组储罐、1组液碱罐、1组液酸罐；分离净化设备为过滤板框、离心机、臭氧发生器、酸雾净化塔；回收设备为储罐。
所述的处理装置中，如附图1内容，包括：1、反应罐；2、反应罐；3、储罐；4、板框；5、反应罐；6、储罐；7、管道泵、8、反应罐；9、离心机；10、储罐；11管道泵；12反应罐；13反应罐；14、臭氧发生器；15、酸雾净化塔；16、液碱罐；17、液酸罐；V1-V36、阀门。
所述的处理装置中第1组反应罐为：1、2反应罐；第2组反应罐为：5反应罐；第3组反应罐为：8、12反应罐；第4组反应罐为：13反应罐。每组反应罐的数量视废水的量而定，为1个或多个并联组合。
所述的处理装置中，废水从第1组反应罐进入处理系统，依次经过第2、3、4组反应罐。液碱罐连接第1组反应罐，将废水碱化，至pH为13-13.5；液酸罐连接第3组反应罐，将废水酸化，至pH为1.9-2.1；第2组反应罐为萃取的作用，分离后的水相进入第3组反应罐，有机相进入储罐6；第3组反应罐反应后，反应液经离心机9离心，离心液进入储罐10，进行活性炭处理，再继续进入第4组反应罐。臭氧发生器连接第4组反应罐，达到最终净化目的。
所述的处理装置中，液碱罐中液碱可为NaOH、KOH、Na2CO3、中的一种或多种，优选地，该液碱为30％NaOH；液酸罐中液酸可为硫酸、盐酸、磷酸、高氯酸中的一种或多种，优选地，该液酸为30％浓度的盐酸。
所述的处理装置中，4、板框为具有过滤作用的板框；
所述的处理装置中，3组储罐分别为3、6、1O。3储罐中为第1组反应罐中反应液经过碱化后，回收的三乙胺溶液；6储罐中为第2组反应罐中反应液经过萃取后，得到的下层有机相，主要有丙酮、乙腈及二氯甲烷，待储有一定量的溶剂后可进行整流分离；10储罐中为经过9离心机得到的离心液液体。
所述的处理装置，3组储蓄罐的连接位置为：第1组储蓄罐连接第1组反应罐，回收得到的三乙胺；第2组储蓄罐连接第2组反应罐，回收萃取后下层有机相；第3组储蓄罐连接第3组反应罐，回收离心液液体。
所述的的处理装置，分离净化设备为过滤板框、离心机、臭氧发生器、酸雾净化塔。其中，过滤板框与第1组反应罐连接；离心机与第3组反应罐连接；臭氧发生器、酸雾净化器与第4组反应罐连接。
处理装置的工作流程为：
1、曲松粗品釜残(COD大于15万)注入反应罐1和2，将储罐16中的30％碱液加入反应罐调节PH至13-13.5后搅拌10-30min，静置30-60min后分液；
2、步骤1中有机相为三乙胺，经板框4过滤进入储罐3回收，经检测，回收得到的三乙胺：水分＝7.0％-8.0％；纯度≥99.0％；含量≥97.0％；
3、步骤1中水相进入罐5，以0.3倍二氯甲烷萃取搅拌10-15min后静置15-30min分相；
4、步骤3中有机相进入储罐6待蒸馏(此处溶剂主要有丙酮、乙腈及二氯甲烷，待储有一定量的溶剂后可进行整流分离，其中二氯甲烷可再用于步骤3萃取)，水相进入反应罐8和12；
5、将储罐17中的30％盐酸加入反应罐8和12，调节PH至1.9-2.1，搅拌10-30min后进入离心机9离心分离，得到促进剂M；
6、步骤5中的离心液液体进入储罐10，加入活性炭常温搅拌脱色60min，废活性炭加入量为0.17-0.20倍，此处活性炭能使色度及臭味得到大幅度改善，且能降低COD值约1万5；
7、滤除步骤6中的活性炭，废水由管道泵11打入反应罐13，以臭氧氧化60-90min后排出，臭氧化阶段能降低COD值约一万，且能提高可生化度，即降低BOD5。
本发明通过调节废水pH酸碱度，利用废水中不同有机物质在不同pH环境下性质的区别特征，进行分液分离三乙胺、促进剂M及其他有机溶剂。再进一步加入活性炭脱色，通入臭氧氧化，最终将废水COD降低至1万，提高废水的可生化度。本方案工艺简单、操作方便、运行成本低，对资源进行综合利用，非常适合工业生产中使用，具体如下：
1、回收得到的二氯甲烷可以再用于萃取，提高二氯甲烷的利用率。
2、回收得到大部分高纯度三乙胺和一定量促进剂M；根据气相检测，回收得到的三乙胺纯度≥99.0％。
3、经系统处理后的高浓度釜残(COD＞15万)可以降到相对较低的范围(COD约5万)，有效减小了后续生化处理的负荷。
4、加入活性炭进行处理能使色度及臭味得到大幅度改善，且能降低COD值约1万五；出水的废水颜色、异味和可生化度都得到极大的提高。
废水的可生化性也叫废水的生物可降解性，即废水中有机污染物被生物降解的难易程度，是废水的重要特性之一，BOD5/CODCr比值法是目前最为常用的一种评价废水可生化性的水质指标评价法，其中BOD是指有氧条件下好氧微生物分解利用废水中有机污染物进行新陈代谢过程中所消耗的氧量，我们通常是将BOD5(五天生化需氧量)直接代表废水中可生物降解的那部分有机物。CODCr是指利用化学氧化剂(K2Cr2O7)彻底氧化废水中有机污染物过程中所消耗氧的量，通常将CODCr代表废水中有机污染物的总量。
附图说明
图1为处理流程图
具体实施例
实施例1：
1、曲松粗品釜残(COD大于15万)注入反应罐1和2，将储罐16中的30％碱液加入反应罐调节PH至13-13.5后搅拌10-30min，静置30-60min后分液；
2、步骤1中有机相为三乙胺，经板框4过滤进入储罐3回收；
3、步骤1中水相进入罐5，以0.3倍二氯甲烷萃取搅拌10-15min后静置15-30min分相；
4、步骤3中有机相进入储罐6待蒸馏；
5、将储罐17中的30％盐酸加入反应罐8、12，调节PH至1.9-2.1，搅拌10-30min后进入离心机9离心分离，得到促进剂M；
6、步骤5中的离心液液体进入储罐10，加入活性炭常温搅拌脱色60min，废活性炭加入量为0.17-0.20倍；
7、滤除步骤6中的活性炭，废水由管道泵11打入反应罐13，以臭氧氧化60-90min后排出。

Claims (7)

1.一种头孢合成制药生产废水的处理装置，包括：4组反应罐、3组储罐、1组液碱罐、1组液酸罐、分离净化设备、回收设备及管道泵、阀门；曲松粗品釜残溶液从第1组反应罐进入处理系统，依次经过第2、3、4组反应罐；液碱罐连接第1组反应罐，将废水碱化；液酸罐连接第3组反应罐，将废水酸化；活性炭处理在第三储罐(10)中进行；第4组反应罐连接臭氧发生器；在所述第2组反应罐中，第一组反应罐处理后的水相进入第二组反应罐，以0.3倍二氯甲烷萃取搅拌10～15min后静置15～30min分相。
2.根据权利要求1所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于4组反应罐中，每组包括1个或1个以上反应罐。
3.根据权利要求1所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于分离净化设备为过滤板框、离心机、臭氧发生器、酸雾净化塔。
4.根据权利要求3所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于3组储罐的连接位置为：第1组储罐连接第1组反应罐，回收得到的三乙胺；第2组储罐连接第2组反应罐，回收萃取后下层有机相；第3组储罐连接第3组反应罐，回收离心液液体。
5.根据权利要求3所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于过滤板框与第1组反应罐连接。
6.根据权利要求5所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于离心机与第3组反应罐连接。
7.根据权利要求6所述的一种头孢合成制药生产废水的处理装置，其特征在于臭氧发生器、酸雾净化塔与第4组反应罐连接。
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