CN111718078A - 一种制药废水处理新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制药废水处理新工艺，该方法是在传统多级废水处理系统中加入HEB复合生物制剂，可高效地将制药废水处理成达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962‑2015)中B级排放标准的水排放，该方法具有投资省、运行费用低、操作管理简便等特点。
Description
技术领域
本发明属于废水处理和微生物运用技术领域，具体涉及一种制药废水处理新工艺。
背景技术
随着中国农业以及产业的不断发展，制药业得到了迅猛的发展，同时给环境造成了严重的污染问题。制药废水的特点是高浓度、高盐度、高色度、高生物毒性，同生产周期内同时生产品种多，废水COD、酸根浓度、pH值变化、波动大。这些污染物如不进行适当处理,一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染，造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响了人们的身体健康。
现有制药废水常规处理工艺主要如下：1.UASB法：厌氧消化效率高，结构简单，水力停留时间短，但是在中常温下COD容积负荷不足，难以处理高浓度的制药废水，需要大量稀释后处理。2.两相厌氧消化法：适用于处理高浓度有机污水、含有毒物质及难降解物质的废水，但技术条件及经济成本要求高，实际运用较困难。3.生物活性炭法：不仅能利用物理吸附作用，还能充分利用附着微生物对污染物的降解作用，大大提高COD去除率，但费用较高。4.生物滤池：生物相丰富，但易于出现滤池堵塞现象。5.SBR法：自动化控制程度高，能够对污水进行深度处理，但其缺点是BOD负荷较小，一次性投资也大。6.接触氧化法：集活性污泥和生物膜法优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理简便等优点，但只适用于COD浓度在2000mg/L以下的废水，处理制药废水时需大量稀释后处理。7.A/O：是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺，其处理效果良好，但是投资偏大，资源没有得到利用。
以上制药废水常规处理工艺所基于的技术平台全部是常规活性污泥，这些工艺的共同点均是在反应池内，投加常规活性污泥，依靠常规活性污泥来分解污染物，由于制药废水浓度高、难生化降解，含盐量高，色度高，有很强的生物毒性，常规处理工艺流程长，普遍达到6～8级处理，少数多达10级以上，需要修建大量的构建筑物，购置大量的机电设备与仪器仪表，造成污水处理站投资高昂，占地面积大。
且常规活性污泥无法承受太高的含盐量和生物毒性，系统在运行过程中如履薄冰，稳定性极差。实际运行中必须加清水大量稀释，极大的增加了运行费用与操作管理难度，无法满足稳赢运行达标排放的要求。
CN105936570B.一种化学合成类制药废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)生产废水先进入预曝调节池，往预曝调节池中加入复合生物酶，根据污染物浓度计算，水力停留时间12-24h，以降解吹脱原水中的挥发性小分子有机物，同时回流MBR生化池污泥至预曝调节池；(2)当预曝调节池内废水的ORP氧化还原电位达到50mv-100mv后，再泵入加酶厌氧池；(3)往厌氧池中加入复合生物酶，根据该工段进水水质，水力停留时间8-16h，通过复合生物酶的催化和厌氧菌群协同作用将大分子物质分解为小分子的中间体，使难生化降解物质转变成容易生化处理的物质，提高废水的可生化性；(4)厌氧池出水再自流入氧化池，根据水质浓度，水力停留时间24-48h，在复合生物酶和好氧菌的共同作用下进一步降解废水中的有机物，同时进行着脱氮除磷过程，使小分子物质最终降解为CO2和H2O；(5)经MBR生化池过滤后的上清液达标排放，污泥回流至前端预曝调节池、加酶厌氧池及加酶接触氧化池再次进行生化降解减容，剩余的少量污泥定期进入污泥浓缩池进行污泥脱水处理。该处理的方法COD去除率为91％。
上述常用方法仍存许多问题，特别是处理高浓度废水的有效性不高。开发研究高效且费用低的处理技术，加强对制药废水的处理，是确保制药业稳健发展和保护生态环境的重点工作。
制药废水处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中B级排放标准一直是环保领域的一大难题，采用传统处理工艺普遍存在处理效果不稳定、运行费用高、污泥产量大、二次污染严重等问题。
发明内容
本发明提供了一种制药废水处理新工艺，该方法采用“HEB复合生物制剂”&“三级ABR+AFB”组合工艺，可将制药废水处理到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中B级排放标准，并具有投资省、运行费用低、操作管理简便等特点。
为实现本发明的目的，提供了如下实施方案。
在一实施方案中，本发明的一种制药废水处理新工艺，包括以下步聚：
1)制药废水进入中和调节池，调节pH值至8.0～8.5之间；
2)调节pH后的废水进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的一级厌氧池；
3)一级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的一级好氧池；
4)一级好氧池出水自流进入一级沉淀池，分离掉废水中携带的悬浮物和污泥；
5)一级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的二级厌氧池，打断残存污染物的分子链；
6)二级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的二级好氧池；
7)二级好氧池出水进入二级沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
8)二级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的三级厌氧池；
9)三级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的三级好氧池；
10)三级好氧池出水进入絮凝沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
11)絮凝沉淀池上清液进入出水池，达标排放。
上述本发明的方法，步聚2)、5)、8)的厌氧池中专用填料用量为厌氧池体积的30％(体积比)，HEB复合生物制剂的用量为厌氧专用填料体积的2％；步骤3)、6)、9)的好氧池中，粉末活性炭用量为好氧池体积的10％(体积比)，步骤3)、6)、9)的好氧池中，HEB复合生物制剂的用量为粉末活性炭体积的6％。所述粉末活性炭，其颗粒为30～80目，且碘值在850mg/g以上。
上述本发明的方法，所述HEB复合生物制剂包含：
1)、微生物菌种：酵母菌1％、发酵乳酸菌1％、液化醋酸杆菌1％、反硝化产碱菌1％、枯草芽孢杆菌1％、乳酪短杆菌0.5％、亚硝基亚硝化球菌0.5％、沼泽红假单胞菌0.5％、芽生绿菌0.5％；
2)生物酶：淀粉酶1％、纤维酶1％、半纤维酶1％、果胶酶1％、漆酶1％、脂肪酶1％、糖化酶1％、蛋白质酶1％、植酸酶1％；
3)碱金属催化剂：氯化铁5‰、氯化钴3‰、氯化镍2‰；
4)辅助营养成分:蛋白胨1％、牛肉膏0.3％、氯化钠0.5％和水。
上述本发明的方法，所述专用填料为Φ80琉璃球和颗粒活性炭，其中，活性炭颗粒大小为1～6目。
在一具体实施方案中，本发明的一种制药废水处理新工艺，包括以下步聚：
1)制药废水进入中和调节池，调整废水pH值在8.0～8.5之间；
2)中和后的废水进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的一级HEB-ABR厌氧池，其中，优选的厌氧专用填料用量为厌氧池体积的30％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为厌氧专用填料用量的2％(体积比)；
3)一级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的一级HEB-AFB好氧池，其中，优选的粉末活性炭用量为好氧池体积的10％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为粉末活性炭用量的6％(体积比)；
4)一级好氧池出水自流进入一级沉淀池，分离掉废水中携带的悬浮物和污泥；
5)一级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的二级HEB-ABR厌氧池，打断残存污染物的分子链，其中，优选的厌氧专用填料用量为厌氧池体积的30％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为厌氧专用填料用量的2％(体积比)；
6)二级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的二级HEB-AFB好氧池，其中，优选的粉末活性炭用量为好氧池体积的10％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为粉末活性炭用量的6％(体积比)；
7)二级好氧池出水进入二级沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
8)二级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的三级HEB-ABR厌氧池，其中，优选的厌氧专用填料用量为厌氧池体积的30％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为厌氧专用填料用量的2％(体积比)；
9)三级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的三级HEB-AFB好氧池，其中，优选的粉末活性炭用量为好氧池体积的10％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为粉末活性炭用量的6％(体积比)；
10)三级好氧池出水进入絮凝沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
11)絮凝沉淀池上清液进入出水池，达标排放。
其中，所述HEB复合生物制剂包含：
1)微生物菌种：酵母菌1％、发酵乳酸菌1％、液化醋酸杆菌1％、反硝化产碱菌1％、枯草芽孢杆菌1％、乳酪短杆菌0.5％、亚硝基亚硝化球菌0.5％、沼泽红假单胞菌0.5％、芽生绿菌0.5％；
2)生物酶：淀粉酶1％、纤维酶1％、半纤维酶1％、果胶酶1％、漆酶1％、脂肪酶1％、糖化酶1％、蛋白质酶1％、植酸酶1％；
3)碱金属催化剂：氯化铁5‰、氯化钴3‰、氯化镍2‰；
4)辅助营养成分:蛋白胨1％、牛肉膏0.3％、氯化钠0.5％和水。
上述本发明的方法，所述专用填料为Φ80琉璃球加1～6目颗粒活性炭。
上述本发明的方法，所述粉末活性炭，其颗粒为30～80目，且碘值在850mg/g以上。
术语：
HEB-ABR厌氧池是指含有高效HEB复合生物制剂的ABR厌氧反应池。
本发明的一种制药废水处理新工艺，按以下具体实施方案实现：
1)制药废水首先进入中和调节池，通过投加酸碱(如盐酸或氢氧化钠溶液)将废水pH值稳定在8.0～8.5之间，保证后续生化处理的高效运行。然后经过水泵提升进入一级HEB-ABR厌氧池(即在传统ABR厌氧池中投加厌氧专用填料与HEB复合生物制剂)降解大分子污染物，由于废水进水浓度高，采用稀释水对进水进行稀释，降低进入后续生化池的负荷；
2)一级厌氧池出水进入一级HEB-AFB好氧池(即在传统AFB好氧池中投加粉末活性炭与HEB复合生物制剂)，在好氧条件下分解废水中的有机污染物，一级好氧池出水自流进入一级沉淀池，分离掉废水中携带的悬浮物与前级好氧反应脱落的死亡微生物膜；
3)一级沉淀池上清液进入二级HEB-ABR厌氧池，打断残存污染物的分子链，便于后续进一步分解，二级厌氧出水进入二级HEB-AFB好氧池，进行强制好氧处理；
4)二级好氧池出水进入二级沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥，二级沉淀池上清液进入三级HEB-ABR厌氧池，打断残存污染物的分子链；三级厌氧出水进入三级HEB-AFB好氧池，继续进行好氧处理；
5)三级好氧池出水进入絮凝沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥，絮凝沉淀池上清液进入出水池，达标排放。
本发明的方法采用“HEB复合生物制剂”&“三级ABR+AFB”组合工艺，可将制药废水，特别是COD及N高含量的制药废水处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中B级排放标准，并具有投资省、运行费用低、操作管理简便和制药废水处理效率高等优点。
附图说明
图1为本发明的制药废水处理流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于进一步说明和理解本发明的实质，但不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1制药废水处理方法
制药废水处理工艺流程图见图1，具体处理工艺见下。
处理步骤如下：
1)将制药废水进入中和调节池，通过通过投加酸如盐酸或碱(如氢氧化钠溶液)将废水pH值稳定在8.0～8.5之间；
2)中和调节后的废水经过水泵提升进入一级HEB-ABR厌氧池，其中，所述的HEB-ABR厌氧池是在传统ABR反应池中投加厌氧专用填料与HEB复合生物制剂，只投入一次。投入方式为将ABR反应池水力停留时间为3天，ABR反应池中专用填料为Φ80琉璃球加1～6目颗粒活性炭，投加量为厌氧池体积的30％(体积比)，HEB复合生物制剂用量为专用填料用量的2％(体积比，以下皆同)；投加方式为初次启动时一次性投加，长期使用，运行过程中不需要再投加。二级、三级HEB-ABR厌氧池相同；
3)一级厌氧池出水自流进入一级HEB-AFB好氧池，所述的HEB-AFB好氧池是在传统AFB好氧池中投加粉末活性炭与HEB复合生物制剂，只投入一次。投入方式为将AFB好氧池水力停留时间为3天，AFB好氧池中粉末活性炭规格为30～80目，碘值850mg/g以上，投加量为好氧池体积的10％(体积比，以下皆同)，HEB复合生物制剂用量为专用填料用量的6％(体积比)；投加方式为初次启动时一次性投加，长期使用，运行过程中不需要再投加。二级、三级HEB-AFB好氧池相同；
4)一级好氧池出水自流进入一级沉淀池，分离掉废水中携带的悬浮物与前级好氧反应脱落的死亡微生物膜；
5)一级沉淀池上清液进入二级HEB-ABR厌氧池，打断残存污染物的分子链；
6)二级厌氧池出水进入二级HEB-AFB好氧池，进行强制好氧处理；
7)二级好氧池出水进入二级沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
8)二级沉淀池上清液进入三级HEB-ABR厌氧池，打断残存污染物的分子链；
9)三级厌氧池出水进入三级HEB-AFB好氧池，进行好氧处理；
10)三级好氧池出水进入絮凝沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
11)絮凝沉淀池上清液进入出水池，达标排放。
HEB复合生物制剂的制备，其工艺如下：
1、在反应器中加满去离子水，计量加入蛋白胨(1％)、牛肉膏(0.3％)、氯化钠(0.5％)，加热煮沸30分钟；
2、冷却至于25℃～28℃，加入氯化铁(5‰)、氯化钴(3‰)、氯化镍(2‰)；
3、用医用级氧气向混合液中充氧，然后加入生物酶：淀粉酶(1％)、纤维酶(1％)、半纤维酶(1％)、果胶酶(1％)、漆酶(1％)、脂肪酶(1％)、糖化酶(1％)、蛋白质酶(1％)、植酸酶(1％)，并搅拌混合均匀；
4、降温至2℃～3℃，加入微生物菌种：酵母菌(1％)、发酵乳酸菌(1％)、液化醋酸杆菌(1％)、反硝化产碱菌(1％)、枯草芽孢杆菌(1％)、乳酪短杆菌(0.5％)、亚硝基亚硝化球菌(0.5％)、沼泽红假单胞菌(0.5％)、芽生绿菌(0.5％)，搅拌混合均匀；
5、在充氧条件下，缓慢均匀提升温度，升温速度为1℃/h，直到温度上升到33℃，在33℃充氧48小时完毕。
实施例2处理效果
检测和考察进出水的COD、BOD5、NN4-N和的含量变化和除去率，结果见表1。
表1去除效率分析表
(上表1的数据为开展中试实验实测数据的平均值)
实施例3忍耐能力检测
本发明的方法采用HEB复合生物制剂后，加快废污水生物处理生化反应速率，提高对有毒有害物质的忍耐能力，具有高度稳定性。将本发明的方法中采用的HEB复合生物制剂用于传统制药废水处理系统中处理废水，与不加HEB复合生物制剂的传统制药废水处理系统处理的废水进行比较。检测传统活性污泥法与HEB复合生物制剂法忍耐抑制物质浓度限值，结果如下表2。
表2传统活性污泥法与HEB复合生物制剂法忍耐抑制物质浓度限值表
表2中的数据表明，本发明采用的HEB复合生物制剂相对于传统污泥具有很高的忍耐抑制物质浓度限值，因此，可以明显降低排放水中CN-、卤素、S、酚类物质、甲醛和油脂的含量。HEB复合生物制剂显示出高效率的废水处理能力和忍耐能力。
实施例4对比效果
将实施例1的制药废水，采用相同的处理流程，仅将HEB复合生物制剂用CN105936570说明书实施例4记载的复合生物本酶替换，然后检测并考察进出水的COD、NN4-N的含量变化和除去率。结果见表3。
表3CN105936570的复合生物酶去除COD和NN4-N的效率分析表
上表3数据表明，按现有技术CN105936570的复合生物酶处理高浓度COD制药废水，不能达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中B级排放标准。
同样，将HEB复合生物制剂用于CN105936570B的废水处理方法中，替换其复合生物酶，发现对COD和N高含量的制药废水处理不能获得理想效果，经检测，出水达标困难。这也证明本发明的方法采用“HEB复合生物制剂”&“三级ABR+AFB”组合工艺，可将COD及N高含量的制药废水处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中B级排放标准，并具有投资省、运行费用低、操作管理简便和制药废水处理效率高等优点。
本发明的范围并不仅限于上述实施例，任何在本发明的精神实质下进行的简单变通和修饰，也属于本发明的范围。
Claims (8)
1.一种制药废水处理新工艺，包括以下步聚：
1)制药废水进入中和调节池，调节pH值至8.0～8.5之间；
2)调节pH后的废水进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的一级厌氧池；
3)一级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的一级好氧池；
4)一级好氧池出水自流进入一级沉淀池，分离掉废水中携带的悬浮物和污泥；
5)一级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的二级厌氧池，打断残存污染物的分子链；
6)二级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的二级好氧池；
7)二级好氧池出水进入二级沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
8)二级沉淀池上清液进入含有厌氧专用填料和HEB复合生物制剂的三级厌氧池；
9)三级厌氧池出水进入含有粉末活性炭和HEB复合生物制剂的三级好氧池；
10)三级好氧池出水进入絮凝沉淀池，分离除去废水中残存的悬浮物和污泥；
11)絮凝沉淀池上清液进入出水池，达标排放。
2.如权利要求1所述的方法，步聚2)、5)、8)的厌氧池中专用填料用量为厌氧池体积的30％(体积比)。
3.如权利要求1所述的方法，步聚2)、5)、8)的厌氧池中，HEB复合生物制剂的用量为厌氧专用填料体积的2％。
4.如权利要求1所述的方法，步骤3)、6)、9)的好氧池中，粉末活性炭用量为好氧池体积的10％(体积比)。
5.如权利要求1所述的方法，步骤3)、6)、9)的好氧池中，HEB复合生物制剂的用量为粉末活性炭体积的6％。
6.如权利要求1、3或5所述的方法，所述HEB复合生物制剂包含：
1)、微生物菌种：酵母菌1％、发酵乳酸菌1％、液化醋酸杆菌1％、反硝化产碱菌1％、枯草芽孢杆菌1％、乳酪短杆菌0.5％、亚硝基亚硝化球菌0.5％、沼泽红假单胞菌0.5％、芽生绿菌0.5％；
2)生物酶：淀粉酶1％、纤维酶1％、半纤维酶1％、果胶酶1％、漆酶1％、脂肪酶1％、糖化酶1％、蛋白质酶1％、植酸酶1％；
3)碱金属催化剂：氯化铁5‰、氯化钴3‰、氯化镍2‰；
4)辅助营养成分:蛋白胨1％、牛肉膏0.3％、氯化钠0.5％和水。
7.如权利要求2所述的方法，所述专用填料为Φ80琉璃球和颗粒活性炭，其中活性炭颗粒大小为1～6目。
8.如权利要求4所述的方法，所述粉末活性炭，其颗粒大小为30～80目，且碘值在850mg/g以上。
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