CN109179882A - 一种制药废水中水回用处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制药废水中水回用处理系统及方法。系统包括依次连通的综合调节池、环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备、竖流沉淀池、预处理池、MBR膜池、活性炭过滤器、紫外消毒装置、回用水池和变频恒压供水设备。本发明提供的技术方案，整个处理工艺对制药废水中的污染物基质进行分级、分段式处理，首先对废水生化抑制影响进行预处理，将其毒性控制在生化抑制浓度以下，提高废水的可生化性，然后将高级氧化技术、生化处理技术和深度处理技术之间进行合理地的组合，不但实现了制药废水的资源化再生利用，而且使组合工艺真正做到处理系统简约化、设备集中化、处理效果高效化、节能化以及处理系统智能化，整个废水处理工艺的去除效率和稳定性均可显著提升。

Description

一种制药废水中水回用处理系统及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种制药废水中水回用处理系统及方法。

背景技术

制药工业相对于其它产业，其产品生产种类繁多、加工过程复杂，不同的产品生产过程各不相同。制药生产过程产生的废水中其有机废水污染物浓度高、水量大、成分复杂，废水中含有大量难生化降解的生化抑制物质和化学合成物质等，废水的可生化降解性较差。尤其是其中的发酵类、化学合成类制药废水是目前制药行业的污染控制重点和难点。随着环保排放标准不断细化和提高，制药工业废水达标治理的难度在不断加大。尤其是按照新颁布的制药工业水污染标准要求，制药工业的水污染物排放限值进一步降低，现行的废水治理设施及其治理工艺已不能满足制药行业减排和水污染物控制新标准的要求。

多年来许多研究人员针对制药生产废水的特有水质特征，普遍采用：“厌氧生化(包括厌氧水解或厌氧消化)－好氧生化—废水深度处理”的组合工艺途径。目前，最新的处理法是在处理系统中引入溶气气浮、电催化氧化、臭氧催化氧化、铁碳微电解技等来对高浓度的制药废水进行预处理，以期加速降解部分难降解有机物的同时提高部分废水的可生化性，后续处理过程在与相应的活性污泥法工艺(AO工艺、SBR工艺、CASS工艺、A²O工艺)、MBR处理技术以及深度处理技术(活性炭过滤、超滤、反渗透)等工艺技术进行组合所形成的组合工艺，以此来实现对高浓度难降解有机物废水的有效处理。然而，该类型的组合工艺又因其工艺流程增长、工艺构成复杂程度增加、占地面积增大、设备数量增多、设备故障率高、设备能耗高、设备自动化程度高等原因，成了该种组合处理技术推广应用的关键性限制因素。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种制药废水中水回用处理系统及方法。

本发明提供的制药废水中水回用处理系统包括：依次连通的综合调节池、环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备、竖流沉淀池、预处理池、MBR膜池、活性炭过滤器、紫外消毒装置、回用水池和变频恒压供水设备。所述综合调节池的入口还设置有用于去除制药废水中的大颗粒悬浮杂质的格栅，所述综合调节池用于将制药废水的水质和水量均和；所述环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备内设置有电极反应室和絮凝沉降室，并在电极反应室内设置有布水管路，其底部还设置有微孔曝气装置，所述微孔曝气装置用于将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，从而与电极反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物；所述絮凝沉降室用于促进制药废水中的颗粒污染物基质的迅速沉降，所述絮凝沉降室底部还设置有排污放空管道，沉积在絮凝沉降室底部的积泥经排污放空管道定期排出；所述竖流沉淀池用于将制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池；所述预处理池用于将制药废水中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下进行降解和去除；所述MBR膜池用于对经预处理池处理后的制药废水进一步的进行硝化和部分的反硝化反应，并对泥水进行分离；所述活性炭过滤器用于对水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除；所述紫外消毒装置用于消灭水中的细菌和病毒；所述回用水池用于储存从制药废水中最终回收到的回用水；所述变频恒压供水设备用于实现对回用水池中储存的回用水的再利用。

如上所述的制药废水中水回用处理系统，还包括PLC控制装置，所述PLC控制装置用于对系统中的各设备进行集成化控制，通过对系统中的各设备进行实时的数据采集和信号反馈，并将处理工艺的各设备运行状态及工艺状态以画面的形式显示在屏幕上，实现对制药废水处理工艺流程及状态的实时监控。

本发明提供制药废水中水回用处理方法，采用上述所述的制药废水中水回用处理系统进行处理，处理方法如下：

制药废水经格栅去除大颗粒悬浮杂质后，进入综合调节池，在综合调节池中制药废水水质和水量被均和；

制药废水混合溶进入设置有布水管路的环境友好型EPT电催化氧化设备的电极反应室，在电极反应室内通过底部设置的微孔曝气装置将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，并与反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物；制药废水混合溶液进入到絮凝沉降室，溶液中的颗粒污染物基质迅速沉降，沉积在底部的积泥经排污放空管道定期排出；

制药废水溶液进入竖流沉淀池，在该池中制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池；

在预处理池中，上清液中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下降解和去除；

上清液进入MBR膜池中参与硝化和部分的反硝化反应，并通过MBR膜的泥水分离作用，得到清水；

清水进入活性炭过滤器，活性炭过滤器对清水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除，然后利用紫外消毒装置消灭水中的细菌和病毒，得到回用水，将回用水储存在回用水池中，并通过变频恒压供水设备实现回用。

本发明提供的制药废水中水回用处理系统及方法具有以下优点：

1、首先对废水进行生化抑制影响预处理，将其毒性控制在生化抑制浓度以下，并提高了废水的可生化性。

2、将高级氧化技术、生化处理技术和深度处理技术之间进行合理地的组合，使组合工艺真正做到处理系统简约化、设备集中化、处理效果高效化、节能化以及处理系统智能化。

3、实现了废水的资源化再生利用，且易于推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的制药废水中水回用处理系统的示意图；

图2为本发明实施例的制药废水中水回用处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

图1为本发明实施例的制药废水中水回用处理系统的示意图。如图1所示，本发明提供的制药废水中水回用处理系统包括：依次连通的综合调节池、环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备、竖流沉淀池、预处理池、MBR膜池、活性炭过滤器、紫外消毒装置、回用水池和变频恒压供水设备。具体的，所述综合调节池的入口还设置有用于去除制药废水中的大颗粒悬浮杂质的格栅，所述综合调节池用于将制药废水的水质和水量均和；所述环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备内设置有电极反应室和絮凝沉降室，并在电极反应室内设置有布水管路，其底部还设置有微孔曝气装置，所述微孔曝气装置用于将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，从而与电极反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物；所述絮凝沉降室用于促进制药废水中的颗粒污染物基质的迅速沉降，所述絮凝沉降室底部还设置有排污放空管道，沉积在絮凝沉降室底部的积泥经排污放空管道定期排出；所述竖流沉淀池用于将制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池；所述预处理池用于将制药废水中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下进行降解和去除；所述MBR膜池用于对经预处理池处理后的制药废水进一步的进行硝化和部分的反硝化反应，并对泥水进行分离；所述活性炭过滤器用于对水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除；所述紫外消毒装置用于消灭水中的细菌和病毒；所述回用水池用于储存从制药废水中最终回收到的回用水；所述变频恒压供水设备用于实现对回用水池中储存的回用水的再利用。

优选的，如上所述的制药废水中水回用处理系统，还可以包括PLC控制装置，所述PLC控制装置用于对系统中的各设备进行集成化控制，通过对系统中的各设备进行实时的数据采集和信号反馈，并将处理工艺的各设备运行状态及工艺状态以画面的形式显示在屏幕上，实现对制药废水处理工艺流程及状态的实时监控。

图2为本发明实施例的制药废水中水回用处理方法的流程图。如图2所示，本发明提供制药废水中水回用处理方法，采用上述所述的制药废水中水回用处理系统进行处理，处理方法如下：

S101、制药废水经格栅去除大颗粒悬浮杂质后，进入综合调节池，在综合调节池中制药废水水质和水量被均和。

S102、制药废水混合溶进入设置有布水管路的环境友好型EPT电催化氧化设备的电极反应室，在电极反应室内通过底部设置的微孔曝气装置将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，并与反应室内的氢氧根离子形成稳定的高价金属离子络合物；制药废水混合溶液进入到絮凝沉降室，溶液中的颗粒污染物基质迅速沉降，沉积在底部的积泥经排污放空管道定期排出。

S103、制药废水溶液进入竖流沉淀池，在该池中制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池。

S104、在预处理池中，上清液中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下降解和去除。

S105、上清液进入MBR膜池中参与硝化和部分的反硝化反应，并通过MBR膜的泥水分离作用，得到清水。

S106、清水进入活性炭过滤器，活性炭过滤器对清水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除，然后利用紫外消毒装置消灭水中的细菌和病毒，得到回用水，将回用水储存在回用水池中，并通过变频恒压供水设备实现回用。

下面给出的是本发明提供的技术方案的应用实施例。

本发明实施例的制药废水中水回用处理系统包括：制药废水、格栅、综合调节池、环境友好型EPT电催化氧化设备、竖流沉淀池、预反应池、MBR膜池、活性炭过滤器、回用水池以及连接各构筑物池体之间的管路及阀门配件、设备(包括调节池提升泵、潜水搅拌机、PAC投药装置、曝气风机、MBR膜组件、产水自吸泵、污泥回流泵、过滤提升泵、过滤反洗泵、紫外消毒装置、变频恒压供水设备、PLC控制装置等。本发明最终确定的废水处理工艺流程为：“制药废水—格栅—综合调节池—环境友好型EPT电催化氧化设备—竖流沉淀池—预处理池—MBR膜池—活性炭过滤—紫外消毒装置—回用水池—变频恒压供水设备—出水达标排放”的处理工艺。

当制药废水经格栅去除大颗粒悬浮杂质后，进入综合调节池，在综合调节池中制药废水水质和水量将被均和，制药废水中含有的部分难降解、易降解有机物在厌氧环境中开始进行简单的水解反应，使得制药废水的可生化性进一步提升，出水经提升泵作用后连续进入设置有布水管路的环境友好型EPT电催化氧化设备的电极反应室，在该室内可通过底部设置的微孔曝气装置将电极室内阳极板电解出的二价金属离子进一步氧化为三价离子，从而与反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物，当废水混合溶液进入到絮凝沉降室后溶液中的各种络合物离子将通过压缩双电层作用、吸附电中和作用、聚沉作用、沉淀网捕作用共同促进废水中颗粒污染物基质的迅速沉降，进一步提高废水中污染物基质的去除效率。另外，对于制药废水中含有的工业盐成分将随着混合溶液进入到电极反应室中参与电极反应，具体为：NaCl作为电解质将在电极反应室电场的作用下在阴极板和阳极板附近发生相应的电极反应，其中在阳极板附近发生放氯反应：2Cl^--2e＝Cl₂；因Cl₂为强氧化剂，Cl₂可与Na⁺和O₂进一步生成NaClO，NaClO具有更强的氧化性，可进一步与污废水中的难降解有机污染物大分子进行开链反应，可将其长键断裂成短链，将大分子基团断裂为小分子基团，更有甚者可直接将小分子物质彻底氧化为CO₂和H₂O；在阴极板附近发生产氢反应：2H⁺+2e＝H₂，阴极产生的H₂可带动周围空间内的絮状物向上运动到表层，可经设置在环境友好型EPT电催化氧化设备上方位置处的刮渣机进行去除，未经刮除的部分悬浮态絮状物将进入到絮凝沉降室中继续反应，反应结束后沉积在底部的积泥则经排污放空管道定期排出。同时，环境友好型EPT电催化氧化设备还设有回流液循环系统，该系统的设置可将处理好的污废水再次回流至进水均质室，可有效稀释并降低废水中的污染物基质浓度，以保证环境友好型EPT电催化氧化设备废水处理效能稳定高效发挥。经过上述反应过程即可达到去除和削减部分难降解污染物基质的目的。

紧接着废水溶液进入竖流沉淀池，在该池中部分悬浮物进一步的有效沉降，一定停留时间后上清液则进入到预处理池中，在该池中废水中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下进行降解和去除，紧接着废水进入MBR膜池中参与硝化和部分的反硝化反应过程，并通过MBR膜的泥水分离作用最终实现制药废水的有效处理，出水经过滤提升泵提升至活性炭过滤器，该过程对出水中的悬浮物、色度、臭味等进行深度去除，此后出水流经紫外消毒装置并进行最终的消毒处理，以达到彻底消灭出水中的细菌和病毒的目的，最终出水将储存在回用水池中通过变频恒压供水设备实现回用的目的。在此过程中，PLC控制装置为集成化控制，通过对所控制的设备进行实时的数据采集和信号反馈，可将处理工艺的各设备运行状态及工艺状态以画面的形式显示在其屏幕上，真正做到了制药废水处理工艺流程及状态的实时监控。具体控制过程为：PLC控制装置对处理工艺内的废水提升设备、环境友好型EPT电催化氧化设备、产水自吸泵、反洗泵、曝气风机、潜水搅拌机、紫外消毒装置、PAC投药设备等进行统一控制，首先控制提升泵将制药废水定量提升至环境友好型EPT电催化氧化设备内进行处理，其内部的浮渣刮扫设备在PLC的控制下实现该设备的渣水分离过程，此后，出水进入竖流沉淀池在PLC控制作用下PAC加药设备对进水混合液进行药剂投加促使悬浮物充分沉淀，上清液则进一步流入预反应池中，同样地在PLC控制下废水混合物与活性污泥微生物在潜水搅拌机的作用下，实现充分的混合和降解；紧接着出水进入到MBR膜池内部，依然借助PLC的控制装置对产水自吸泵和反洗泵进行控制，从而实现废水处理后的稳定产水过程；此后，PLC又进一步通过控制紫外消毒装置对出水进行有效的消毒灭菌处理；由此，经过上述过程的总体实现后，制药废水在系统内部完成了一系列的有效处理，出水将储存在回用水池内，当对回用水有使用需求时，在PLC控制系统的作用下便可实现其对变频恒压供水设备的有效控制，最终共同确保废水处理工艺的稳定运行。

综上所述，本发明中采用的技术路线为高级氧化技术、生化处理技术与深度处理技术相结合的处理工艺，其流程中涉及到的核心技术分别为环境友好型EPT电催化氧化技术、MBR膜处理技术，对于处理高难度降解的制药类废水处理而言，因其成分复杂且含有一定生物毒性，仅通过单一的高级氧化技术或生化处理技术难以实现有毒有害污染物的有效降解。因此，与现有制药废水处理工艺相比，本发明具有以下三个方面的优点：

(1)本发明中通过合理的技术组合应用，充分发挥出各相应环节不同处理技术在废水各处理段中的技术优势，从整个污废水处理流程来看工艺流程相对适中、设备配置数量相对合理、土建构筑物池体相对较少、工艺设备的PLC自动化控制程度高，解决了现有处理工艺处理制药废水，存在污染物成分去除较为单一、系统长期运行不稳定、处理过程耗时长、处理效果差等问题，且大幅提高了系统耐高浓度、高酸、高碱、高盐含量的污染物冲击负荷。

(2)从污染物降解过程来看，整个处理工艺对制药废水中的污染物基质实现了分级、分段式处理，整个废水处理工艺的去除效率和稳定性均可显著提升，解决了现有处理工艺因对高级氧化技术的过分依赖，导致设备数量增加、能耗增大、设备故障率升高、投资和运维成本均相应增加等诸多问题。

(3)从废水资源化利用角度来看，本发明兼顾制药废水处理的去除效果，同时对处理后出水的去向作为项目区本身的再生水进行回用，经济效益、环境效益显著。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种制药废水中水回用处理系统，其特征在于，包括：依次连通的综合调节池、环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备、竖流沉淀池、预处理池、MBR膜池、活性炭过滤器、紫外消毒装置、回用水池和变频恒压供水设备；

所述综合调节池的入口还设置有用于去除制药废水中的大颗粒悬浮杂质的格栅，所述综合调节池用于将制药废水的水质和水量均和；

所述环境友好型EPT环境友好型EPT电催化氧化设备内设置有电极反应室和絮凝沉降室，并在电极反应室内设置有布水管路，其底部还设置有微孔曝气装置，所述微孔曝气装置用于将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，从而与电极反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物；所述絮凝沉降室用于促进制药废水中的颗粒污染物基质的迅速沉降，所述絮凝沉降室底部还设置有排污放空管道，沉积在絮凝沉降室底部的积泥经排污放空管道定期排出；

所述竖流沉淀池用于将制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池；

所述预处理池用于将制药废水中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下进行降解和去除；

所述MBR膜池用于对经预处理池处理后的制药废水进一步的进行硝化和部分的反硝化反应，并对泥水进行分离；

所述活性炭过滤器用于对水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除；

所述紫外消毒装置用于消灭水中的细菌和病毒；

所述回用水池用于储存从制药废水中最终回收到的回用水；

所述变频恒压供水设备用于实现对回用水池中储存的回用水的再利用。

2.根据权利要求1所述的制药废水中水回用处理系统，其特征在于，还包括PLC控制装置，所述PLC控制装置用于对系统中的各设备进行集成化控制，通过对系统中的各设备进行实时的数据采集和信号反馈，并将处理工艺的各设备运行状态及工艺状态以画面的形式显示在屏幕上，实现对制药废水处理工艺流程及状态的实时监控。

3.一种制药废水中水回用处理方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的制药废水中水回用处理系统进行处理，处理方法如下：

制药废水经格栅去除大颗粒悬浮杂质后，进入综合调节池，在综合调节池中制药废水水质和水量被均和；

制药废水混合溶进入设置有布水管路的环境友好型EPT电催化氧化设备的电极反应室，在电极反应室内通过底部设置的微孔曝气装置将电极反应室内阳极板电解出的二价金属离子氧化为三价离子，并与反应室内的OH^-离子形成稳定的高价金属离子络合物；制药废水混合溶液进入到絮凝沉降室，溶液中的颗粒污染物基质迅速沉降，沉积在底部的积泥经排污放空管道定期排出；

制药废水溶液进入竖流沉淀池，在该池中制药废水中的悬浮物进一步的沉降，沉降后的上清液流入预处理池；

在预处理池中，上清液中的污染物基质在兼氧微生物的综合作用下降解和去除；

上清液进入MBR膜池中参与硝化和部分的反硝化反应，并通过MBR膜的泥水分离作用，得到清水；

清水进入活性炭过滤器，活性炭过滤器对清水中的悬浮物、色度、臭味进行深度去除，然后利用紫外消毒装置消灭水中的细菌和病毒，得到回用水，将回用水储存在回用水池中，并通过变频恒压供水设备实现回用。