CN109231664A - 一种高含盐量和高cod制药废水的综合处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，包括如下步骤：将高含盐量和高COD制药废水采用三效蒸发器进行三效蒸馏预处理后，所得盐分回收利用或进行焚烧处理，所得水体进行铁碳微电解反应，铁碳微电解反应后所得水体进行芬顿氧化反应，芬顿氧化反应后所得水体进行絮凝沉淀，絮凝沉淀后所得水体进行厌氧处理，厌氧处理后所得水体进行好氧处理，好氧处理后所得水体进行最后絮凝沉淀，达标排放；本发明可解决盐分含量高达15%以上，COD浓度高达100000～400000mg/L的制药废水中处理效率低和苛刻的问题，高效、节能、避免二次污染，将高含盐量直接去除，减少固废的产生，并将高含盐量、高COD医药合成废水的出水进行处理达标排放。
Description
技术领域
本发明属于制药废水处理技术领域，具体涉及一种高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺。
背景技术
近年来，随着经济发展和生活水平的提高，以及人们对医疗保健需求的不断增长，我国各类医药化工行业迅速发展，而在制药过程中排放的大量有毒有害废水严重危害着人类的健康。制药企业废水的排放成为了重要的环境污染源，受到了社会的关注，也成为环境污染防治的重要领域。
制药行业主要包括化学制药、生物制药、中成药、农药等，制药工业废水主要包括抗生素生产废水、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中的洗涤水和冲洗废水等几大类。制药废水通常属于较难处理的高浓度有机废水之一，因药物产品不同、生产工艺不同而差异较大。其废水特点是：组成复杂，有机污染物多、且含盐量较大，一般含盐量高达15～20%，COD和BOD5值高且波动性大，废水的BOD5/COD值差异较大，可生化性差，色度深，毒性大，固体悬浮物浓度高，难以生物降解。因此，制药废水的治理任务任重而道远。
化学合成类制药废水的处理方法主要有：化学法（如铁碳电解法、臭氧氧化法和芬顿氧化法等）、物理化学法（如混凝、气浮、吸附、吹脱、电解和膜分离等）、生物法（如好氧生物处理、厌氧生物处理等）。单独的采用物理化学法或者化学法，能耗较高、加药量大，且容易造成二次污染；生物法难以直接处理高含盐量、高COD、可生化性较差的废水，且出水难以达标。目前国内制药废水处理基本都采用多种处理技术联合使用的方式，但大多存在工艺流程复杂、成本较高、处理效率低等缺点，因此寻求一种处理效率高、运行费用低、运行稳定、维护管理方便的工艺技术，是亟待研究的方向和思路。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种高效、节能、避免二次污染的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺。
本发明的目的是这样实现的：一种高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，包括如下步骤：将高含盐量和高COD制药废水采用三效蒸发器进行三效蒸馏预处理后，所得盐分回收利用或进行焚烧处理，所得水体进行铁碳微电解反应，铁碳微电解反应后所得水体进行芬顿氧化反应，芬顿氧化反应后所得水体进行絮凝沉淀，絮凝沉淀后所得水体进行厌氧处理，厌氧处理后所得水体进行好氧处理，好氧处理后所得水体进行最后絮凝沉淀，达标排放。
优选的，所述铁碳微电解反应所用材料为铁碳微电解填料，其与水体体积比例为1:1～1:10，水力停留时间为60～180min，PH控制在2～3之间。
优选的，所述芬顿氧化反应的具体方法是将铁碳微电解反应出水PH控制在3～4之间，在水体中加入双氧水、草盐酸和亚铁离子，并同时使用紫外线或可见光照射水体。
更为优选的，所述芬顿氧化反应中双氧水与水体体积比例为0.002～0.01:1，草酸盐与亚铁离子反应时间为30～120min，双氧水质量浓度为30%，草酸盐投加摩尔浓度为20～60mg/L。
优选的，所述絮凝沉淀时絮凝剂采用有机和无机高分子絮凝剂，选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
优选的，所述厌氧处理的具体方法是使水体流经填充有聚乙烯弹性填料和厌氧菌颗粒性污泥的厌氧池，进行厌氧的深度处理，厌氧菌颗粒性污泥在厌氧池中的填充率为30～50%，在厌氧池中的水力停留时间为HRT=24～48h，厌氧菌颗粒污泥的污泥浓度为15000-25000mg/L。
优选的，所述好氧处理的具体方法是使水体流经填充有聚乙烯弹性填料和好氧活性污泥的好氧池，进行好氧的深度处理，好氧活性污泥在好氧池的填充率为15～30%，在好氧池中的水力停留时间为HRT=8～16h，好氧活性污泥的污泥浓度为1500～3500mg/L。
优选的，所述最后絮凝沉淀为采用聚合氯化铝进行混凝沉淀，聚合氯化铝的投加量50～100mg/L。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
（1）工艺中采用三效蒸馏技术，三效蒸馏可以将有机溶剂、水、盐分直接分离，并且三效蒸发器运行稳定、高效节能、使用寿命长；
（2）工艺中采用铁碳微电解填料，产生的亚铁离子可以为后续的芬顿氧化提供一定的药剂，节约一定的成本；铁碳微电解时，可以大大提高微生物的可生化性；
（3）工艺最后一步加入PAC（聚合氯化铝）进行絮凝沉淀，可以使总磷的去除效率达到95%左右，同时可以去除一定的悬浮物、色度和悬浮物。
（4）本发明采用了工艺可靠、成本合理、清洁高效的废水处理流程；
（5）本发明经过三效蒸发器之后分离的固体可以进行回收利用或焚烧处理，利用效率较高，同时减少固废的产生，避免二次污染，符合清洁生产的要求。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
实施例一
本发明所提供的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，对盐分含量高达20%（硫酸钠、氯化钠、氯化镁、溴化钠、溴化钾、亚硫酸氢钠等），COD浓度高达100000～200000mg/L（乙醇、甲醇、二氯甲烷、苯胺、苯甲醛、甲苯等）的废水进行处理。
步骤1：将高含盐量、高COD的制药废水进行三效蒸馏预处理。使废水进入三效蒸发器之后进行蒸馏，根据废水中有机溶剂沸点的不同，使低沸点的溶剂进行蒸出回收，继续蒸馏直至废水中有固体开始析出，停止蒸馏，降温冷却，这样就直接可以将有机溶剂、水、盐分进行分离，避免了利用萃取法时过多萃取剂的浪费，同时也将高含盐量直接去除。
步骤1所得的废水其COD浓度可降至75000 mg/L。
步骤2：将步骤1所得水体进行铁碳微电解反应，具体方法为，将步骤1所得水体经铁碳微电解填料曝气处理，铁碳微电解填料与水体体积比例为1:8，水力停留时间为70min，PH控制在2～3之间。此时应调整曝气量，使其只起到使废水得到充分混合的效果即可。
铁碳微电解法的原理是：当废水中加入铁碳微电解填料时，便构成无数个Fe-C原电池，在酸性溶液中，阴极反应所产生的氢与废水中许多物质发生还原反应，破坏水中污染物原有结构，使其易被吸附或絮凝沉淀；阳极铁被氧化成二价或三价铁，随着反应的进行，铁碳微电解废水的酸度会大大降低，PH呈现弱酸性，从而形成絮凝性极强的Fe(OH)3或Fe(OH)2，吸附废水中的悬浮物，使废水得以净化。
步骤2所得的废水其COD浓度可降至42000 mg/L。
步骤3：将步骤2所得水体进行芬顿氧化反应。将铁碳微电解反应出水PH控制在3～4之间，在水体中加入双氧水、草酸盐和亚铁离子，并同时用紫外线或可见光照射水体。
双氧水与水体体积比例为0.005:1，草酸盐与亚铁离子反应时间为60min，双氧水质量浓度为30%，草酸盐投加摩尔浓度为30mg/L。
加入草酸盐的目的是有效提高芬顿氧化时对紫外线或可见光的利用；使用紫外线照射水体的主要作用是提高反应的处理效率和对有机物的降解程度，降低Fe2+的用量，保持双氧水较高的利用率。
步骤3所得的废水其COD浓度可降至6000mg/L。
步骤4：将步骤3所得水体进行絮凝沉淀；絮凝剂采用聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺两种。
步骤5：将步骤4所得水体进行厌氧处理。
步骤5所得的废水其COD浓度可降至2500mg/L以内，厌氧菌颗粒性污泥在厌氧池中的填充率为40%，在厌氧池中的水力停留时间为HRT=30h，厌氧菌颗粒污泥的污泥浓度为18000mg/L。
步骤6：将步骤5所得水体进行好氧处理，好氧活性污泥在好氧池的填充率为20%，在好氧池中的水力停留时间为HRT=10h，好氧活性污泥的污泥浓度为3000mg/L。
步骤7：将步骤6所得水体进行最后絮凝沉淀处理。最后絮凝沉淀：在水体中投加一定浓度的PAC（聚合氯化铝），其主要作用是PAC可以去除好氧处理之后较高的悬浮物，也可以去除一定的色度和COD，最主要的作用是PAC对废水中的总磷的有很好的去除效果。聚合氯化铝的投加量为60mg/L。
步骤7所得的废水其COD浓度可降至75mg/L，达到排放标准。
实施例二
本发明所提供的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，对盐分含量高达25%（硫酸钠、氯化钠、氯化镁、溴化钠、溴化钾、亚硫酸氢钠等），COD浓度高达200000～400000mg/L（乙醇、甲醇、二氯甲烷、苯胺、苯甲醛、甲苯等）的废水进行处理。
步骤1：将高含盐量、高COD的制药废水进行三效蒸馏预处理。使废水进入三效蒸发器之后进行蒸馏，根据废水中有机溶剂沸点的不同，使低沸点的溶剂进行蒸出回收，继续蒸馏直至废水中有固体开始析出，停止蒸馏，降温冷却，这样就直接可以将有机溶剂、水、盐分进行分离，避免了利用萃取法时过多萃取剂的浪费，同时也将高含盐量直接去除。
步骤1所得的废水其COD浓度可降至90000 mg/L以下。
步骤2：将步骤1所得水体进行铁碳微电解反应，具体方法为，将步骤1所得水体经铁碳微电解填料曝气处理，铁碳微电解填料与水体体积比例为1:5，水力停留时间为90min，PH控制在2～3之间。此时调整曝气量，使其只起到使废水得到充分混合的效果即可。
铁碳微电解法的原理是：当废水中加入铁碳微电解填料时，便构成无数个Fe-C原电池，在酸性溶液中，阴极反应所产生的氢与废水中许多物质发生还原反应，破坏水中污染物原有结构，使其易被吸附或絮凝沉淀；阳极铁被氧化成二价或三价铁，随着反应的进行，铁碳微电解废水的酸度会大大降低，PH呈现弱酸性，从而形成絮凝性极强的Fe(OH)3或Fe(OH)2，吸附废水中的悬浮物，使废水得以净化。
步骤2所得的废水其COD浓度可降至60000 mg/L以内。
步骤3：将步骤2所得水体进行芬顿氧化反应。将铁碳微电解反应出水PH控制在3～4之间，在水体中加入双氧水、草酸盐和亚铁离子，并同时用紫外线或可见光照射水体。
双氧水与水体体积比例为0.006:1，草酸盐与亚铁离子反应时间为120min，双氧水质量浓度为30%，草酸盐投加摩尔浓度为40mg/L。
加入草酸盐的目的是有效提高芬顿氧化时对紫外线或可见光的利用；使用紫外线照射水体的主要作用是提高反应的处理效率和对有机物的降解程度，降低Fe2+的用量，保持双氧水较高的利用率。
步骤3所得的废水其COD浓度可降至5000mg/L。
步骤4：将步骤3所得水体进行絮凝沉淀；絮凝剂采用聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺两种。
步骤5：将步骤4所得水体进行厌氧处理。
步骤5所得的废水其COD浓度可降至2500mg/L以内，厌氧菌颗粒性污泥在厌氧池中的填充率为35%，在厌氧池中的水力停留时间为HRT=45h，厌氧菌颗粒污泥的污泥浓度为20000mg/L。
步骤6：将步骤5所得水体进行好氧处理；好氧活性污泥在好氧池的填充率为25%，在好氧池中的水力停留时间为HRT=12h，好氧活性污泥的污泥浓度为2500mg/L。
步骤7：将步骤6所得水体进行最后絮凝沉淀处理。最后絮凝沉淀：在水体中投加一定浓度的PAC（聚合氯化铝），其主要作用是PAC可以去除好氧处理之后较高的悬浮物，也可以去除一定的色度和COD，最主要的作用是PAC对废水中的总磷的有很好的去除效果。聚合氯化铝的投加量为70mg/L。
步骤7所得的废水其COD浓度可降至60mg/L，达到排放标准。
由此可见，本发明为工艺可靠、成本合理、清洁高效的废水处理流程。采用三效蒸馏技术，三效蒸馏可以将有机溶剂、水、盐分直接分离，三效蒸发器运行稳定、高效节能、使用寿命长，经过三效蒸发器之后分离的固体可以进行焚烧处理，利用效率较高，同时减少固废的产生，避免二次污染，符合清洁生产的要求。采用铁碳微电解填料，产生的亚铁离子可以为后续的芬顿氧化提供一定的药剂，节约一定的成本。铁碳微电解时，可以大大提高微生物的可生化性。工艺最后一步加入PAC（聚合氯化铝）进行絮凝沉淀，可以使总磷的去除效率达到95%左右，同时可以去除一定的悬浮物、色度和悬浮物，最后达标排放。
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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：将高含盐量和高COD制药废水采用三效蒸发器进行三效蒸馏预处理后，所得盐分回收利用或进行焚烧处理，所得水体进行铁碳微电解反应，铁碳微电解反应后所得水体进行芬顿氧化反应，芬顿氧化反应后所得水体进行絮凝沉淀，絮凝沉淀后所得水体进行厌氧处理，厌氧处理后所得水体进行好氧处理，好氧处理后所得水体进行最后絮凝沉淀，达标排放。
2.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述铁碳微电解反应所用材料为铁碳微电解填料，其与水体体积比例为1:1～1:10，水力停留时间为60～180min，PH控制在2～3之间。
3.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述芬顿氧化反应的具体方法是将铁碳微电解反应出水PH控制在3～4之间，在水体中加入双氧水、草盐酸和亚铁离子，并同时使用紫外线或可见光照射水体。
4.根据权利要求3所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述芬顿氧化反应中双氧水与水体体积比例为0.002～0.01:1，草酸盐与亚铁离子反应时间为30～120min，双氧水质量浓度为30%，草酸盐投加摩尔浓度为20～60mg/L。
5.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述絮凝沉淀时絮凝剂采用有机和无机高分子絮凝剂，选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述厌氧处理的具体方法是使水体流经填充有聚乙烯弹性填料和厌氧菌颗粒性污泥的厌氧池，进行厌氧的深度处理，厌氧菌颗粒性污泥在厌氧池中的填充率为30～50%，在厌氧池中的水力停留时间为HRT=24～48h，厌氧菌颗粒污泥的污泥浓度为15000-25000mg/L。
7.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述好氧处理的具体方法是使水体流经填充有聚乙烯弹性填料和好氧活性污泥的好氧池，进行好氧的深度处理，好氧活性污泥在好氧池的填充率为15～30%，在好氧池中的水力停留时间为HRT=8～16h，好氧活性污泥的污泥浓度为1500～3500mg/L。
8.根据权利要求1所述的高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺，其特征在于：所述最后絮凝沉淀为采用聚合氯化铝进行混凝沉淀，聚合氯化铝的投加量50～100mg/L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |