CN106007199A - 一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，包括：调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至6‑8，得到待处理废水，将该待处理废水通过萃取膜组件进行萃取分离处理，以使该待处理废水中的有机物与废水相分离，所分离的有机物通过含有有机物降解微生物的活性污泥降解，将分离出有机物后的废水进行生化处理。本发明实施例中由于待处理废水不与有机物降解微生物直接接触，有机物通过萃取膜组件的速度一定，活性污泥中的有机物浓度不高，不会对有机物降解微生物的生长造成破坏，有机物去除率高，处理效率大大提高，同时，由于不需要采用化学方法进行处理，处理成本大大降低。

Description

一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，特别涉及一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法。
背景技术
利福平抗生素是以利福霉素S-Na盐为原料，经酸化、环合、缩合等反应制得。缩合、结晶工段需要加入丁醇、哌嗪和乙酸等有机物进行反应，使得洗涤工段废水中含有大量的有机物和显色物质，使洗涤工段废水具有高COD(化学需氧量)的特点，而且，洗涤工段废水中的有机物大部分为生物毒性物质，如利福霉素、二甲基甲酰胺(DMF)、甲基哌嗪等。
传统处理方法中，将生产利福平抗生素过程中的所有废水混合在一起形成利福平废水后进行处理，没有单独针对洗涤工段废水进行处理的方法。采用传统的生化处理方法对利福平废水进行处理时，利福平废水与微生物直接接触，由于洗涤工段废水中生物毒性物质浓度高，会引起微生物大量死亡，严重影响处理效率，所以，一般先采用化学方法对利福平废水进行预处理后，再进行生化处理，采用化学方法的处理成本很高。
发明内容
本发明实施例公开了一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，用以解决传统处理方法中，由于没有单独针对洗涤工段废水进行处理而导致的处理效率低，处理成本高的问题。技术方案如下：
一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，包括：
调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至6-8，得到待处理废水；
将所述待处理废水通过萃取膜组件进行萃取分离处理，以使所述待处理废水中的有机物与废水相分离；所分离的有机物通过含有有机物降解微生物的活性污泥降解；
将分离出有机物后的废水进行生化处理；
其中，所述萃取膜组件的工作压力为1.5-2.5个大气压，所述待处理废水在所述萃取膜组件中的停留时间为20-60分钟；
所述萃取膜组件中的萃取膜为：分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜。
其中，所述利福平抗生素洗涤工段废水的CODCr为10000-200000mg/L，有机物含量≥10mg/L。
其中，所述活性污泥装填于生物反应器中。
其中，所述调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值为7。
其中，所述萃取膜组件的膜材料为聚烯烃类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物中的一种或多种。
其中，所述萃取膜组件为选择性透过微滤膜组件和/或选择性透过超滤膜组件。
其中，所述萃取膜组件的形式为板框式、圆管式或中空纤维式中的一种。
其中，所述活性污泥的曝气量为5-10L/h。
其中，所述活性污泥的污泥负荷为0.2-0.5kg/(kg·d)。
其中，所述生化处理包括：厌氧污泥床反应器处理、厌氧-好氧生化处理及膜生物反应器处理中的一种或多种。
由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，将pH值调节至6-8后的待处理废水通过运行压力为1.5-2.5个大气压的萃取膜组件进行萃取分离处理，待处理废水中的有机物通过萃取膜组件进入活性污泥中，活性污泥中的有机物降解微生物将有机物降解，经过萃取膜组件处理后的废水中有机物含量大大降低，进行生化处理后可以安全排放。由于待处理废水不与有机物降解微生物直接接触，有机物通过萃取膜组件的速度一定，活性污泥中的有机物浓度不高，不会对有机物降解微生物的生长造成破坏，有机物去除率高，处理效率大大提高，同时，由于不需要采用化学方法进行处理，处理成本大大降低。
具体实施方式
本发明提供了一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，尤其适合处理CODCr(用重铬酸法测量的化学需氧量)为10000-200000mg/L的利福平抗生素洗涤工段废水，对于有机物含量≥10mg/L的利福平抗生素洗涤工段废水的处理效果更好，该处理方法具体可以包括以下步骤：
调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至6-8，得到待处理废水；
将待处理废水通过萃取膜组件进行萃取分离处理，以使待处理废水中的有机物与废水相分离；所分离的有机物通过含有有机物降解微生物的活性污泥降解；
将分离出有机物后的废水进行生化处理。
为了保证处理过程稳定进行，不影响有机物降解微生物的活性和浓度，同时避免对萃取膜组件造成腐蚀，首先需要将利福平抗生素洗涤工段废水的pH值调节至6-8，得到待处理废水。其中，调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至中性，即pH值为7时，处理效果更好。实际应用中，由于利福平抗生素洗涤工段废水一般为弱酸性，所以可以采用加入NaOH溶液等碱类物质来调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值。
得到待处理废水后，需要将待处理废水通过萃取膜组件进行萃取分离处理，以使待处理废水中的有机物与废水相分离，所分离的有机物通过含有有机物降解微生物的活性污泥进行降解。
萃取膜组件一般包括料液腔和透过腔，其中，料液腔中流过待处理的原水，透过腔中流过透过萃取膜的透过液，待处理的原水从萃取膜组件一端的进水口进入料液腔，从萃取膜组件另一端的出水口流出，透过液通过产水出口流出萃取膜组件。在本发明中，将待处理废水通过进水口注入萃取膜组件的料液腔中，在料液腔中停留20-60分钟后从出水口流出，使待处理废水中的有机物通过萃取膜组件中的萃取膜进入萃取膜的另一侧的透过腔中，活性污泥与水的混合物从萃取膜组件的一个产水出口进入萃取膜组件的透过腔后，从另一个产水出口流出，回流至活性污泥中，将透过腔中的有机物带入活性污泥中，活性污泥中含有有机物降解微生物，该有机物降解微生物可以将待处理废水中的有机物降解。
具体的，可以在1.5-2.5个大气压的工作压力下进行萃取分离处理，在1.5-2.5个大气压的压力下进行处理可以保证待处理废水中的有机物进入萃取膜组件的透过腔中的速度，提高处理效率。适当选择待处理废水在萃取膜组件中的停留时间，可以使有机物尽可能的全部通过萃取膜组件被萃取分离，进入活性污泥中，保证处理效果。
需要说明的是，所说的活性污泥为微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，本发明所采用的活性污泥可以为现有的活性污泥，其中含有的微生物群体包括有机物降解微生物即可。上述活性污泥与水的混合物中，活性污泥与水的比例可以由本领域技术人员根据实际需要进行确定，在此不做具体限定，可以将有机物从萃取膜组件中带出即可。
进一步需要说明的是，上述萃取膜组件中的萃取膜为分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜。由于待处理废水中含有的利福霉素、二甲基甲酰胺、甲基哌嗪及乙酸丁酯等有机物的分子量为73-823道尔顿，所以，采用分子量为小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜可以保证待处理废水中的有机物可以全部通过萃取膜组件进入活性污泥中，尤其可以使利福霉素、二甲基甲酰胺及甲基哌嗪等生物毒性物质可以全部通过萃取膜组件进入活性污泥中，避免这些生物毒性物质进入后续生化处理过程，影响生化处理效果。
为了在待处理废水中有机物进入活性污泥的过程中，避免水、无机盐等物质同时进入活性污泥中影响处理效果，可以采用聚烯烃类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物中的一种或多种作为萃取膜组件的膜材料，采用上述膜材料制作的选择性透过膜具有疏水性，同时具有亲有机物性质，可以避免水、无机盐等物质通过萃取膜组件进入活性污泥中。
实际应用中，上述萃取膜组件可以采用选择性透过微滤膜组件和/或选择性透过超滤膜组件，本领域技术人员可以根据利福平抗生素洗涤工段废水中含有的有机物和其他污染物的含量、种类等因素进行选择，在此不做具体限定。
进一步的，上述萃取膜组件的形式可以为板框式、圆管式或中空纤维式中的一种，具体采用何种形式的萃取膜组件，本领域技术人员可以根据实际情况确定，在此不做具体限定，在不影响处理效果的前体下，以操作简单为宜。
实际应用中，可以将活性污泥装填于生物反应器中，待处理废水在萃取膜组件的料液腔中停留的同时，通过管道将活性污泥与水的混合液从生物反应器中输入到萃取膜组件的透过腔中，再输送回生物反应器中，使活性污泥可以在生物反应器和管道中循环起来，保证活性污泥中有机物降解微生物的浓度和活性，提高处理效率，同时，使活性污泥可以得到循环利用，降低处理成本。
当然，也可以将萃取膜组件直接设置在生物反应器中，待处理废水通过管道输入到生物反应器中的萃取膜组件的料液腔中，在萃取膜组件的料液腔中停留后通过管道从生物反应器中排出，由于生物反应器较为密闭，若待处理废水中含有挥发性有机物，可以有效地阻止挥发性有机物的挥发，避免对大气造成污染。
为了使活性污泥中具有足够的氧气，为有机物降解微生物的生长提供有利条件，可以对活性污泥进行曝气，曝气量可以为5-10L/h(小时)。曝气操作为本领域常用的操作，在此不对曝气方式进行具体说明。
实际应用中，活性污泥的污泥负荷可以为0.2-0.5kg/(kg·d)，所说的污泥负荷是指单位质量(1kg)的活性污泥在单位时间(一天)内所去除的COD的量。采用污泥负荷为0.2-0.5kg/(kg·d)的活性污泥，对COD的去除率较高，同时，活性污泥的吸附性能和沉淀性能都较好，更利于提高处理效率和处理效果。
进行萃取分离处理后，需要将分离出有机物后的废水进行生化处理，进一步去除废水中含有的剩余有机物及其他污染物，以保证最终出水可以安全排放。具体的，生化处理可以包括：厌氧污泥床反应器处理、厌氧-好氧生化处理及膜生物反应器处理中的一种或多种，当然并不局限于此，只要是可以达到处理目的的生化处理方式都是可以的。具体采用哪种生化处理方式可以由本领域技术人员根据分离出有机物后的废水中污染物的浓度、出水标准等因素进行确定，在此不做具体限定。
需要说明的是，上述厌氧污泥床反应器处理、厌氧-好氧生化处理及膜生物反应器处理均为本领域常用的生化处理方式，在此不一一进行详细说明。
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1
利福平抗生素洗涤工段废水经检测，CODCr为17230mg/L，色度1024倍，含有有机物利福霉素、DMF、甲基哌嗪、丁醇及乙酸。
取1000ml利福平抗生素洗涤工段废水，用质量百分数为10％NaOH溶液调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至6，得到待处理废水；
将得到的待处理废水输入板框式选择性透过微滤膜组件的料液腔中，停留60分钟，同时，活性污泥与水的混合液进入板框式选择性透过微滤膜组件的透过腔中后流出，回流至活性污泥中，将透过腔中的有机物带入活性污泥中，活性污泥中的有机物降解微生物将有机物降解；其中，萃取膜组件的工作压力为1.5个大气压；萃取膜组件中的萃取膜为分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜，萃取膜组件的膜材料为聚烯烃类聚合物；活性污泥的曝气量为5L/h，污泥负荷为0.2kg/(kg·d)；分离出有机物后的废水经检测，CODCr降低到2312mg/L，去除率为86.6％，色度降低到128倍，去除率为87.5％；
分离出有机物后的废水从板框式选择性透过微滤膜组件的料液腔中流出，进入膜生物反应器(MBR)进行生化处理，最终出水的CODCr为342mg/L，去除率为98.0％，色度为16倍，去除率为98.4％。
实施例2
利福平抗生素洗涤工段废水经检测，CODCr为85600mg/L，色度2048倍，含有有机物利福霉素、DMF、甲基哌嗪、丁醇及乙酸。
取1000ml利福平抗生素洗涤工段废水，用质量百分数为10％NaOH溶液调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至7，得到待处理废水；
将得到的待处理废水输入圆管式选择性透过超滤膜组件的料液腔中，停留40分钟，同时，活性污泥与水的混合液从生物反应器中输出，通过管道进入圆管式选择性透过超滤膜组件的透过腔中后流出，通过管道返回至生物反应器中，将透过腔中的有机物带入生物反应器中装填的活性污泥中，活性污泥中的有机物降解微生物将有机物降解；其中，萃取膜组件的工作压力为2.0个大气压；萃取膜组件中的萃取膜为分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜，萃取膜组件的膜材料为聚丙烯腈聚合物；活性污泥的曝气量为8L/h，污泥负荷为0.4kg/(kg·d)；分离出有机物后的废水经检测，CODCr降低到12669mg/L，去除率为85.2％，色度降低到256倍，去除率为87.5％；
分离出有机物后的废水从圆管式选择性透过超滤膜组件的料液腔中流出，进入厌氧/好氧(A/O)生化处理系统进行生化处理，最终出水的CODCr为2355mg/L，去除率为97.25％，色度为32倍，去除率为98.4％。
实施例3
利福平抗生素洗涤工段废水经检测，CODCr为117230mg/L，色度2048倍，含有有机物利福霉素、DMF、甲基哌嗪、丁醇及乙酸。
取1000ml利福平抗生素洗涤工段废水，用质量百分数为20％NaOH溶液调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至8，得到待处理废水；
将得到的待处理废水通过管道输入生物反应器上部的中空纤维式式选择性透过超滤膜组件的料液腔中，停留20分钟，同时，生物反应器下部的活性污泥与水的混合物通过管道进入中空纤维式式选择性透过超滤膜组件的透过腔中后流出，通过管道返回至下部的活性污泥中，将透过腔中的有机物带入活性污泥中，活性污泥中的有机物降解微生物将有机物降解；其中，萃取膜组件的工作压力为2.5个大气压；萃取膜组件中的萃取膜为分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜，萃取膜组件的膜材料为含氟聚合物；活性污泥的曝气量为10L/h，污泥负荷为0.5kg/(kg·d)；分离出有机物后的废水经检测，CODCr降低到23680mg/L，去除率为79.8％，色度降低到256倍，去除率为87.5％；
分离出有机物后的废水从生物反应器中的中空纤维式式选择性透过超滤膜组件的料液腔中流出，进入上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中进行生化处理，最终出水的CODCr为7014mg/L，去除率为94.0％，色度为64倍，去除率为96.9％。
对比例1
利福废水经检测，CODCr为19415mg/L，色度2048倍，含有有机物利福霉素、DMF、甲基哌嗪、丁醇及乙酸。
取1000ml利福平抗生素洗涤工段废水，用质量百分数为20％NaOH溶液调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至8，得到待处理废水；将得到的待处理废水通过管道输入上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中进行生化处理，最终出水的CODCr为7925mg/L，去除率为59.2％，色度为512倍，去除率为75％。
由上述实施例1-3及对比例1可见，使用本发明实施例所提供的利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，步骤简单，对利福平抗生素洗涤工段废水的CODCr的去除率可达94.0％以上，对利福平抗生素洗涤工段废水的色度的去除率可达96.0％以上，与现有的处理利福平废水的技术相比，处理效果更好。
本发明实施例提供的一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，将调节pH值至6-8后的待处理废水通过运行压力为1.5-2.5个大气压的萃取膜组件进行萃取分离处理，待处理废水中的有机物通过萃取膜组件进入活性污泥中，活性污泥中的有机物降解微生物将有机物降解，经过萃取膜组件处理后的废水中有机物含量大大降低，进行生化处理后可以安全排放。由于待处理废水不与有机物降解微生物直接接触，有机物通过萃取膜组件的速度一定，活性污泥中的有机物浓度不高，不会对有机物降解微生物的生长造成破坏，有机物去除率高，针对性强，处理效率大大提高，同时，由于不需要采用化学方法进行处理，处理成本大大降低。
以上对本发明所提供的一种利福平抗生素洗涤工段废水的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 (10)

1.一种利福平抗生素洗涤工段废水的处理方法，其特征在于，包括：
调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值至6-8，得到待处理废水；
将所述待处理废水通过萃取膜组件进行萃取分离处理，以使所述待处理废水中的有机物与废水相分离；所分离的有机物通过含有有机物降解微生物的活性污泥降解；
将分离出有机物后的废水进行生化处理；
其中，所述萃取膜组件的工作压力为1.5-2.5个大气压，所述待处理废水在所述萃取膜组件中的停留时间为20-60分钟；
所述萃取膜组件中的萃取膜为：分子量小于1000道尔顿的有机物可透过的选择性透过膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利福平抗生素洗涤工段废水的CODCr为10000-200000mg/L，有机物含量≥10mg/L。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性污泥装填于生物反应器中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节利福平抗生素洗涤工段废水的pH值为7。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取膜组件的膜材料为聚烯烃类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取膜组件为选择性透过微滤膜组件和/或选择性透过超滤膜组件。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取膜组件的形式为板框式、圆管式或中空纤维式中的一种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性污泥的曝气量为5-10L/h。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性污泥的污泥负荷为0.2-0.5kg/(kg·d)。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生化处理包括：厌氧污泥床反应器处理、厌氧-好氧生化处理及膜生物反应器处理中的一种或多种。
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