CN114716117A - 一种抗生素生产废水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本案涉及一种抗生素生产废水的处理工艺，1）预处理：抗生素废水经预处理去掉废水中残留菌丝和/或氨氮；2）超滤：经预处理后的进行超滤处理；3）纳滤：超滤产水输送至纳滤处理，超滤产水中的硫酸钠被纳滤截留；4）脱硫：将收集的所述纳滤浓缩液进行脱硫处理，所述脱硫处理是向所述纳滤浓缩液中投加氧化钙和/或氢氧化钙，调节废水pH至7.5‑8；5）结晶：向脱硫步骤中的废水中加入硫酸钙晶体，静置沉降；6）电催化：将经过静置沉降的废水输送至电催化工艺中进行电催化工艺；7）水解酸化：所述电催化工艺出水输送至水解酸化工艺，出水控制pH值在6.3以下；8）生化：水解酸化工艺出水进入生化处理。

Description

一种抗生素生产废水的处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种抗生素生产废水的处理工艺。
背景技术
国内现在所生产的抗生素绝大部分通过发酵过程提取而制得。生产流程包括: 微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程。其中，我国青霉素工业盐的年产量占全球产量的75％。
青霉素废水是目前处理难度较高的一类废水，废水中含有发酵残余物、残余抗生素、酸、有机溶剂、硫酸钠等物质，其中，硫酸盐的含量可达4000mg/L以上，一般工业上采用厌氧法处理，废水中的硫酸盐会对产甲烷均产生毒害作用，同时，硫酸盐还原菌会成为优势菌种，也会对产甲烷均产生抑制作用，最终导致COD去除效率降低，同时产生硫化氢等有毒气体。青霉素废水中含有的残余青霉素及青霉素副产物会对微生物产生显著的抑制作用，明显降低微生物活性。CN1041927A公开了青霉素废水处理方法，在生化处理之前将废水进行絮凝分离和沉淀脱硫处理，使废水中破乳剂的毒性以及其它生化抑制物毒性分离消除，然后经过一套高效厌氧生化处理系统和好氧生化处理系统及污泥的絮凝脱水系统使废水得到净化，该方法会产生大量的有机污泥难以处理，同时采用Ba盐处理尽可以使硫酸盐降低至1500ppm，仍然会影响厌氧处理过程中微生物活性，同时产生硫化氢类气体。CN104803556A公开了一种对青霉素生产废水实现环保无排放的工艺，将经生化和物化处理后的青霉素废水采用UF+RO+SRO+MED组合技术处理，将膜系统产水和锅炉蒸气凝水回用到生产车间，然而，其仍然是经过生化处理后的废水进行后续膜处理，仍然存在抗生素及硫酸盐对微生物的毒害作用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的缺陷，提供有一种抗生素生产废水的处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种抗生素生产废水的处理工艺，包括：
1）预处理：所述预处理包括格栅池、调节池、吹脱/气浮池中的一种或多种，所述抗生素废水经预处理去掉废水中残留菌丝和/或氨氮；
2）超滤：经预处理后的进行超滤处理；
3）纳滤：超滤产水输送至纳滤处理，超滤产水中的硫酸钠被纳滤截留，纳滤产水直接回用，收集纳滤浓缩液；
4）脱硫：将收集的所述纳滤浓缩液进行脱硫处理，所述脱硫处理是向所述纳滤浓缩液中投加氧化钙和/或氢氧化钙，调节废水pH至7.5-8；
5）结晶：向脱硫步骤中的废水中加入硫酸钙晶体，静置沉降；
6）电催化：将经过静置沉降的废水输送至电催化工艺中进行电催化工艺，检测电催化工艺中硫酸钠浓度，当硫酸钠浓度大于300mg/L,电催化工艺中的废水输送至所述预处理步骤；
7）水解酸化：所述电催化工艺出水输送至水解酸化工艺，所述水解酸化工艺中接种SBR菌及水解酸化菌，出水控制pH值在6.3以下；
8）生化：水解酸化工艺出水进入生化处理，所述生化处理为厌氧工艺和/或MBR。
进一步地，所述电催化步骤中采用IrO2修饰钛阳极板及钛阴极板，电流密度为35-50mA/cm2。
进一步地，检测水解酸化步骤中碳氮比，当BOD5/TN为20-40时，将所述水解酸化步骤的出水直接输送至厌氧工艺；当BOD5/TN小于15时，则将水解酸化步骤出水部分输送至所述电催化步骤。
进一步地，所述厌氧步骤产生生物气。
进一步地，将所述生物气和/或氮气作为气源对所述水解酸化工艺进行曝气。
进一步地，所述抗生素为青霉素。
进一步地，所述废水中的硫酸盐浓度为3500-8000mg/L。
进一步地，所述生化处理的出水进行回用；对所述曝气过程产生的尾气进行回收处理；所述水解酸化的出水控制pH值在6.0-6.3。
本发明的一种抗生素生产废水的处理工艺，具有诸多优点：
1.青霉素废水中含有高浓度硫酸盐，硫酸盐的存在，会抑制厌氧菌对有机物的降解，同时硫酸盐会使得厌氧中SBR菌成为优势菌种，这样会导致厌氧环境恶化，甚至导致出水COD不能降低，本申请设置超滤、纳滤膜对大分子有机物及硫酸钠进行浓缩处理，然后投加氧化钙对硫酸根离子进行沉降处理，极大地降低了废水中硫酸根浓度，这样可以降低硫酸根及SBR菌对厌氧菌的抑制作用，提高废水处理效率；
2.青霉素废水中含有大量有机氮，如氨基酸等，废水中的碳氮比值难以维持微生物正常运行，本申请创造性的设置电催化工艺，在电催化工艺中，在IrO2修饰钛阳极板的催化作用下，有机氮类物质被降解为易降解物质及以氮气的形式排放，同时可以分解部分青霉素类物质，降低生化工艺中的毒性；
3.经过电催化工艺处理后的废水中TN浓度会降低，但是并不能完全解决碳氮失衡的问题，因此，本申请在水解酸化工艺中利用厌氧步骤产生生物气对水解酸化工艺中的废水进行吹脱，一方面可以降低废水中氨氮浓度，另一方面还可以将废水中产生的硫化氢气体脱除，降低厌氧工艺中硫离子含量，进一步地提高厌氧工艺的处理效率；
4.在水解酸化工艺中接种SBR菌及水解酸化菌，由于前期控制进入水解酸化池中硫酸盐浓度，所以SBR菌不会成为水解酸化工艺中的优势菌种，其仅仅可以满足硫酸盐的去除，同时，出水控制pH值在6.3以下，可以大大提高硫化物的脱除效果至90%以上，而pH在6.5时，脱除效果仅仅在70%左右,pH在7-7.5时仅为55%；
5.在吹脱过程中，尽管将pH控制在6.3以下时会降低氨氮的脱除效果，因此在处理过程中设置设置检测步骤，检测水解酸化步骤中碳氮比，当BOD5/TN为20-40时，将所述水解酸化步骤的出水直接输送至厌氧工艺；当BOD5/TN小于15时，则将水解酸化步骤出水部分输送至所述电催化步骤，电催化过程中部分氨氮会被氧化从而进一步降低总氮水平。
附图说明
图1为一种抗生素生产废水的处理工艺示意图；
图2为硫离子去除率与pH关系示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
青霉素废水COD为31200mg/L，悬浮物为2970mg/L，BOD5为16600mg/L,TN为1300mg/L，硫酸钠为4500mg/L,氨氮191mg/L。
1）预处理：所述预处理包括格栅池、调节池、吹脱/气浮池，所述抗生素废水经预处理去掉废水中残留菌丝和/或氨氮,出水氨氮为45mg/L；
2）超滤：经预处理后的进行超滤处理，出水悬浮物230mg/L,COD为24900mg/L；
3）纳滤：超滤产水输送至纳滤处理，超滤产水中的硫酸钠被纳滤截留，纳滤产水直接回用，收集纳滤浓缩液,硫酸钠浓度达到9400mg/L；
4）脱硫：将收集的所述纳滤浓缩液进行脱硫处理，所述脱硫处理是向所述纳滤浓缩液中投加氧化钙和/或氢氧化钙，调节废水pH至7.5-8；
5）结晶：向脱硫步骤中的废水中加入硫酸钙晶体，静置沉降,上清液硫酸钠浓度降低为1200mg/L；
6）电催化：将经过静置沉降的废水输送至电催化工艺中进行电催化工艺，检测电催化工艺中硫酸钠浓度，当硫酸钠浓度大于,电催化工艺中的废水输送至所述预处理步骤,直至硫酸钠浓度降低至300mg/L,所述电催化步骤中采用IrO2修饰钛阳极板及钛阴极板，电流密度为50mA/cm2；
7）水解酸化：所述电催化工艺出水输送至水解酸化工艺，所述水解酸化工艺中接种SBR菌及水解酸化菌，出水控制pH值在6.3以下,检测水解酸化步骤中碳氮比，当BOD5/TN为20-40时，将所述水解酸化步骤的出水直接输送至厌氧工艺；当BOD5/TN小于15时，则将水解酸化步骤出水部分输送至所述电催化步骤；
8）生化：水解酸化工艺出水进入生化处理，所述生化处理为厌氧工艺和MBR，其中厌氧工艺进水COD符合为5.5-6.0kg/（m3·d），MBR的COD负荷为2.0 kg/（m3·d），整个系统COD总去除率为95%。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，包括：
1）预处理：所述预处理包括格栅池、调节池、吹脱/气浮池中的一种或多种，所述抗生素废水经预处理去掉废水中残留菌丝和/或氨氮；
2）超滤：经预处理后的进行超滤处理；
3）纳滤：超滤产水输送至纳滤处理，超滤产水中的硫酸钠被纳滤截留，纳滤产水直接回用，收集纳滤浓缩液；
4）脱硫：将收集的所述纳滤浓缩液进行脱硫处理，所述脱硫处理是向所述纳滤浓缩液中投加氧化钙和/或氢氧化钙，调节废水pH至7.5-8；
5）结晶：向脱硫步骤中的废水中加入硫酸钙晶体，静置沉降；
6）电催化：将经过静置沉降的废水输送至电催化工艺中进行电催化工艺，检测电催化工艺中硫酸钠浓度，当硫酸钠浓度大于300mg/L,电催化工艺中的废水输送至所述预处理步骤；
7）水解酸化：所述电催化工艺出水输送至水解酸化工艺，所述水解酸化工艺中接种SBR菌及水解酸化菌，出水控制pH值在6.3以下；
8）生化：水解酸化工艺出水进入生化处理，所述生化处理为厌氧工艺和/或MBR。
2.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述电催化步骤中采用IrO2修饰钛阳极板及钛阴极板，电流密度为35-50mA/cm2。
3.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，检测水解酸化步骤中碳氮比，当BOD5/TN为20-40时，将所述水解酸化步骤的出水直接输送至厌氧工艺；当BOD5/TN小于15时，则将水解酸化步骤出水部分输送至所述电催化步骤。
4.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述厌氧步骤产生生物气。
5.如权利要求4所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，将所述生物气和/或氮气作为气源对所述水解酸化工艺进行曝气。
6.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述抗生素为青霉素。
7.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述废水中的硫酸盐浓度为3500-8000mg/L。
8.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述生化处理的出水进行回用。
9.如权利要求5所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，对所述曝气过程产生的尾气进行回收处理。
10.如权利要求1所述的一种抗生素生产废水的处理工艺，其特征在于，所述水解酸化的出水控制pH值在6.0-6.3。
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