CN112007506A - 一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法 - Google Patents

一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法 Download PDF

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Abstract

一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，废气经生物喷淋塔与好氧池来的泥水混合物逆流接触、吸附废气中的可溶性有机物，再经芬顿处理与芬顿药剂反应，氧化降解废气中的难降解有机物，再经喷洗塔，通过清水池来的清水洗涤，洗涤后的废气最后经生物滤池除去剩余有机物后，经烟囱排放；废水经芬顿反应池、缺氧池、好氧池、沉淀池处理后，沉淀池内达标的上层清水进入清水池。芬顿处理塔的洗涤液排入芬顿反应池。本发明集成高级氧化，厌氧，好氧生物净化，生物滤池等工艺，具有废水废气联合处理效率高、芬顿药剂消耗低、运行费用低等特点。

Description

一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法
技术领域
本发明涉及废水废气处理方法，特别是医药化工废水废气的综合处理方法。
背景技术
医药化工类废水具有气味大、难降解、污染物浓度高的特性，在废水处理的过程中往往需要对废水进行预处理以破坏有机物结构，降低有机物分子量，减小有机物毒性，提高废水可生化性后，通过厌氧--好氧去处COD、氨氮、总氮等污染物。而医药化工类废气主要由药品生产过程中化学合成段、提取/萃取段、原料储存段和污水站各处理段产生的VOCs组成；具有成分复杂、浓度变化大、易燃易爆等特性。废气VOCs处理方法主要有活性炭、等离子、光氧化、生物法和燃烧法(RTO/RCO等)。几种处理工艺比较见下表。
表一：几种VOCs处理工艺比较
Figure BDA0002655023910000011
Figure BDA0002655023910000021
在以上主流VOCs处理工艺中，低温等离子技术不成熟，安全性较差，已经被某些地方主管部门叫停；活性炭吸附法由于活性炭难以再生，吸附饱和后作为危废处置，运行费用极高，导致设备设施不能正产运行；光催化氧化法因为催化剂使用寿命低，紫外灯管使用寿命低，且会受到废气中粉尘的影响，处理效率较低，多数设备不能正常运行，且有爆燃风险；燃烧法虽然处理效率较高，但对日常维护要求较高，每年均有因维护不当，燃烧舱爆炸导致人员伤亡的多起案例；而生物法以其卓越的臭味气体净化效果，和超高的安全性在几项主流处理工艺中脱颖而出，成为越来越多的医药化工企业治理VOCs的主要选择。
但传统的生物除臭工艺有其自身的缺点：1、为了保证微生物的正常生长，需要给微生物提供营养液，增加运行成本。2、对于难降解有机物如苯系物、卤代烃、芳香族化合物和难溶或不溶的有机物，生物除臭处理效果有限，在浓度较高的情况下，不能保证达标排放。3、微生物群落不稳定，长期运行，可能会出现退化等现象。4、淋洗液排放量较大，产生多余的废水。
发明内容
本发明的目的是提供一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，旨在提高废气废水联合处理效率、降低芬顿药剂消耗量、节约能源、降低运行费用。
本发明的目的是这样实现的：一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，包括以下步骤：
(1)生产废气和污水站废气收集后通过罗茨风机经废气进气口输送进入生物喷淋塔，通过污水处理系统好氧池回流泵，将好氧池内活性污泥泥水混合物泵入生物喷淋塔，自上而下的泥水混合物在喷淋塔填料层充分与自下而上的有机废气接触，溶解吸附有机废气中可溶性有机物的淋洗液，最终排入污水处理系统中的缺氧池；生物喷淋塔内设置喷淋头和填料层；
(2)生物喷淋塔处理后的废气进入两相芬顿处理塔，针对苯、苯系物、卤代烃、芳香类等难降解，难溶/不溶类有机物，通过循环泵抽取芬顿药剂槽内的芬顿药剂，让经喷淋自上而下的芬顿药剂以气溶胶形式与自下而上的由生物喷淋塔排出的废气充分接触，使废气中的难溶有机物，通过芬顿反应产生的强氧化性的羟基自由基，破坏难降解有机物结构，以提高废气可生化性，两相芬顿处理塔与污水处理系统的芬顿反应池加药系统共用，两相芬顿处理塔的循环槽定期补充双氧水、硫酸亚铁和盐酸，两相芬顿处理塔流出液回流进入污水处理系统的芬顿反应池，没有反应完全的芬顿药剂继续参与废水中难降解物质的氧化；两相芬顿处理塔内设置有喷淋系统和填料层，芬顿药剂槽内设置有PH仪；
(3)废气经两相芬顿处理塔处理后，废气自下而上进入淋洗塔与自上而下的清水充分接触进行洗涤，去除废气中夹带的芬顿液，洗涤液排入芬顿反应池进行处理，淋洗塔用水由清水池经水泵输送提供，淋洗塔内设有填料层以及喷淋系统；
(4)经淋洗塔洗涤后废气从底部进入生物滤池，通过生物滤池内生物填料上的微生物，对废气中剩余有机物进行处理，废气达到排放标准后、经过离心风机从生物滤池排气口进行抽排，再通过烟囱排放；循环槽用清水通过水泵抽取清水池中的水进行补充，定期更换，循环槽排水直接排入缺氧池，整体过程没有额外废水产生；定期通过循环泵抽出循环槽水对生物滤池内的填料进行喷淋补水；好氧池的活性污泥泥水混合物通过好氧池回流泵定期补充至生物滤池，增加生物滤池生物浓度，提高生物群落稳定性；
医药化工废水首先输送至芬顿反应池、与两相芬顿处理塔的流出液以及淋洗塔的洗涤液混合，对废水中难降解物质进行氧化及分解；芬顿反应池处理后的废水输送至缺氧池与生物喷淋塔的淋洗液混合后进行厌氧处理；厌氧处理后的废水输送至好氧池进行好氧处理；好氧处理后的废水输送至沉淀池进行沉降处理，沉淀池内经处理达到排放标准后的上层清水输送至清水池，沉淀池内的下层沉淀物定期排出。
所述生物喷淋塔的废气进气口以及生物滤池排气口均设置有VOCs测定仪，以实时监测进/出废气VOCs浓度，所述生物喷淋塔、两相芬顿处理塔以及淋洗塔的喷淋量自动调节，芬顿药剂的加药量自动调节，精确控制，在减小喷淋量和加药量的情况下，保证废气达标排放。
所述厌氧池的水温维持在25℃以上，好氧池的水温维持在18℃左右。
所述生物滤池和污水处理系统联合运行，在低负荷运行时，生物滤池处理污水，降低污水处理系统运营费用，提高出水水质；生物滤池污泥和碳源由污水处理系统的缺氧池或好氧池提供。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本公司结合二十余年医药化工废水、废气治理的工程实践经验，研发提出具有整体处理功能的废水、废气联合生物净化处理工艺(Combined biological purificationprocess of waste water and waste gas,CBPP)工艺。该工艺集成高级氧化、厌氧生物净化、好氧生物净化、生物滤池等工艺，通过分析废水、废气的主要成分，采用废水净化与废气净化工艺的运行特点，取长补短，有效提高了废气废水的处理效率，降低了药剂消耗量，达到了节能降耗，以及降低运行费的效果。
2.CBPP系统可以通过在线VOCs测定仪，实时监测进/出废气VOCs浓度，并自动调节各塔喷淋量和自动调节加药量，精确控制，在减小喷淋量和加药量的情况下，保证废气达标排放。同时废气处理系统与废水处理可以联合控制，综合废水、废气监测数据、通过大数据系统，制定自控逻辑，最大程度减少人工操作。
3.CBPP系统热量高效利用
生物除臭工艺是一系列微生物酶促反应的集合，适宜的反应温度是污染物去除速率的保障，传统生物除臭工艺在环境温度较低的情况下，需要额外增加温度，以保证微生物活性。
本发明污水处理系统在冬季温度较低的情况下，厌氧池需要补充一定热量，由于罗茨风机产生的高压空气有一定的热量，通常冬季污水处理单元中水厌氧池水温可以维持在25℃以上，好氧池温度可以维持在18℃左右。
而CBPP工艺生物除臭单元利用污水处理单元中活性污泥泥水混合物、达标清水作为喷淋液，可以有效利用好氧池温度，冬季无需对CBPP废气处理单元进行额外加温，可以明显降低冬季加温费用。
附图说明
图1是本发明CBPP工艺流程图。
具体实施方式
图1为CBPP工艺的简化示意图，对于污水站的系统处理工艺进行了简化，仅对CBPP所涉及的污水站和废气净化的功能区进行列出，方便阐述CBPP的工艺内容。
图1示出，一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，包括以下步骤：
(1)生产废气和污水站废气收集后通过罗茨风机经废气进气口输送进入生物喷淋塔，通过污水处理系统好氧池回流泵4，将好氧池内活性污泥泥水混合物泵入生物喷淋塔，自上而下的泥水混合物在喷淋塔填料层充分与自下而上的有机废气接触，溶解吸附有机废气中可溶性有机物的淋洗液，最终排入污水处理系统中的缺氧池；生物喷淋塔内设置喷淋头和填料层；
(2)生物喷淋塔处理后的废气进入两相芬顿处理塔，针对苯、苯系物、卤代烃、芳香类等难降解，难溶/不溶类有机物，通过循环泵抽取芬顿药剂槽内的芬顿药剂，让经喷淋自上而下的芬顿药剂以气溶胶形式与自下而上的由生物喷淋塔排出的废气充分接触，使废气中的难溶有机物，通过芬顿反应产生的强氧化性的羟基自由基，破坏难降解有机物结构，以提高废气可生化性，两相芬顿处理塔与污水处理系统的芬顿反应池加药系统共用，两相芬顿处理塔的循环槽定期补充双氧水、硫酸亚铁和盐酸，两相芬顿处理塔流出液回流进入污水处理系统的芬顿反应池，没有反应完全的芬顿药剂继续参与废水中难降解物质的氧化；两相芬顿处理塔内设置有喷淋系统和填料层，芬顿药剂槽内设置有PH仪；
(3)废气经两相芬顿处理塔处理后，废气自下而上进入淋洗塔与自上而下的清水充分接触进行洗涤，去除废气中夹带的芬顿液，洗涤液排入芬顿反应池进行处理，淋洗塔用水由清水池经水泵输送提供，淋洗塔内设有填料层以及喷淋系统；
(4)经淋洗塔洗涤后废气从底部进入生物滤池，通过生物滤池内生物填料上的微生物，对废气中剩余有机物进行处理，废气达到排放标准后、经过离心风机从生物滤池排气口进行抽排，再通过烟囱排放；循环槽用清水通过水泵5抽取清水池中的水进行补充，定期更换，循环槽排水直接排入缺氧池，整体过程没有额外废水产生；定期通过循环泵1抽出循环槽水对生物滤池内的填料进行喷淋补水；好氧池的活性污泥泥水混合物通过好氧池回流泵4定期补充至生物滤池，增加生物滤池生物浓度，提高生物群落稳定性；
医药化工废水首先输送至芬顿反应池、与两相芬顿处理塔的流出液以及淋洗塔的洗涤液混合，对废水中难降解物质进行氧化及分解；芬顿反应池处理后的废水输送至缺氧池与生物喷淋塔的淋洗液混合后进行厌氧处理；厌氧处理后的废水输送至好氧池进行好氧处理；好氧处理后的废水输送至沉淀池进行沉降处理，沉淀池内经处理达到排放标准后的上层清水输送至清水池，沉淀池内的下层沉淀物定期排出。
生物喷淋塔的废气进气口以及生物滤池排气口均设置有VOCs测定仪，以实时监测进/出废气VOCs浓度，所述生物喷淋塔、两相芬顿处理塔以及淋洗塔的喷淋量自动调节，芬顿药剂的加药量自动调节，精确控制，在减小喷淋量和加药量的情况下，保证废气达标排放。
厌氧池的水温维持在25℃以上，好氧池的水温维持在18℃左右。
生物滤池和污水处理系统联合运行，在低负荷运行时，生物滤池处理污水，降低污水处理系统运营费用，提高出水水质；生物滤池污泥和碳源由污水处理系统的缺氧池或好氧池提供。
CBPP工艺简介。
医药化工排放出的废水以及废气中含多种有机物，主要成分可能包含醇类、醛类、脂类、醚类、腈类、烷烯烃、苯系物、卤代烃和芳香族类挥发性有机物，其中对于苯系物、卤代烃和芳香族化合物和其它难溶或不溶有机物，单一的生物净化有一定的局限，很难保证达标排放，这里有机污染物统称为难降解有机物。
在医药化工排放的废水含有上述难降解有机物，针对以上难降解有机物采用的处理工艺采用的处理方式为高浓度废水和低浓度分开收集，高浓度废水通过预处理，采用微电解、芬顿、电解、臭氧等高级氧化预处理后，提高可生化性后与低浓度有机废水混合调质，再进入厌氧处理，去除大部分有机物后，厌氧出水再进入A/O好氧处理，去除总氮和剩余有机物，出水再深度处理达到排放标准或者回用于生产。
在生产排放的废气中也含有难降解有机物，采用本公司专利技术“两相芬顿预处理技术”，通过将芬顿反应液喷入处理塔，一定条件下产生气溶胶，在填料层充分与有机废气接触，通过芬顿反应产生的强氧化性的羟基自由基，破坏难降解有机物结构，提高可生化性。该芬顿液与生产废水中高浓度有机废水预处理芬顿相结合，可以降低设备投资和节省药剂费。
经过芬顿塔与处理过的废气进行后续深度净化，采用生物滤池对废气中的剩余有机物进行处理，该生物滤池的运行也与污水站污水处理系统进行结合，补充碳源、提供高浓度菌群、热能补充以及提供喷淋循环水等有效降低了运行成本。

Claims (4)

1.一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生产废气和污水站废气收集后通过罗茨风机经废气进气口输送进入生物喷淋塔，通过污水处理系统好氧池回流泵(4)，将好氧池内活性污泥泥水混合物泵入生物喷淋塔，自上而下的泥水混合物在喷淋塔填料层充分与自下而上的有机废气接触，溶解吸附有机废气中可溶性有机物的淋洗液，最终排入污水处理系统中的缺氧池；生物喷淋塔内设置喷淋头和填料层；
(2)生物喷淋塔处理后的废气进入两相芬顿处理塔，针对苯、苯系物、卤代烃、芳香类等难降解，难溶/不溶类有机物，通过循环泵抽取芬顿药剂槽内的芬顿药剂，让经喷淋自上而下的芬顿药剂以气溶胶形式与自下而上的由生物喷淋塔排出的废气充分接触，使废气中的难溶有机物，通过芬顿反应产生的强氧化性的羟基自由基，破坏难降解有机物结构，以提高废气可生化性，两相芬顿处理塔与污水处理系统的芬顿反应池加药系统共用，两相芬顿处理塔的循环槽定期补充双氧水、硫酸亚铁和盐酸，两相芬顿处理塔流出液回流进入污水处理系统的芬顿反应池，没有反应完全的芬顿药剂继续参与废水中难降解物质的氧化；两相芬顿处理塔内设置有喷淋系统和填料层，芬顿药剂槽内设置有PH仪；
(3)废气经两相芬顿处理塔处理后，废气自下而上进入淋洗塔与自上而下的清水充分接触进行洗涤，去除废气中夹带的芬顿液，洗涤液排入芬顿反应池进行处理，淋洗塔用水由清水池经水泵输送提供，淋洗塔内设有填料层以及喷淋系统；
(4)经淋洗塔洗涤后废气从底部进入生物滤池，通过生物滤池内生物填料上的微生物，对废气中剩余有机物进行处理，废气达到排放标准后、经过离心风机(2)从生物滤池排气口进行抽排，再通过烟囱(3)排放；循环槽用清水通过水泵(5)抽取清水池中的水进行补充，定期更换，循环槽排水直接排入缺氧池，整体过程没有额外废水产生；定期通过循环泵(1)抽出循环槽水对生物滤池内的填料进行喷淋补水；好氧池的活性污泥泥水混合物通过好氧池回流泵(4)定期补充至生物滤池，增加生物滤池生物浓度，提高生物群落稳定性；
医药化工废水首先输送至芬顿反应池、与两相芬顿处理塔的流出液以及淋洗塔的洗涤液混合，对废水中难降解物质进行氧化及分解；芬顿反应池处理后的废水输送至缺氧池与生物喷淋塔的淋洗液混合后进行厌氧处理；厌氧处理后的废水输送至好氧池进行好氧处理；好氧处理后的废水输送至沉淀池进行沉降处理，沉淀池内经处理达到排放标准后的上层清水输送至清水池，沉淀池内的下层沉淀物定期排出。
2.根据权利要求1所述的一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，其特征在于，所述生物喷淋塔的废气进气口以及生物滤池排气口均设置有VOCs测定仪，以实时监测进/出废气VOCs浓度，所述生物喷淋塔、两相芬顿处理塔以及淋洗塔的喷淋量自动调节，芬顿药剂的加药量自动调节，精确控制，在减小喷淋量和加药量的情况下，保证废气达标排放。
3.根据权利要求1所述的一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，其特征在于，所述厌氧池的水温维持在25℃以上，好氧池的水温维持在18℃左右。
4.根据权利要求1所述的一种医药化工污水及有机废气联合生物处理方法，其特征在于，所述生物滤池和污水处理系统联合运行，在低负荷运行时，生物滤池处理污水，降低污水处理系统运营费用，提高出水水质；生物滤池污泥和碳源由污水处理系统的缺氧池或好氧池提供。
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