CN111592194A - 一种硫酸新霉素生产废水处理方法 - Google Patents

一种硫酸新霉素生产废水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种硫酸新霉素生产废水处理方法，包括以下步骤：（1）、调节水质水量；（2）、废水固液分离；（3）、电化学反应；（4）、去除硫酸盐；（5）、脱硫；（6）、COD和BOD去除；（7）、综合调节水质水量；（8）、臭氧氧化；（9）、AAO工艺；（10）、二次沉淀；（11）、污泥处理；（12）、絮凝沉淀。本发明提高了硫酸新霉素生产废水的可生化性，去除水中高硫酸根，大部分氨氮和TP，在充分发挥厌氧处理优势基础上，节省投资的占地面积、运行费用并降低后续好氧生化工艺阶段处理难度，具有良好的社会和经济效益。

Description

一种硫酸新霉素生产废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理，特别是一种硫酸新霉素生产废水处理装置。
背景技术
硫酸新霉素生产属于发酵制药工艺，废水的特点为有高低浓度两种废水，高浓度废水主要为硫酸新霉素生产过程中产生的提取废水，COD(化学需氧量)高达15000-20000mg/L，BOD(生物需氧量)低，含量为8000-10000mg/L，可生化性一般，氨氮含量为1300-2000mg/L、TP(总磷含量)为150-200mg/L、硫酸根为10000-15000mg/L，含量均较高，高浓度较大水质水量变化大，大多含难生物降解物和微生物生长抑制剂。因原水COD较高，应优先选择采用厌氧工艺降低原水COD浓度，但废水中的高硫酸根浓度会产生SRB(硫酸盐还原菌)与厌氧产甲烷菌发生基质竞争作用，从而抑制厌氧反应器产甲烷菌的生长，严重时甚至造成厌氧反应器的瘫痪。常规的两相厌氧工艺仅能去除高硫酸根，高COD废水，而硫酸新霉素生产过程中的提取废水还有高SS、高P(磷)、高氨氮的特点，其浓度已远超常规AAO生化系统进水负荷，高P高氨氮废水如果直接进入AAO生化系统，会对常规AAO工艺造成曝气量显著增加，泡沫严重、污泥流失量大等严重的不良影响，因此必须加强对该类废水的预处理，提高其可生化性，去除水中高硫酸根，大部分氨氮和TP，再与低浓度废水混合进入生化处理设施，在充分发挥厌氧处理优势基础上，节省投资的占地面积、运行费用并降低后续好氧生化工艺阶段处理难度，但至今未见公开报导。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种硫酸新霉素生产废水处理装置，可有效解决提高硫酸新霉素生产废水可生化性，去除水中高硫酸根，大部分氨氮和TP，并降低后续好氧生化工艺阶段处理难度。
为实现上述目的，本发明解决的技术方案是，一种硫酸新霉素生产废水处理方法，包括以下步骤：
(1)、调节水质水量：高硫酸根高氨氮提取废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，进入预调节池，预调节池内加入酸性物质和碱性物质，废水在预调节池内反应24-48h，控制pH值为6-9，所述格栅井设置在预调节池进口处；
(2)、废水固液分离：预调节池内的废水经第一污水提升泵泵入气浮机进行固液分离20-30min，经自动加药装置向气浮机内投加质量分数为10％-15％的聚铝30-50mg/L，和质量分数为1‰的聚丙烯酰胺1-2mg/L，去除水中悬浮物和少量COD，分离出的菌渣进入液压板框压滤机脱水压榨后，交由具有危废处理处置资质的第三方处理，液压板框压滤机脱水后的废水进入综合调节池内；
(3)、电化学反应：气浮机处理后的废水进入电化学反应器内反应0.8h-1.5h，去除废水中的COD、氨氮和TP；
(4)、去除硫酸盐：电化学反应器处理后的废水进入到产酸相反应器内反应6-24h，电化学反应器内pH为6.1-6.5，生成的硫化物主要为H2S，通过硫酸盐还原菌去除废水中大部分硫酸盐，且产生较多的甲烷前体物，在脱硫后避免毒害产甲烷菌并保证较高的产甲烷率；
(5)、脱硫：产酸相反应器处理后的废水进入脱硫池，经鼓风机提供曝气，通过微氧曝气氧化将废水中的H2S氧化成单质硫，并投加絮凝剂絮凝沉淀1.5-2h，将硫从废水中去除；
(6)、COD和BOD去除：脱硫池处理后的废水经第二污水提升泵进入产甲烷相反应器反应1.5-8d，产甲烷相反应器内pH为6.8-7.2，通过产甲烷菌将废水中有机物降解为甲烷和二氧化碳，去除废水中的COD和BOD；
(7)、综合调节水质水量：产甲烷相反应器处理后的废水与硫酸新霉素再生废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，进入综合调节池，在综合调节池内加入酸性物质和碱性物质，经鼓风机对综合调节池内废水进行气体搅拌，废水在综合调节池内反应12-24h，控制pH值为6-9，所述格栅井设置在综合调节池进口处；
(8)、臭氧氧化：综合调节池处理后的废水进入到臭氧预氧化池内，经臭氧发生器提供臭氧，废水在臭氧预氧化池内反应1h，去除废水中有机物；
(9)、AAO工艺：臭氧预氧化池处理后的废水经第三污水提升泵泵入厌氧池内，废水在厌氧池、缺氧池和接触氧化池内反应，通过聚磷菌厌氧释磷，好氧吸磷去除废水中TP，经过硝化细菌的硝化作用和反硝化细菌的反硝化作用，将废水中的氨氮转化为氮气，废水在接触氧化池内反应12-20h，经鼓风机提供曝气，气水比为15—20：1，反应后的硝化液经管道回流至厌氧池，反应后的废水进入二次沉淀池；
(10)、二次沉淀：废水进入二次沉淀池后沉淀0.5h-1h，将污泥和清水分离，产生的污泥一部分回流至厌氧池，剩余的污泥进入污泥池，分离的清水经管道排入絮凝沉淀池；
(11)、污泥处理：污泥池里污泥排入污泥脱水机，经污泥调理药剂加药装置投加质量分数为1‰的聚丙烯酰胺，投放量为每吨干污泥投放1-3kg，经污泥脱水机脱水处理后，运至垃圾填埋场做无害化处理；
(12)、絮凝沉淀：在絮凝沉淀池中加入质量分数为10％的PAC和0.1％的PAM，废水在絮凝沉淀池中反应0.5-1h，上清液经絮凝沉淀池出水口达标排放。
本发明提高了硫酸新霉素生产废水的可生化性，去除水中高硫酸根，大部分氨氮和TP，在充分发挥厌氧处理优势基础上，节省投资的占地面积、运行费用并降低后续好氧生化工艺阶段处理难度，具有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1是本发明结构框示图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明在具体实施时，由以下实施例给出。
一种硫酸新霉素生产废水处理方法，包括以下步骤：
(1)、调节水质水量：制药生产很多均为间歇生产，水量和水质波动大，对废水处理设备正常发挥净化功能不利，为提高污水处理设施对有机物负荷冲击能力，减小水质波动，设置预调节池对原水进行水量水质的调节，高硫酸根高氨氮提取废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷，进入预调节池1，预调节池1内设有搅拌机，功率按5-8W/m3，在预调节池1内加入H2SO4(硫酸)和NaOH(氢氧化钠)，废水在预调节池1内反应24-48h，通过工业pH计控制pH值为6-9，为后续工艺提供适宜反应条件，格栅井设置在预调节池1进口处，与预调节池1合建；
(2)、废水固液分离：预调节池1内的废水经第一污水提升泵2泵入气浮机3进行固液分离20-30min，气浮机分离出的浮渣主要是提取废水中的菌渣，水中的SS(悬浮物)达上万mg/L，经自动加药装置3-1向气浮机3内投加质量分数为10％-15％的聚铝30-50mg/L，和质量分数为1‰的聚丙烯酰胺1-2mg/L，实现更好的固液分离效果，去除水中悬浮物和少量COD，SS去除率可达80％-90％，分离出的菌渣为危险废物，进入液压板框压滤机8脱水压榨后，交由具有危废处理处置资质的第三方处理，液压板框压滤机8脱水后的废水进入综合调节池9内；
(3)、电化学反应：气浮机3处理后的废水进入电化学反应器4内反应0.8h-1.5h，去除废水中的COD、氨氮和TP；
在脉冲流冲击和电化学作用下，废水中的有机物在电极表面连续产生电化学氧化降解和还原改性，还产生电芬顿(Fenton)反应，在羟基自由基协同作用下，采用可溶性高硅铁素体复极式电极配套脉冲电源，同时发生电气浮、电凝聚等物化分离反应，在常温、常压条件下反应；耐受水质、水温波动的冲击，系统可控艺系统；不需要外加药剂，不产生二次污染，废水CODcr(重铬酸盐指数)降低50～70％，且BOD5/CODcr比值有较大提高，有效地改善废水的可生化性；
进行电解时，阳极的主要发生铁的溶解反应，阴极主要是H2的析出反应，随H+的减少，NH3-NH4 +平衡被破坏，自由态氨(NH3)不断增多。阴极产生的气体将自由态氨从废水中带出，使得废水中总氨氮浓度降低，此时OH-不断增多，pH值不断增加。当pH值增加到一定值以后，废水中的OH-和溶解的Fe2+形成絮状沉淀，另一方面OH-还失去电子，放出氧，这两者使得pH值增加速度变缓，当反应达到平衡时，此时氨去除率达到最大，大量的氨氮被去除；
(4)、去除硫酸盐：电化学反应器4处理后的废水进入到产酸相反应器5内反应6-24h，电化学反应器(4)内pH为6.1-6.5，生成的硫化物主要为H2S，SRB(硫酸盐还原菌)可利用基质范围广泛，通过硫酸盐还原菌去除废水中大部分硫酸盐，且产生较多的甲烷前体物，在脱硫后避免毒害产甲烷菌并保证较高的产甲烷率；产酸相反应器5的COD容积负荷：2-5kgCOD/m3。
(5)、脱硫：产酸相反应器5处理后的废水进入脱硫池6，经鼓风机21提供曝气，通过微氧曝气氧化将废水中的H2S氧化成单质硫，并投加絮凝剂絮凝沉淀1.5-2h，沉淀表面负荷＜0.1m/s，将硫从废水中去除；
(6)、COD和BOD去除：脱硫池6处理后的废水经第二污水提升泵6-1进入产甲烷相反应器7反应1.5-8d，产甲烷相反应器7内pH为6.8-7.2，由于前置预处理步骤中去除了高硫酸根和高氨氮，脱硫池6内通过产甲烷菌将废水中有机物降解为甲烷和二氧化碳，去除废水中的COD和BOD；脱硫池6的COD负荷为4-15kgCOD/m3；
(7)、综合调节水质水量：产甲烷相反应器7处理后的废水与硫酸新霉素再生废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，进入综合调节池9，在综合调节池9内加入酸性物质和碱性物质，经鼓风机21对综合调节池9内废水进行气体搅拌，避免有机物沉降到池底并酸化腐败，也能通过鼓风机21预曝气去除一部分COD、BOD，废水在综合调节池9内反应12-24h，通过工业pH计控制pH值为6-9；格栅井设置在综合调节池9进口处；
(8)、臭氧氧化：综合调节池9处理后的废水进入到臭氧预氧化池10内，经臭氧发生器11提供臭氧，废水在臭氧预氧化池10内反应1h，去除废水中有机物；
(9)、AAO工艺：臭氧预氧化池10处理后的废水经第三污水提升泵12泵入厌氧池13内，废水在厌氧池13、缺氧池14和接触氧化池15内反应，通过聚磷菌厌氧释磷，好氧吸磷去除废水中TP，经过硝化细菌的硝化作用和反硝化细菌的反硝化作用，将废水中的氨氮转化为氮气，接触氧化池15池内悬挂有塑性花片材质的组合填料，组合填料直径为Φ150-180mm，BOD填料容积负荷为1-1.2kgBOD/m3，废水在接触氧化池15内反应12-20h，经鼓风机21提供曝气，曝气由均布在池底的直径为Φ215mm的微孔曝气盘Φ215mm实现均匀供气，气水比为15—20：1，反应后的硝化液经管道回流至厌氧池13，反应后的废水进入二次沉淀池16；
(10)、二次沉淀：废水进入二次沉淀池16后沉淀0.5h-1h，将污泥和清水分离，产生的污泥一部分回流至厌氧池13，剩余的污泥进入污泥池18，分离的清水经管道排入絮凝沉淀池17；
(11)、污泥处理：污泥池18里污泥排入污泥脱水机19，经污泥调理药剂加药装置20投加质量分数为1‰的聚丙烯酰胺，投放量为每吨干污泥投放1-3kg，经污泥脱水机19脱水处理后，运至垃圾填埋场做无害化处理；
(12)、絮凝沉淀：二次沉淀池16出水中残留的悬浮物为粒径从10μm到数毫米的生物絮凝体和未被凝聚的胶体颗粒，是造成制药废水色度的主因，二次沉淀池16出水BOD值的50％-80％来源于这些颗粒，因此，在絮凝沉淀池12中加入质量分数为10％的PAC和0.1％的PAM，废水在絮凝沉淀池12中反应0.5-1h，上清液经絮凝沉淀池12出水口达标排放。
为保证更好的实施效果，所述的污泥脱水机19为液压板框脱水机或叠螺污泥脱水机。
所述的步骤(1)和步骤(7)中的格栅井间隙为10mm，过栅流速为0.6m-0.8m/s，倾斜角度为60°。
所述的步骤(9)中厌氧池(13)、缺氧池(14)和接触氧化池(15)的体积比为1:1：3或1:1：4。
本发明经实施地应用和测试，取得了非常好的有益效果，具体数据如下：
Figure BDA0002523125520000051
注：表中但是未标注单位的，均是指单位为mg/L。
由上述可知，本发明采用提取废水强化预处理(其中菌渣收集压滤)—与再生废水混合—臭氧高级预氧化—AAO—絮凝沉淀组合工艺来处理该废水，与现有技术相比，有以下优点：
(1)对于提取废水通过物化(气浮)、电化学(电絮凝、电Fenton)、两相厌氧工艺(步骤4和步骤6)联用预处理后，去除水中高硫酸根，COD、BOD、大部分氨氮和TP，再与再生废水混合进入后续常规生化处理设施；
(2)通过合理工艺设计选型，在两相厌氧工艺前增加气浮和电化学工艺，在预处理阶段在去除COD和硫酸根的同时，将SS、TP、氨氮等指标降到常规生化处理范围内，降低后续生化处理难度，保证整套系统处理达标稳定性；
(3)预处理中，通过两相厌氧工艺中间配置的微量除硫单元，通过调整pH、微量曝气、加药沉淀等工艺技术手段将产酸相厌氧反应器产生的大量H2S氧化，从而去除有毒的H2S，避免对后续产甲烷相厌氧反应器的毒害作用，保证产甲烷菌的正常生长繁殖，从而保障厌氧反应器的正常处理效率和日常运行。脱硫池采用空气作为气源，相比于传统的用N2或沼气吹脱方式，简单经济，可靠安全，本发明提高了硫酸新霉素生产废水的可生化性，去除水中高硫酸根，大部分氨氮和TP，在充分发挥厌氧处理优势基础上，节省投资的占地面积、运行费用并降低后续好氧生化工艺阶段处理难度，具有良好的社会和经济效益。

Claims (6)

1.一种硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、调节水质水量：高硫酸根高氨氮提取废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，进入预调节池（1），预调节池（1）内加入酸性物质和碱性物质，废水在预调节池（1）内反应24-48h，控制pH值为6-9，所述格栅井设置在预调节池（1）进口处；
（2）、废水固液分离：预调节池（1）内的废水经第一污水提升泵（2）泵入气浮机（3）进行固液分离20-30min，经自动加药装置（3-1）向气浮机（3）内投加质量浓度为10%-15%的聚铝30-50mg/L，和质量浓度为1‰的聚丙烯酰胺1-2mg/L，去除水中悬浮物和少量COD，分离出的菌渣进入液压板框压滤机（8）脱水压榨后，交由具有危废处理处置资质的第三方处理，液压板框压滤机（8）脱水后的废水进入综合调节池（9）内；
（3）、电化学反应：气浮机（3）处理后的废水进入电化学反应器（4）内反应0.8h-1.5h，去除废水中的COD、氨氮和TP；
（4）、去除硫酸盐：电化学反应器（4）处理后的废水进入到产酸相反应器（5）内反应6-24h，电化学反应器（4）内pH为6.1-6.5，生成的硫化物主要为H2S，通过硫酸盐还原菌去除废水中大部分硫酸盐，且产生较多的甲烷前体物，在脱硫后避免毒害产甲烷菌并保证较高的产甲烷率；
（5）、脱硫：产酸相反应器（5）处理后的废水进入脱硫池（6），经鼓风机（21）提供曝气，通过微氧曝气氧化将废水中的H2S氧化成单质硫，并投加絮凝剂絮凝沉淀1.5-2h，将硫从废水中去除；
（6）、COD和BOD去除：脱硫池（6）处理后的废水经第二污水提升泵（6-1）进入产甲烷相反应器（7）反应1.5-8d，产甲烷相反应器（7）内pH为6.8-7.2，通过产甲烷菌将废水中有机物降解为甲烷和二氧化碳，去除废水中的COD和BOD；
（7）、综合调节水质水量：产甲烷相反应器（7）处理后的废水与硫酸新霉素再生废水经格栅井去除较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质后，进入综合调节池（9），在综合调节池（9）内加入酸性物质和碱性物质，经鼓风机（21）对综合调节池（9）内废水进行气体搅拌，废水在综合调节池（9）内反应12-24h，控制pH值为6-9，所述格栅井设置在综合调节池（9）进口处；
（8）、臭氧氧化：综合调节池（9）处理后的废水进入到臭氧预氧化池（10）内，经臭氧发生器（11）提供臭氧，废水在臭氧预氧化池（10）内反应1h，去除废水中有机物；
（9）、AAO工艺：臭氧预氧化池（10）处理后的废水经第三污水提升泵（12）泵入厌氧池（13）内，废水在厌氧池（13）、缺氧池（14）和接触氧化池（15）内反应，通过聚磷菌厌氧释磷，好氧吸磷去除废水中TP，经过硝化细菌的硝化作用和反硝化细菌的反硝化作用，将废水中的氨氮转化为氮气，废水在接触氧化池（15）内反应12-20h，经鼓风机（21）提供曝气，气水比为15—20：1，反应后的硝化液经管道回流至厌氧池（13），反应后的废水进入二次沉淀池（16）；
（10）、二次沉淀：废水进入二次沉淀池（16）后沉淀0.5h-1h，将污泥和清水分离，产生的污泥一部分回流至厌氧池（13），剩余的污泥进入污泥池（18），分离的清水经管道排入絮凝沉淀池（17）；
（11）、污泥处理：污泥池（18）里污泥排入污泥脱水机（19），经污泥调理药剂加药装置（20）投加质量浓度为1‰的聚丙烯酰胺，投放量为每吨干污泥投放1-3kg，经污泥脱水机（19）脱水处理后，运至垃圾填埋场做无害化处理；
（12）、絮凝沉淀：在絮凝沉淀池（12）中加入质量浓度为10%的聚铝和0.1%的聚丙烯酰胺，废水在絮凝沉淀池（12）中反应0.5-1h，上清液经絮凝沉淀池（12）出水口达标排放。
2.根据权利要求1所述的硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，所述的预调节池（1）内装有搅拌机，搅拌机功率为5-8W/m³。
3.根据权利要求1所述的硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，所述的污泥脱水机（19）为液压板框脱水机或叠螺污泥脱水机。
4.根据权利要求1所述的硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，所述的步骤（1）中的酸性物质为H2SO4，碱性物质为NaOH。
5.根据权利要求1所述的硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，所述的步骤（1）和步骤（7）中的格栅井间隙为10mm，过栅流速为0.6m-0.8m/s，倾斜角度为60°。
6.根据权利要求1所述的硫酸新霉素生产废水处理方法，其特征在于，所述的步骤（9）中厌氧池（13）、缺氧池（14）和接触氧化池（15）的体积比为1:1：3或1:1：4。
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