CN109502908B - 一种中药生产废水组合处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于水、废水、污水或污泥的处理技术领域，具体公开了一种中药生产废水组合处理工艺，包括以下处理步骤：(1)预处理；(2)包载产甲烷细菌；(3)厌氧处理：通过厌氧反应器进行厌氧处理，向厌氧反应器内投入产酸细菌和包载后的产甲烷细菌；(4)曝气处理；(5)絮凝沉淀。本工艺操作简便，并且能够保证产酸细菌和产甲烷细菌对废水的处理效果。

Description

一种中药生产废水组合处理工艺

技术领域

本发明申请属于水、废水、污水或污泥的处理技术领域，具体公开了一种中药生产废水组合处理工艺。

背景技术

中药生产过程的浸泡、洗药、煮药、蒸煮和提取等工段都需要以水为载体，所以中药生产过程中会产生大量的中药废水。

中药废水中的污染物大致可分为两类：一类是水溶性的污染物，另一类是不溶性的污染物。水溶性的污染物主要是糖类、蛋白质、木质素、有机酸、树脂和醇类化合物等以及由制片工序引入的无毒色素；不溶性的污染物主要是泥沙、植物纤维(如木质素等)和其它悬浮物。

中药废水是一种污染物种类繁多、成份复杂的高浓度难降解有机废水，该废水虽无毒但有害，直接排放会对环境造成严重污染，所以如何有效地处理中药废水是中药行业发展必须解决的问题。

现有处理中药废水的方法主要包括厌氧处理工艺、厌氧-好氧组合处理工艺和CASS处理工艺，其中厌氧处理工艺实质上是在胞外酶作用下，将大分子有机物水解为小分子溶解性有机物(糖分解为单糖，脂肪分解为脂肪酸甘油，蛋白质分解为氨基酸)的过程。

采用厌氧处理工艺处理废水时，需要向废水中加入产酸细菌和产甲烷细菌，产酸细菌能够将溶解性的有机物分解为有机酸(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等)、醇、氢气、二氧化碳、氮气和硫化氢等。产甲烷细菌能够将乙酸、氢气和一氧化碳等转化为甲烷。从产酸细菌和产甲烷细菌的处理对象，我们可以看出产甲烷菌充分发挥作用是在产酸细菌对废水处理后。为了保证产酸细菌和产甲烷细菌对废水的厌氧处理效果，现有的厌氧处理工艺是将产酸细菌和产甲烷细菌依次投放到废水中，需要人为控制产甲烷细菌的投入时间，操作过程相对繁琐；另外，向废水中投入产甲烷细菌时，需要打开厌氧反应器，外界氧气会进入厌氧反应器内，从而影响产酸细菌和产甲烷细菌的增殖，影响产酸细菌和产甲烷细菌对废水的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中药生产废水组合处理工艺，以解决现有厌氧处理工艺是将产酸细菌和产甲烷细菌依次投放到废水中，操作过程相对繁琐，并且会影响产酸细菌和产甲烷细菌对废水处理效果的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种中药生产废水组合处理工艺，包括以下处理步骤：

(1)预处理：调节废水到pH＝6-8；

(2)包载产甲烷细菌；在中性或碱性条件下，将壳聚糖、聚乙二醇-1000和产甲烷细菌进行搅拌混合后，得到包载后的产甲烷细菌；

(3)厌氧处理：通过厌氧反应器进行厌氧处理，向厌氧反应器内投入产酸细菌和步骤(2)得到的包载后的产甲烷细菌；

(4)曝气处理；向步骤(3)处理后的废水中通入氧气进行曝气；

(5)絮凝沉淀：调节曝气后的废水中加入混凝剂，静置后通过膜过滤后排放。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：

对于步骤(1)来讲，一般情况下，厌氧菌生长的最佳pH＝6.5-7.5，但是中药废水不是强碱(pH＝10左右)就是强酸(pH＝4-5)，要想将这样强碱或强酸废水调节到厌氧菌生长的最佳pH，显然要耗费较多生产成本，所以本发明在预处理步骤中，仅仅调节废水pH＝6-8。

对于步骤(2)和步骤(3)来讲，首先壳聚糖上的氨基与聚乙二醇-1000，在中性和碱性条件下反应形成席夫碱，此处聚乙二醇-1000相当于交联剂，将壳聚糖“串联”起来，从而将产甲烷细菌包裹在壳聚糖和聚乙二醇-1000内。厌氧处理时，将产酸细菌和包载后的产甲烷细菌投入废水中，由于产甲烷细菌包载在壳聚糖和聚乙二醇-1000内，所以在处理废水的最初阶段，产甲烷细菌不会与产酸细菌竞争营养物质。当产酸细菌对废水处理一段时间后，废水pH降低(由于产酸细菌产生有机酸等酸性物质使废水pH降低)，壳聚糖和聚乙二醇-1000之间的化学键断裂，产甲烷细菌就会释放到废水中。

本发明通过对产甲烷细菌进行简单的包载，保证了产酸细菌对废水的处理效果，实现方式简单，适用于工业大规模生产。

进一步，进一步，步骤(3)处理过程中，监测废水pH，当废水pH＜5时，向废水中加入生石灰，调节废水pH＝6-8。壳聚糖和聚乙二醇-1000之间的化学键在pH＝5.5左右断裂，但是产甲烷细菌的最适pH＝6.8-7.2，所以当废水pH＜5时，壳聚糖和聚乙二醇-1000之间的化学键已经断裂，并且会较为强烈的抑制产甲烷细菌的生长增殖，向废水中加入生石灰，调节废水的pH＝6-8，有助于产甲烷细菌的生长增殖。

进一步，所述步骤(1)的预处理包括：

a.将废水经格栅过滤；

b.调节废水pH＝12-14，过滤除去废水中的固形物；

c.调节废水pH＝0-2，过滤除去废水中的固形物；

d.向废水中边搅拌边加入生石灰，调节废水pH＝6-8。

通过以上预处理步骤，能够有效去除细小纤维素等不溶性悬浮物，减轻后续处理负荷。

进一步，步骤b中加入氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液调节废水pH＝12-14，步骤c中加入盐酸水溶液调节废水pH＝0-2。通过氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液和盐酸水溶液调节废水pH，操作简便。

进一步，在步骤(3)处理时，控制废水的碳：氮＝200-300:5-10。碳/氮比例对厌氧消化的影响至关重要，当碳/氮比例过高时，产酸细菌和产甲烷细菌的生长受到抑制，产酸细菌和产甲烷细菌对有机污染物的分解速度慢，厌氧处理时间较长；当碳/氮比例过低时，废水中的氨氮浓度过高，容易出现氨中毒。控制废水的碳：氮＝200-300:5-10，能够保证产酸细菌和产甲烷细菌的正常增殖生长，保证产酸细菌和产甲烷细菌对废水中有机污染物的分解效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中一种厌氧反应器的纵截面剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、反应腔11、顶部出气管12、底部进水管14、补料管道15、第一驱动杆2、固定块21、旋转件3、驱动座31、内筒32、第一连通孔321、吸铁322、盖体4、第二连通孔41、电磁铁42、污泥回收管5、水平出水管6、滑块61、第二驱动杆62、搅拌件7、第一连接板71、抖动杆711、第二连接板72、搅动孔721、电机81、动力缸82。

实施例1

一种中药生产废水组合处理工艺，包括以下处理步骤：

(1)预处理：

a.将废水经格栅过滤，去除细小纤维素等不溶性悬浮物；

b.向废水中加入氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液调节废水pH＝12-14，过滤除去废水中的固形物；

c.向废水中加入盐酸水溶液调节废水pH＝0-2，过滤除去废水中的固形物；

d.向废水中边搅拌边加入生石灰，调节废水pH＝6-8。

(2)包载产甲烷细菌；将壳聚糖、聚乙二醇-1000(壳聚糖与聚乙二醇-1000的物质的量比＝2:1)和产甲烷细菌进行搅拌混合后，得到包载后的产甲烷细菌；

(3)厌氧处理：首先通过葡萄糖、氯化铵、碳酸氢钠控制废水的碳：氮＝200-300:5-10，随后通过厌氧反应器进行厌氧处理，向厌氧反应器内投入产酸细菌和步骤(2)得到的包载后的产甲烷细菌。

厌氧处理过程中，监测废水pH，当废水pH＜5时，向废水中加入生石灰，调节废水pH＝6-8。

(4)曝气处理；向步骤(3)处理后的废水中通入氧气进行曝气；

(5)絮凝沉淀：调节曝气后的废水中加入氯化铝，静置后通过膜过滤后排放。

如图1-3所示，步骤(3)用到的厌氧反应器，包括箱体1，箱体1内开有反应腔11，箱体1上开有均与反应腔11连通的顶部出气管12和底部进水管14，顶部出气管12内设有单向出气阀。反应腔11的一侧还设有补料管道15，补料管道15用于补充菌种和污泥。补料管道15上设有密封塞。

反应腔11的中心线处设有呈竖直布置的第一驱动杆2，第一驱动杆2的顶部处于反应腔11的中上部，第一驱动杆2的顶部设有旋转件3。

旋转件3包括驱动座31和密封并竖直滑动连接在驱动座31内的内筒32，驱动座31能够带动内筒32水平转动，驱动座31和内筒32均向上开口，第一驱动杆2与驱动座31的底部中心固定连接，内筒32的两侧设有正对布置的两个第一连通孔321。

内筒32的正上方设有向下开口的盖体4，盖体4固定连接在箱体1的顶部。本实施例优选盖体4的顶部设有连接柱，盖体4通过连接柱焊接在箱体1的顶部。盖体4的两侧分别开有一个第二连通孔41。驱动座31能够伸入第二连通孔41内，并且将第二连通孔41靠近盖体4中心线的一侧封堵。

箱体1的两侧分别设有污泥回收管5和水平出水管6，污泥回收管5上设有进料口和出料口，污泥回收管5的进料口与盖体4左侧的第二连通孔41连通，污泥回收管5的出料口与反应腔11的下部连通。水平出水管6上设有进水口和出水口，水平出水管6的进水口与盖体4右侧的第二连通孔41连通。

污泥回收管5和水平出水管6内分别设有一个滑块61和一个第二驱动杆62，滑块61滑动连接在污泥回收管5、水平出水管6内，第二驱动杆62与滑块61固定连接。污泥回收管5与水平出水管6内的滑块61能够分别将第二连通孔41远离盖体4中心线的一侧封堵。

另外，盖体4内嵌设有电磁铁42，内筒32的底部嵌设有吸铁322，通电后的电磁铁42与吸铁322相对的一侧磁极相反。

反应腔11内还设有搅拌件7，搅拌件7包括第一连接板71和处于第一连接板71下方的第二连接板72，第一连接板71通过拉簧固定连接在反应腔11内。第二连接板72固定连接在反应腔11内，第二连接板72上开有阵列排布的搅动孔721，第一连接板71上固定连接有抖动杆711，抖动杆711的自由端贯穿第二连接板72的搅动孔721。第一连接板71的一端处于反应腔11内，第一连接板71的另一端自出料口伸入污泥回收管5内。另外，第一连接板71的中部开有供第一驱动杆2穿过的偏心孔，偏心孔的横截面大于第一驱动杆2的横截面。第一驱动杆2上设有固定块21，第一驱动杆2转动时，固定块21能够驱使第一连接板71往复抖动。

本实施例优选，第一连接板71的上表面也设有抖动杆711。

还包括能够驱使第一驱动杆2竖直移动和水平转动的动力件，本实施例优选动力件包括电机81、连接板和动力缸82，动力缸82的活塞杆与连接板固定连接，电机81固定连接在连接板上，电机81的输出轴与第一驱动杆2固定连接。

采用本发明中的厌氧反应器的具体实施过程如下：

a.投料：打开密封塞，将污泥、产酸细菌和包载后的产甲烷细菌自补料管道15投入反应腔11内后，将预处理后的废水自底部进水管14送入反应腔11内。

b.厌氧处理：启动电机81，电机81带动第一驱动杆2旋转，第一驱动杆2旋转过程中，第一驱动杆2上的固定块21驱使第一连接板71小幅度的往复摆动，从而使抖动杆711在搅动孔721往复抖动，促进细菌(产酸细菌和产甲烷细菌)和污泥对废水的处理效果。本发明采用抖动的方式对反应腔11内的细菌、污泥和废水进行搅拌，能够促进细菌、污泥对废水处理效果的同时，有效防止因过度搅拌而扰乱细菌生活环境的情况发生。

厌氧处理过程中产生的气体经顶部出气管12排出。

c.将污泥与厌氧处理后的废水分离，启动动力缸82，动力缸82通过连接板、电机81带动第一驱动杆2竖直向下移动，使厌氧处理后的废水和部分污泥进入内筒32。随后动力缸82通过连接板、电机81带动第一驱动杆2竖直向上移动，当驱动座31伸入盖体4后，驱动座31将第二连通孔41靠近盖体4中心线的一侧封堵。

关闭动力缸82，采用外界动力装置(可以是气缸或液压缸)推动盖体4两侧的第二驱动杆62，第二驱动杆62推动滑块61分别将第二连通孔41(盖体4两侧的第二连通孔41)远离盖体4中心线的一侧封堵。

随后启动电机81，电机81带动第一驱动杆2转动，第一驱动杆2通过驱动座31带动内筒32旋转，内筒32对厌氧处理后的废水和部分污泥进行离心。离心后，污泥沉降到内筒32的底部。

离心后，对盖体4内的电磁铁42通电，通电后的电磁铁42与吸铁322相吸，此时再次启动动力缸82，动力缸82通过连接板、电机81、第一驱动杆2带动驱动座31竖直向下移动。在这个过程中，内筒32在磁力的作用下不向下运动，第一连通孔321与第二连通孔41对齐连通，且驱动座31堵住驱动座31与盖体4之间的缝隙。水平向右拉动水平出水管6内的第二驱动杆62，使内筒32内的废水能够经过第二连通孔41进入水平出水管6，并从水平出水管6的出水口排出。

最后，向左拉动水平出水管6内的第二驱动杆62和污泥回收管5内的第二驱动杆62，使原处于水平出水管6内的滑块61将内筒32内的污泥推入污泥回收管5内进行回收。

由于污泥回收管5的出料口与反应腔11的下部连通，所以被推入污泥回收管5的污泥能够再次回到反应腔11内参与废水的厌氧处理。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种中药生产废水组合处理工艺，其特征在于，包括以下处理步骤：

(1)预处理：调节废水到pH＝6-8；

(2)包载产甲烷细菌；在中性或碱性条件下，将壳聚糖、聚乙二醇-1000和产甲烷细菌进行搅拌混合后，得到包载后的产甲烷细菌；

(3)厌氧处理：通过厌氧反应器进行厌氧处理，向厌氧反应器内投入产酸细菌和步骤(2)得到的包载后的产甲烷细菌；监测废水pH，当废水pH＜5时，向废水中加入生石灰，调节废水pH＝6-8；

(4)曝气处理；向步骤(3)处理后的废水中通入氧气进行曝气；

(5)絮凝沉淀：调节曝气后的废水中加入混凝剂，静置后通过膜过滤后排放；

所述厌氧反应器，包括箱体，箱体内开有反应腔，箱体上开有均与反应腔连通的顶部出气管和底部进水管，顶部出气管内设有单向出气阀；反应腔的一侧还设有补料管道，补料管道用于补充菌种和污泥；补料管道上设有密封塞；

反应腔的中心线处设有呈竖直布置的第一驱动杆，第一驱动杆的顶部处于反应腔的中上部，第一驱动杆的顶部设有旋转件；

旋转件包括驱动座和密封并竖直滑动连接在驱动座内的内筒，驱动座能够带动内筒水平转动，驱动座和内筒均向上开口，第一驱动杆与驱动座的底部中心固定连接，内筒的两侧设有正对布置的两个第一连通孔；

内筒的正上方设有向下开口的盖体，盖体固定连接在箱体的顶部；盖体的两侧分别开有一个第二连通孔；驱动座能够伸入第二连通孔内，并且将第二连通孔靠近盖体中心线的一侧封堵；

箱体的两侧分别设有污泥回收管和水平出水管，污泥回收管上设有进料口和出料口，污泥回收管的进料口与盖体左侧的第二连通孔连通，污泥回收管的出料口与反应腔的下部连通；水平出水管上设有进水口和出水口，水平出水管的进水口与盖体右侧的第二连通孔连通；

污泥回收管和水平出水管内分别设有一个滑块和一个第二驱动杆，滑块滑动连接在污泥回收管、水平出水管内，第二驱动杆与滑块固定连接；污泥回收管与水平出水管内的滑块能够分别将第二连通孔远离盖体中心线的一侧封堵；

盖体内嵌设有电磁铁，内筒的底部嵌设有吸铁，通电后的电磁铁与吸铁相对的一侧磁极相反；

反应腔内还设有搅拌件，搅拌件包括第一连接板和处于第一连接板下方的第二连接板，第一连接板通过拉簧固定连接在反应腔内；第二连接板固定连接在反应腔内，第二连接板上开有阵列排布的搅动孔，第一连接板上固定连接有抖动杆，抖动杆的自由端贯穿第二连接板的搅动孔；第一连接板的一端处于反应腔内，第一连接板的另一端自出料口伸入污泥回收管内；第一连接板的中部开有供第一驱动杆穿过的偏心孔，偏心孔的横截面大于第一驱动杆的横截面；第一驱动杆上设有固定块，第一驱动杆转动时，固定块能够驱使第一连接板往复抖动；

还包括能够驱使第一驱动杆竖直移动和水平转动的动力件，动力件包括电机、连接板和动力缸，动力缸的活塞杆与连接板固定连接，电机固定连接在连接板上，电机的输出轴与第一驱动杆固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种中药生产废水组合处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)的预处理包括：

a.将废水经格栅过滤；

b.调节废水pH＝12-14，过滤除去废水中的固形物；

c.调节废水pH＝0-2，过滤除去废水中的固形物；

d.向废水中边搅拌边加入生石灰，调节废水pH＝6-8。

3.根据权利要求2所述的一种中药生产废水组合处理工艺，其特征在于，步骤b中加入氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液调节废水pH＝12-14，步骤c中加入盐酸水溶液调节废水pH＝0-2。

4.根据权利要求1所述的一种中药生产废水组合处理工艺，其特征在于，在步骤(3)处理时，控制废水的碳：氮＝200-300:5-10。

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