CN105565607A - 一种利福平废水生化处理的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种利福平废水生化处理的预处理方法，利福平废水的CODCr为50000～300000mg/L，色度为1024倍以上，包括以下步骤：1)、将利福平废水的pH值调至4～9；2)、向调好pH值的利福平废水中加入强化混凝沉淀剂，震荡均匀后加入强化混凝凝聚剂，过滤，收集滤液；3)、向步骤2)获得的滤液中加入萃取剂进行萃取处理，获得萃取相和萃余相；4)、将步骤3)获得的萃余相的pH值调至6～7.5后，应用固定化酶生物反应技术对其进行处理，处理2～5h后收集出水，出水即为预处理出水。本发明提供的方法，在萃取中去除了大部分的有机物，解决了高浓度利福平废水预处理困难的问题。

Description

一种利福平废水生化处理的预处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种利福平废水生化处理的预处理方法。
背景技术
利福平废水是指生产利福平产生的废水。该废水中主要含有二甲基甲酰胺、乙酸、甲基哌嗪、丁醇等污染物。由于利福平废水成分复杂，有机污染物浓度高，含生物抑制物质，可生化性较差，处理困难。
利用生化技术处理利福平废水时，通常需要对废水进行预处理，以降低利福平废水中有机污染物的含量，并破坏具有生物毒性的物质成分，提高利福平废水的可生化性。现阶段公开的利福平废水生化处理的预处理方法主要有微电解法、水解酸化法，但是这些方法对高浓度利福平废水预处理效果欠佳。
发明内容
本发明实施例公开了一种利福平废水生化处理的预处理方法，解决了高浓度利福平废水预处理困难的问题。技术方案如下：
一种利福平废水生化处理的预处理方法，所述利福平废水的CODCr为50000～300000mg/L，色度为1024倍以上，包括以下步骤：
1)、将利福平废水的pH值调至4～9；
2)、向调好pH值的利福平废水中加入强化混凝沉淀剂，震荡均匀后加入强化混凝凝聚剂，过滤，收集滤液；
所述强化混凝沉淀剂包括：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、氯化铁、氯化亚铁、氯化铝、硫酸铝中的一种或多种；所述强化混凝沉淀剂与利福平废水的重量体积比为200～1500mg/L；
所述强化混凝凝聚剂包括：阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺中的一种或多种；所述强化混凝凝聚剂与利福平废水的重量体积比为2～10mg/L；
3)、向步骤2)获得的滤液中加入萃取剂进行萃取处理，获得萃取相和萃余相；
所述萃取剂包括：辛醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、环己烷、甲苯、磺化煤油中的一种或多种；
所述萃取剂与步骤2)获得的滤液的体积比为(1:3)～(3:1)；
4)、将步骤3)获得的萃余相的pH值调至6～7.5后，应用固定化酶生物反应技术对其进行处理，处理2～5h后收集出水，出水即为预处理出水。
在本发明的一种优选实施方式中，还包括回收萃取相中的萃取剂。
在本发明的一种更为优选实施方式中，所述萃取剂的回收方式为蒸馏或反萃取。
在本发明的一种更为优选实施方式中，还包括在萃取剂的回收方式为蒸馏的情况下，对蒸馏后的剩余物的回收处理。
在本发明的一种更为优选实施方式中，对蒸馏后的剩余物的回收处理为通过精馏进行回收，或直接作为助燃剂进行焚烧处理。
在本发明的一种更为优选实施方式中，所述反萃取包括以下步骤：
向萃取相中加入反萃取剂，反萃取后的有机相即为回收的萃取剂；
所述反萃取剂为无机碱；
所述反萃取剂与所述萃取相的体积比为1：(1～5)。
在本发明的一种更为优选实施方式中，所述固定化酶包括：酰胺酶、开环环氧化酶、乙酰基转移酶中的一种或多种。
在本发明的一种更为优选实施方式中，所述固定化酶的总酶活力为2500～3500U/mg。
本发明提供的一种利福平废水生化处理的预处理方法，在萃取中去除了大部分的有机物，固定化酶对废水具有较高的耐受性，可以有效的破坏废水中的生物毒性物质，预处理后的出水可直接进行生化处理，解决了高浓度利福平废水预处理困难的问题。
具体实施方式
本发明提供了一种利福平废水生化处理的预处理方法，所述利福平废水的CODCr为50000～300000mg/L，色度为1024倍以上，包括以下步骤：
1)、将利福平废水的pH值调至4～9；
2)、向调好pH值的利福平废水中加入强化混凝沉淀剂，震荡均匀后加入强化混凝凝聚剂，过滤，收集滤液；
所述强化混凝沉淀剂包括：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、氯化铁、氯化亚铁、氯化铝、硫酸铝中的一种或多种；所述强化混凝沉淀剂与利福平废水的重量体积比为200～1500mg/L；
所述强化混凝凝聚剂包括：阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺中的一种或多种；所述强化混凝凝聚剂与利福平废水的重量体积比为2～10mg/L；
3)、向步骤2)获得的滤液中加入萃取剂进行萃取处理，获得萃取相和萃余相；
所述萃取剂包括：辛醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、环己烷、甲苯、磺化煤油中的一种或多种；
所述萃取剂与步骤2)获得的滤液的体积比为(1:3)～(3:1)；
4)、将步骤3)获得的萃余相的pH值调至6～7.5后，应用固定化酶生物反应技术对其进行处理，处理2～5h后收集出水，出水即为预处理出水。
在实验过程中，发明人发现将利福平废水的pH值调至4～9后，向其中加入强化混凝沉淀剂，震荡均匀后加入强化混凝凝聚剂，可产生沉淀，去除废水中的悬浮物，并且防止后续的萃取过程中产生萃取中间层。
对上述沉淀进行过滤，得到滤液。需要说明的是，过滤通常包括抽滤、沙滤、板框压滤等，本发明在此不作具体限定。
向滤液中加入萃取剂进行萃取，获得萃取相和萃余相。所述萃取剂包括：辛醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、环己烷、甲苯、磺化煤油中的一种或多种；其中，辛醇包括辛醇的所有同分异构体，丁醇包括丁醇的所有同分异构体。发明人发现，所述萃取剂与滤液的体积比为(1:3)～(3:1)时，能将废水中的大部分有机污染物萃取到萃取相中。具体的，本领域内的技术人员可以先测量滤液的体积，再根据萃取剂与滤液的体积比来确定所需加入的萃取剂的体积。
需要说明的是，本发明中的萃取为物理萃取，萃取在不高于萃取剂的沸点的情况下进行，通常在室温下进行萃取。
将萃余相的pH值调至6～7.5后，应用固定化酶生物反应技术，对利福平生产过程中的大分子物质(例如利福霉素等)进行降解，破坏废水中的生物毒性物质。具体的，可以将调节好pH值的萃余相导入到固定化酶生物反应器内进行生物反应。发明人发现当pH值在6～7.5的范围内，固定化酶的生物活性较好，可有效的对废水中的生物毒性物质进行破坏。
本领域技术人员可以理解的是，固定化酶生物反应技术的处理温度为30～50℃，处理温度高于50℃或低于30℃，固定化酶的生物活性均较差，无法对废水中的生物毒性物质进行破坏。
需要说明的是，固定化酶生物反应技术是废水处理领域的现有技术，本领域技术人员容易知晓该技术知何实施、操作，本发明在此不进行赘述。
在本发明的技术方案中，所述固定化酶包括：酰胺酶、开环环氧化酶、乙酰基转移酶中的一种或多种；所述固定化酶的总酶活力为2500～3500U/mg。
应用固定化酶生物反应技术，对调好pH值的萃余相处理2～5h后收集出水，出水即为预处理出水，预处理出水可以直接进入生化处理系统进行进一步的生化处理。
在实际应用中，本发明的技术方案还可以包括回收萃取相中的萃取剂。
在本发明的一种具体实现方式中，所述萃取剂的回收方式为蒸馏。在这种情况下，本发明的技术方案还可以包括对蒸馏后的剩余物的回收处理。蒸馏后的剩余物可以通过精馏进行回收，也可以作为助燃剂进行焚烧处理。具体的，本领域内的技术人员可以根据蒸馏后的剩余物的具体情况来选择合适的精馏方式，本发明在此不作具体限定。
在本发明的另一种具体实现方式中，所述萃取剂的回收方式为反萃取。具体可向萃取相中加入反萃取剂，反萃取后的有机相即为回收的萃取剂。利福平废水的萃取相呈弱酸性，所述反萃取剂为无机碱，例如NaOH、KOH等，具体为何种无机碱，本发明在此不作限定。所述反萃取剂与所述萃取相的体积比为1：(1～5)。
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例所用到的试剂均市售可得。
实施例1
利福平废水的初始指标：CODCr为80360mg/L，色度4096倍，B/C(BiochemicalOxygenDemand/ChemicalOxygenDemand，可生化性)为0.10。
取1L利福平废水，用20％NaOH溶液调节废水pH值至6，加入1500mg强化混凝沉淀剂聚合硫酸铁，震荡均匀后加入2.8mgCPAM(阳离子聚丙烯酰胺)并过滤；测量滤液的体积为990ml，向滤液中加入1980ml乙酸丁酯萃取剂进行萃取，震荡20min后使用分液漏斗将油水分离。用20％NaOH溶液调节萃余液pH值至6.5，导入到固定化酶生物反应器内，反应温度为35℃，处理时间为3h，处理后的出水即为预处理出水；用蒸馏对萃取相中的萃取剂进行回收，再用精馏对蒸馏剩余物进行回收。
出水指标：CODCr为19688mg/L，色度256倍，B/C为0.41。CODCr去除率为75.5％，色度去除率为93.8％，出水可直接进入生化系统处理。
实施例2
利福平废水的初始指标：CODCr为166430mg/L，色度8192倍，B/C为0.09。
取1L利福平废水，用20％NaOH溶液调节废水pH值至7.2，加入1000mg强化混凝沉淀剂聚合硫酸铁，震荡均匀后加入5mgAPAM(阴离子聚丙烯酰胺)并过滤；测量滤液的体积为990ml，向滤液中加入990ml磺化煤油萃取剂进行萃取，震荡15min后使用分液漏斗将油水分离。用5％NaOH溶液调节萃余液pH值至7.5，导入到固定化酶生物反应器内，反应温度为40℃，处理时间为4h，处理后的出水即为预处理出水；向萃取相中加入20％NaOH溶液进行反萃取，回收萃取剂。
出水指标：CODCr为32638mg/L，色度256倍，B/C为0.41。CODCr去除率为80.4％，色度去除率为96.9％，出水可直接进入生化系统处理。
实施例3
利福平废水的初始指标：CODCr为220160mg/L，色度8192倍，B/C为0.10。
取1L利福平废水，用20％NaOH溶液调节废水pH值至8.1，加入500mg强化混凝沉淀剂硫酸铝，震荡均匀后加入5mgZPAM(两性离子聚丙烯酰胺)并过滤；测量滤液的体积为990ml，向滤液中加入990ml正丁醇萃取剂进行萃取，震荡10min后使用分液漏斗将油水分离。用10％H2SO4溶液调节萃余液pH值至7.5，导入到固定化酶生物反应器内，反应温度为45℃，处理时间为5h，处理后的出水即为预处理出水；用蒸馏对萃取相中的萃取剂进行回收，再用精馏对蒸馏剩余物进行回收。
出水指标：CODCr为38033mg/L，色度256倍，B/C为0.42。CODCr去除率为82.7％，色度去除率为96.9％，出水可直接进入生化系统处理。
对比例
利福平废水的初始指标：CODCr为220160mg/L，色度8192倍，B/C为0.10。
取1L利福平废水，用20％H2SO4溶液调节废水pH值至3.1，加入1500g微电解催化还原氧化填料，反应2h，处理后的出水即为预处理出水。
出水指标：CODCr为168600mg/L，色度2048倍，B/C为0.18。CODCr去除率为23.4％，色度去除率为75％，经气相色谱分析废水中仍然含有大量甲基哌嗪等生物毒性物质，出水难以直接进入生化系统处理。
从对比例可以看出，对于高浓度的利福平废水，微电解法达不到实施例1至3的处理效果。
由上述实施例和对比例可知，本发明提供的一种利福平废水生化处理的预处理方法，在萃取中去除了大部分的有机物，固定化酶对废水具有较高的耐受性，可以有效的破坏废水中的生物毒性物质，预处理出水的B/C在0.4以上，达到了生化处理的标准。本发明提供的预处理方法解决了高浓度利福平废水预处理困难的问题。
需要说明的是，本发明所说的CODCr是指用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学需氧量。
以上对本发明所提供的一种利福平废水生化处理的预处理方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其中心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护。

Claims (8)

1.一种利福平废水生化处理的预处理方法，所述利福平废水的CODCr为50000～300000mg/L，色度为1024倍以上，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将利福平废水的pH值调至4～9；
2)、向调好pH值的利福平废水中加入强化混凝沉淀剂，震荡均匀后加入强化混凝凝聚剂，过滤，收集滤液；
所述强化混凝沉淀剂包括：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、氯化铁、氯化亚铁、氯化铝、硫酸铝中的一种或多种；所述强化混凝沉淀剂与利福平废水的重量体积比为200～1500mg/L；
所述强化混凝凝聚剂包括：阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺中的一种或多种；所述强化混凝凝聚剂与利福平废水的重量体积比为2～10mg/L；
3)、向步骤2)获得的滤液中加入萃取剂进行萃取处理，获得萃取相和萃余相；
所述萃取剂包括：辛醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、环己烷、甲苯、磺化煤油中的一种或多种；
所述萃取剂与步骤2)获得的滤液的体积比为(1:3)～(3:1)；
4)、将步骤3)获得的萃余相的pH值调至6～7.5后，应用固定化酶生物反应技术对其进行处理，处理2～5h后收集出水，出水即为预处理出水。
2.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，还包括回收萃取相中的萃取剂。
3.如权利要求2所述的预处理方法，其特征在于，所述萃取剂的回收方式为蒸馏或反萃取。
4.如权利要求3所述的预处理方法，其特征在于，还包括在萃取剂的回收方式为蒸馏的情况下，对蒸馏后的剩余物的回收处理。
5.如权利要求4所述的预处理方法，其特征在于，对蒸馏后的剩余物的回收处理为通过精馏进行回收，或直接作为助燃剂进行焚烧处理。
6.如权利要求3所述的预处理方法，其特征在于，所述反萃取包括以下步骤：
向萃取相中加入反萃取剂，反萃取后的有机相即为回收的萃取剂；
所述反萃取剂为无机碱；
所述反萃取剂与所述萃取相的体积比为1：(1～5)。
7.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述固定化酶包括：酰胺酶、开环环氧化酶、乙酰基转移酶中的一种或多种。
8.如权利要求1至7中任一项所述的预处理方法，其特征在于，所述固定化酶的总酶活力为2500～3500U/mg。
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Denomination of invention: Pretreatment method for biochemical treatment of rifampicin wastewater

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Pledgor: POTEN ENVIRONMENT GROUP Co.,Ltd.|Poten Industrial Technology (Beijing) Co., Ltd

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