CN113213703A

CN113213703A - 一种制药废水处理系统及工艺

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Publication number: CN113213703A
Application number: CN202110508032.2A
Authority: CN
Inventors: 刘小兰; 周振华; 杨新明
Original assignee: Guangdong PD Pharmaceutical Co ltd
Current assignee: Guangdong PD Pharmaceutical Co ltd
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2021-08-06

Abstract

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种制药废水处理系统及工艺，包括依次连接的废水调节池、一级絮凝池、初沉池、提升池、厌氧池、好氧池、二级絮凝池、终沉池；提升池连接有双电层设备；制药废水依次经废水调节池调节pH值、一级絮凝池絮凝化、初沉池固液分离，将分离得到的废液引入提升池，经双电层设备对储存于提升池的废液进行高压脉冲电催化处理，处理后的废液再依次经厌氧池、好氧池进行生化处理后，再经二级絮凝池、终沉池絮凝沉淀固液分离，完成对制药废水的处理。制药废水经上述处理后能够达到排放要求，且本发明处理系统及工艺对制药废水处理具有良好的稳定性。

Description

一种制药废水处理系统及工艺

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种制药废水处理系统及工艺。

背景技术

混装制剂类制药是指用药物活性成分和辅料通过混合、加工和配制，形成各种剂型药物的过程。生产这类制剂的企业相对较多，品种多，物料成份也多。发明人所在制药企业生产的药物品种包含了抗细菌、抗病毒、镇痛消炎、抗真菌、皮肤用药、降血脂降血糖、心血系统类、消化系统类、抗精神障碍类、抗过敏类、营养类及营养辅助类等多种药品系列，原辅料及成品上百种，废水具有有机物浓度高、色度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成分复杂、可生化性差等特点。废水中残留有抗生素和高浓度有机物，因残留抗生素对微生物的强烈抑制作用使好氧菌中毒，好氧处理困难，而厌氧处理高浓度的有机物又难以满足出水达标，故而传统生物处理法很难达到预期的处理效果。单独使用常规的物理化学法+传统的生化法无法达到排放标准，需要对残留的抗生素及高浓度的有机物进行有效的预处理，才有可能提高废水的可生化性，从而减少后续生化处理的难度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种能够对废水中抗生素、高浓度有机物进行有效降解的制药废水处理系统及工艺。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种制药废水处理系统，包括依次连接的废水调节池、一级絮凝池、初沉池、提升池、厌氧池、好氧池、二级絮凝池、终沉池；提升池连接有双电层设备；制药废水依次经废水调节池调节pH值、一级絮凝池絮凝化、初沉池固液分离，将分离得到的废液引入提升池，经双电层设备对储存于提升池的废液进行高压脉冲电催化处理，处理后的废液再依次经厌氧池、好氧池进行生化处理后，再经二级絮凝池、终沉池絮凝沉淀固液分离，完成对制药废水的处理。

本发明通过将制药废水进行絮凝沉淀固液分离后的废液，再经双电层设备高压脉冲电催化处理，随后再经厌氧、好氧微生物的生化降解后，再经絮凝沉淀固液分离处理，经上述水处理系统处理后的废水能够达到排放标准。本发明采用在微生物降解处理前进行絮凝沉淀以及电催化处理，能够有效去除废液中的高分子污染物以及抗生素类物质，避免直接利用微生物降解处理时，废水中的抗生素对微生物产生抑制作用使得废水处理效果不明显。

进一步地，双电层设备对废液进行高压脉冲电催化处理时的脉冲电压为1000～5000V；电催化处理时间为2～5h。

本发明双电层设备采用高压脉冲电絮凝电催化技术，是以特定周波的高电压、微电流对水体中的离子、大分子有机物进行降解处理，具体原理如下：双电层设备包括集成电解电极；电解电极通电产生电场，对流过电解电极的废水进行氧化还原降解。

通电的集成电解电极于水中产生负离子，使水系统成为负离子的负电位系统。使得水中带正电位的离子因负电位离子的增加而被中和，使水中污泥颗粒形成分散独立的固体沉淀于水中；另外，由于水系统电位的变化，使污水里面很多稳固长链大分子物质发生断链变成小分子，以提高污水的生化性能，有利于有机物的生物分解；此外，由于水系统电位的变化，使水体中多价金属离子大幅度被去除，对水起到软化作用。

相对于传统低电压、大电流的电解法，本发明采用高电压微电流-高压脉冲电凝法具有催化活性强，安全性高，尤其适用于对含有高浓度有机物和抗生素类制药废水的处理，能够极大降低制药废水中抗生素类物质的含量，提高废液的可生化性，从而便于后续的微生物生化降解处理；另外，电催化处理过程中无需额外加药，电催化絮凝产生的污泥量少，污泥密实度高，降低了污泥的处置费，同时也实现了污水处理工艺的清洁生产。

进一步地，厌氧池的进水口设有脉冲配水系统。

本发明采用在厌氧池的进水口设置脉冲配水系统，通过向厌氧池内脉冲式进水，能够保证厌氧池中各单位面积的进水量的均匀性，防止水力短路，另外，脉冲式进水能够对污泥床产生水力搅拌作用，促进废水与污泥混合，便于微生物的生化降解处理。

进一步地，初沉池为斜管沉降池，斜管沉降池中设有多个倾斜的管体；管体与水平面的夹角为50°～80°，优选地管体与水平面的夹角为60°。

本发明采用在初沉池中密集设置多个斜管，便于水中的絮状物在斜管中沉降，并在重力作用下滑至池底，水体相对于絮状物沿斜管上升流动，实现固液分离；相对于自然沉降，本发明采用斜管沉降具有固液分离效率高的优势。本发明优选管体与水平面的夹角为60°，由该倾斜角度的管体形成的斜管沉降池在具有较大沉降容量的同时，具有相对较高的沉降速度。

第二方面，本发明提供一种制药废水处理工艺，包括如下步骤：

S1：将制药废水引入废水调节池，调节制药废水的pH至8～10；随后将废水引入一级絮凝池，加入絮凝剂和助凝剂，使废水中产生絮状物；

S2：将产生絮状物的废水引入初沉池进行固液分离，收集废液并引入提升池；

S3：将提升池中的废液利用双电层设备进行高压脉冲电催化处理；

S4：将电催化处理后的废液依次经厌氧池和好氧池生化处理后引入二级絮凝池；向二级絮凝池内加入絮凝剂和助凝剂使废液产生絮状物，再经终沉池固液分离后的上清液达到排放标准。

本发明通过向制药废水中加入絮凝剂和助凝剂，对废水中的高分子污染物经吸附架桥形成絮状物，再经固液分离后，能够有效去除废液中部分有机物和抗生素类物质；再将固液分离所得的废液经双电层设备的电催化处理，进一步促使废液中污染物絮凝沉淀，催化长链大分子物质发生分子链断裂为小分子物质，降低抗生素类物质的含量，提高废水的可生化性；随后将电催化处理后的废水经厌氧微生物、好氧微生物的降解进一步降低废水中的有机污染物，使得经上述步骤处理后的制药废水中的COD值降低至30～50g/mL，达到排放标准，且该处理方法具有良好的稳定性。

进一步地，制药废水为含有罗红霉素、左氧氟沙星、青霉素类、头孢菌素类、大环内酯类或磺胺类抗生素、营养类及营养辅助类大分子有机物、降血脂降血压类药物中的一种或两种以上的废水。

进一步地，步骤S1中絮凝剂的添加量为0.02wt％～0.05wt％；助凝剂的添加量为1×10^-4wt％～5×10^-4wt％；步骤S4中絮凝剂的添加量为1×10^-3wt％～5×10^-3wt％；助凝剂的添加量为3×10^-5wt％～8×10^-5wt％。

进一步地，絮凝剂为聚合氯化铝；助凝剂为聚丙烯酰胺。

进一步地，经终沉池固液分离后的上清液的COD值为30～50g/mL。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过对制药废水进行絮凝沉淀以及电催化降解处理，显著降低制药废水中的抗生素类物质的含量，提高废水的可生化性，再经微生物降解处理以及絮凝沉淀处理，进一步降低废水中有机物浓度，使得经上述处理后的制药废水的COD值显著下降，满足排放要求；本发明污水处理工艺自动化程度高，操作简单，对操作人员的要求很低，运行平稳，出水水质稳定，废水处理效率高。

附图说明

图1为实施例1制药废水处理工艺流程图；

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8均为本发明废水处理系统运行过程中COD值自检结果图；

图9为改进前的制药废水处理工艺流程图；

图10、图11、图12为改进前的制药废水处理系统运行过程中COD值自检结果图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例提供一种制药废水处理系统以及基于该处理系统进行废水处理的工艺，对本申请制药废水处理系统及废水处理工艺进行说明，如图1所示，具体处理系统及处理工艺如下。

一种制药废水处理系统包括依次连接的高浓度废水集水池、废水调节池、一级絮凝池、初沉池、提升池、一级厌氧池、二级厌氧池、一级好氧池、二级好氧池、二级絮凝池和终沉池；提升池上连接有双电层设备。

其中，高浓度废水集水池用于收集制药过程中产生的高浓度的污水；废水调节池用于调节经废水集水池引入废水调节池中的污水的pH，向污水中加入氢氧化钠将污水的pH值调整至8～10，为调整pH值的污水在絮凝池进行絮凝反应时提供最佳条件，并稳定絮凝反应的效果。

将pH为8～10的污水引入一级絮凝池，按照每8吨废水加入250L浓度为12.5g/L的絮凝剂高效聚氯化铝、每8吨废水加入200L浓度为0.1g/L的助凝剂聚丙烯酰胺的比例，向废水中加入絮凝剂和助凝剂，利用絮凝剂和助凝剂对水体中高分子污染物吸附架桥，将污染物聚集为繁花状絮状物。

将一级絮凝池中的含絮状物废水引入初沉池，初沉池中设置许多密集的斜管，斜管与水平面的夹角为60°，利用这些密集的斜管对废水中的絮状物进行分离，其原理为废水中繁花状絮状物在斜管中沉降，并在重力作用下沿着倾斜的管路滑动至初沉池的池底，相对地，水沿着斜管上升流动，达到固液分离的目的。

将初沉池中分离出的上清液引入提升池中进行临时储存，并将提升池中的水经双电层设备进行高压脉冲电催化处理。双电层设备包括集成电解电极；电解电极之间通电产生电场，对流过电解电极的废水进行氧化还原降解；双电层设备对废液进行高压脉冲电催化处理时的脉冲电压为1000～5000V，电催化处理时间为4h。

双电层设备包括集成电解电极，集成电解电极通电后，能对废水进行氧化还原降解。

通电的集成电解电极于水中产生负离子，使水系统成为负离子的负电位系统。使得水中带正电位的离子因负电位离子的增加而被中和，使水中污泥颗粒形成分散独立的固体沉淀于水中；由于水系统电位的变化，使污水里面很多稳固长链大分子物质发生断链变成小分子，以提高污水的生化性能，有利于有机物的生物分解；由于水系统电位的变化，令水系统中多价金属离子大幅度被去除，对水起到软化作用，成为软化水。

在一级厌氧池的进水口设置脉冲配水系统，将经双电层设备处理后的废水经脉冲配水系统引入一级厌氧池，采用脉冲配水系统，保证各单位面积的进水量均匀，防止水力短路现象发生，同时对污泥床具有水力搅拌作用，使进水的有机物与污泥迅速混合，通过厌氧污泥床中厌氧菌的作用，利用厌氧菌的厌氧代谢过程(水解、酸化、甲烷化)去除废水中的有机物，将水体中的有机污染物降解为二氧化碳和水，从根本上去除氨氮、降低水中的微量有毒物质，从而改善出水的水质。将经一级厌氧池处理后的废水引入二级厌氧池，进一步去除废水中的有机物，降低废水中氨氮含量。

将经二级厌氧池处理后的废水引入一级好氧池、二级好氧池，经厌氧处理后的污水进入有一定溶解氧的活性污泥池内，让活性污泥进行有氧呼吸，利用好氧菌的代谢过程进一步把有机物分解成小分子无机物，进一步降低废水中有机物含量。

将经过好氧处理的上层水经泵抽入二级絮凝池，通过向水中加入絮凝剂高效聚氯化铝(约每10吨废水加入25L浓度为12.5g/L的高效聚氯化铝)及助凝剂聚丙烯酰胺(约每10吨加入50L浓度为0.1g/L的聚丙烯酰胺)，将好氧处理后的废水中的少量有机物进行再一次絮凝沉降，从而改善水的颜色及水质，絮凝反应后的水引入终沉池，终沉池为多级沉降池，经过多级沉降固液分离后的水体的COD值为30～50g/mL、总氮含量<20g/mL、总磷含量<0.5g/mL，总有机碳含量<5g/mL，BOD5值<15、SS值＜20，达到排放标准。

按照上述废水处理系统和处理工艺运行，并对最终排除的水体进行自检和在线监控，水体中COD值的浓度如图2～8所示，可以看出，本发明提供的废水处理系统及处理工艺具有较好的稳定性，处理后的水体的COD值在30～50mg/L之间，符合排放要求。

本发明废水处理工艺处理后的水体经第三方检测及环保局抽检的结果如表1，可见，由本发明废水处理系统及工艺处理后的水体中SS、BOD5、总氮、总磷、总有机碳的含量均符合排放标准。

表1本发明废水处理工艺处理后的水体检测指标

利用本发明提供的废水处理系统及处理工艺处理后的废水，所有项目均符合排放标准，COD为30～50mg/L，结果非常稳定，即保证了出水质量，又减少了能耗，使废水各环节均能达到要求才进行下一工序，从而保证废水排放符合要求。本发明改进后的废水处理工艺降低了能源消耗以及药剂成本，同时降低了人员的劳动强度及人员的配备，即达到环保要求又省钱省力。

上述废水处理工艺为本公司最新调整的废水处理系统及工艺，以下对本公司在进行上述废水处理工艺之前所采用的废水处理工艺进行简单说明。

本公司最初的污水处理工艺为：生产废水(包括公司所有的污水)—好氧池—中和絮凝池—沉降池—排放，该工艺处理的污水难以达到环保标准。

随后本公司对污水处理工艺进行了第一次改进，工艺过程如图9所示，但该工艺处理后的废水除COD、BOD外其余项目均能符合排放标准，COD约为1000mg/l左右，无法再往下降，不管再采用什么方法，均无法达到要求。

在第一次改进的基础上，本公司进行了第二次改进，增加了下述处理方式：从厌氧池—臭氧—矿化—加药系统—碳吸附—微过滤机过滤—生物碳—煤渣吸附—强氧化—排水。

该生产工艺处理后的废水检测结果，除COD、BOD外其余项目均能符合排放标准，COD约为100-400mg/L左右，但处理后的水体的质量非常不稳定如图10～12，推测是由于在该工艺中加药系统使用计量泵，受进水量的影响较大，进水不稳定导致废水处理后的效果非常不稳定，而且使用了大量的化学药剂，处理的成本非常高，不仅搬药、配药，还要经常调节，一班两至三个人根本无法掌控，耗费大量人力。

因此，本发明在上述第二次改进的基础上提出了本发明中的废水处理系统及处理工艺，由前述试验结果可以看出，采用目前改进后的废除处理系统及废水处理工艺处理后的废水各方面均达到排放标准，且省时省力。

Claims

1.一种制药废水处理系统，其特征在于，包括依次连接的废水调节池、一级絮凝池、初沉池、提升池、厌氧池、好氧池、二级絮凝池、终沉池；所述提升池连接有双电层设备；所述制药废水依次经废水调节池调节pH值、一级絮凝池絮凝化、初沉池固液分离，将分离得到的废液引入提升池，经双电层设备对储存于提升池的废液进行高压脉冲电催化处理，处理后的废液再依次经厌氧池、好氧池进行生化处理后，再经二级絮凝池、终沉池絮凝沉淀固液分离，完成对制药废水的处理。

2.根据权利要求1所述制药废水处理系统，其特征在于，所述双电层设备对废液进行高压脉冲电催化处理时的脉冲电压为1000～5000V；电催化处理时间为2～5h。

3.根据权利要求1所述制药废水处理系统，其特征在于，所述厌氧池的进水口设有脉冲配水系统。

4.根据权利要求1所述制药废水处理系统，其特征在于，所述初沉池为斜管沉降池，所述斜管沉降池中设有多个倾斜的管体；所述管体与水平面的夹角为50°～80°。

5.一种制药废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述制药废水处理工艺，其特征在于，所述双电层设备对废液进行高压脉冲电催化处理时的脉冲电压为1000～5000V；电催化处理时间为2～5h。

7.根据权利要求5所述制药废水处理工艺，其特征在于，所述制药废水为含有罗红霉素、左氧氟沙星、青霉素类、头孢菌素类、大环内酯类或磺胺类抗生素、营养类及营养辅助类大分子有机物、降血脂降血糖类药物中的一种或两种以上的废水。

8.根据权利要求5所述制药废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中絮凝剂的添加量为0.02wt％～0.05wt％；所述助凝剂的添加量为1×10^-4wt％～5×10^-4wt％；所述步骤S4中絮凝剂的添加量为1×10^-3wt％～5×10^-3wt％；所述助凝剂的添加量为3×10^-5wt％～8×10^-5wt％。

9.根据权利要求5或8所述制药废水处理工艺，其特征在于，所述絮凝剂为聚合氯化铝；所述助凝剂为聚丙烯酰胺。

10.根据权利要求5所述制药废水处理工艺，其特征在于，经终沉池固液分离后的上清液的COD值为30～50g/mL。