CN116495923A - 一种制药工业高氨氮废水处理系统及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种制药工业高氨氮废水处理系统及处理工艺，涉及污水处理的领域，废水处理系统包括连续设置的：混凝沉淀池，用于去除废水中的固体悬浮物；配水池，用于调节废水的pH和温度；UASB反应池，用于水解酸化和产气；HBF池，包括连续设置的两级A/O反应池，所述A/O反应池包括缺氧池和好氧池，所述好氧池内填充有酶浮填料；二次沉淀池，用于泥水分离，使混合液澄清；以及清水池；所述混凝沉淀池、配水池、UASB反应池、HBF池、二次沉淀池、清水池依次连通。本申请采用所述改进两级A/O工艺处理高氨氮制药废水可达到预期的设计效果，COD去除率达到95%，氨氮去除率达到90%以上，处理后废水可以达到纳管排放标准，运行费用低。
Description
技术领域
本申请涉及制药工业废水处理的领域，尤其是涉及一种制药工业高氨氮废水处理系统及处理工艺。
背景技术
由于制药废水成分复杂、毒性大、氨氮高、水量变化大，使得制药废水成为一类较难处理的工业废水。对于高氨氮废水的规模化达标处理的同时更加经济的去除废水中的氨氮仍然存在一定的技术瓶颈。
目前高氨氮废水的处理技术主要包括化学沉淀法、折点加氯法、吸附法、吹脱法、离子交换法和生物法等。生物法引起具有低功耗、低成本和高效等优点，逐渐成为高氨氮制药废水的主要处理技术。随着政府一系列严格环保政策的落实，对高氨氮废水进行减排关系到企业的生存和发展，因此，对高氨氮废水处理技术的研究迫在眉睫，探索更加高效处理高氨氮废水成为制药废水处理的重中之重。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种制药工业高氨氮废水处理系统及处理工艺，旨在更加高效地降解转化制药工业废水中COD和氨氮，提升处理效率。
第一方面，本申请提供一种制药工业高氨氮废水处理系统，采用如下的技术方案：
一种制药工业高氨氮废水处理系统，包括连续设置的：
混凝沉淀池，用于去除废水中的固体悬浮物；
配水池，用于调节废水的pH和温度；
UASB反应池，用于水解酸化和产气；
HBF池，包括连续设置的两级A/O反应池，所述A/O反应池包括缺氧池和好氧池，所述好氧池内填充有酶浮填料；
二次沉淀池，用于泥水分离，使混合液澄清；以及
清水池；
所述混凝沉淀池、配水池、UASB反应池、HBF池、二次沉淀池、清水池依次连通。
通过采用上述技术方案，制药工业废水最先通过混凝沉淀池，在混凝沉淀池中絮凝剂的作用下去除掉废水中的固体悬浮物后排入UASB(厌氧反应器)池，在UASB反应池中调节废水的pH至指定值，并通过加热装置调节废水的温度，同时通过控制废水的流速在指定大小，运行过程中池内的微生物沿水流上升实现产酸和产甲烷，同时在UASB反应器中的三相分离器的作用下实现固液气三相的分离，并且由于UASB反应器内维持较高的生物量，污泥的泥龄长，废水在反应器中停留的时间段，因此UASB反应器运行稳定，产泥量很少，可以降低污泥处理费用。HBF反应器中连续设置有两段A/O反应池，即依次设置为缺氧池、好氧池、缺氧池、好氧池，并且在两座好氧池中均填充有酶浮填料，酶浮填料可以为各种优势微生物的生长繁殖创造力良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化与反硝化等生物过程保持高效的反应状态，有效提高了生化反应传质条件及分离效果，生物降解的效率大幅提升。另外酶浮填料也可以实现去除COD的目的，保证出水水质的稳定，且填充的酶浮填料还可以提高系统耐负荷和抗冲击性能。高氨氮废水经过UASB+两级A/O工艺处理后，排放至二次沉淀池中将污泥进一步沉淀后排入清水池后排出。废水在整个系统处理过程中水位呈阶梯状降低，并且废水在整个处理过程中形成溢流模式在相邻处理池中流通。
可选的，所述两级A/O反应池包括依次设置的第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池，UASB反应池中经过处理的废水依次流经第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池。
可选的，所述酶浮填料的比表面积为1000-1500m2/m3，孔隙率为0.98，微生物保留量为6000-22000mg/L。
通过采用上述技术方案，酶浮填料具有较高的比表面积，在上述优选参数范围内，一方面可以更加有效地降低废水汇总氨氮的含量，提升氨氮降解处理效率，另外可以实现难降解有机物的去除，实现废水的达标排放。
可选的，所述HBF池中设置有曝气装置，通过所述曝气装置维持所述HBF池内溶解于不低于5mg/L。
可选的，所述HBF池内废水停留时间为7-8天。
可选的，所述第一缺氧池和第一好氧池之间设置有硝化液回流泵。
通过采用上述技术方案，通过硝化液回流泵将第一好氧池内的硝化液输送至第一缺氧池内，实现第一好氧池和第一缺氧池内硝化液的循环流动。
可选的，所述混凝沉淀池内设置有加药装置。
通过采用上述技术方案，混凝沉淀池用于去除水中的固体悬浮物，其中设置的加药装置用于添加絮凝剂，絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，聚合氯化铝本身具有良好的吸附、凝聚、沉淀性能，可以与废水中的固体悬浮颗粒结合并使之沉淀。聚丙烯酰胺除了具有一定的絮凝作用的同时，还可以与聚合氯化铝产生一定的配合作用，提升絮体强度与沉淀速度，沉降性能好，可以提高固液分离速度，有利于污泥脱水。
可选的，废水在所述配水池中调节至pH为8.5-9.5，水温为30-38℃。
可选的，废水在所述UASB反应池中流速为0.5-1m/h。
可选的，经过混凝沉淀池处理的废水中COD不超过8000mg/L，氨氮含量不超过200mg/L。
可选的，所述配水池与所述HBF池通过水泵连通。
通过采用上述技术方案，在配水池和HBF池之间设置水泵，可以实现配水池与HBF池之间的直接连通，对于部分不需要经过UASB反应池处理的废水可以通过水泵直接排入HBF池中，简化废水处理的工序，提高效率。
可选的，所述HBF池与所述二次沉淀池之间设置有污泥回流泵。
通过采用上述技术方案，HBF池中的废水通过溢流模式排入二次沉淀池的过程中，存在少量污泥也会排入二次沉淀池中的情况，在长时间的积累下会在二次沉淀池的底部形成大量的污泥淤积，在HBF池和二次沉淀池之间设置污泥回流泵可以将污泥抽出重新排入HBF池中。进一步，污泥回流泵设置在二次沉淀池和第一缺氧池之间，将二次沉淀池中淤积的污泥重新输送到第一缺氧池内。
第二方面，本申请提供一种制药工业高氨氮废水处理工艺，采用如下的技术方案：一种制药工业高氨氮废水处理工艺，应用上述制药工业高氨氮废水处理系统，包括以下步骤：S1、将高氨氮废水通入混凝沉淀池进行初步物化处理，去除废水中的固体悬浮物；
S2、混凝沉淀池内经过初步物化处理的废水溢流进入配水池，在配水池中调节废水的pH至8.5-9.5，水温为30-38℃；
S3、配水池中经过处理的废水溢流进入UASB反应池，维持废水流速为0.5-1m/h，进行水解酸化和产甲烷；
S4、UASB反应池中的废水溢流进入HBF池中进行有机物的降解以及氨氮的硝化和反硝化处理；
S5、经HBF池处理的废水溢流进入二次沉淀池进行沉淀处理，然后排入清水池后排出。
通过采用上述技术方案，待处理高氨氮废水依次经过混凝沉淀、配水池、UASB、HBF工艺、沉淀池和清水池后排出。所述混凝沉淀设置的聚合氯化铝和PAM聚丙烯酰胺加药装置，用于去除固体悬浮物；配水池设置有加药罐和换热，用于调节废水pH为8.5-9.5，温度30～38℃；UASB反应池在循环泵和布水装置的共同作用下，维持0.5～1m/h的流速，完成水解酸化及产气过程。HBF工艺的好氧池内增加酶浮填料，为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化与反硝化等生物过程保持高效反应状态，有效提高了生化反应传质条件及分离效果，生物降解效率大幅提升。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请技术方案中，采用UASB反应池进行废水处理，运行过程中微生物沿水流上升实现产酸和产甲烷，同时在三相分离器作用下实现固液气的分离。由于反应器内维持很高的生物量，污泥泥龄长，废水在反应器中停留时间短，因而反应器运行稳定，产泥量很少，降低了污泥处理费用。
2.采用HBF工艺进行氨氮和难溶有机物的处理，可以高效去除氨氮，也可以实现去除COD的目的，保证出水水质稳定；HBF反应池中的好氧池内增加酶浮填料，为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化与反硝化等生物过程保持高效反应状态，有效提高了生化反应传质条件及分离效果，生物降解效率大幅提升，并且HBF反应池中投加的不同粒径大小的酶浮填料，进一步提高了系统的耐负荷和抗冲击性能。
附图说明
图1是本申请实施例中制药工业高氨氮废水处理系统的整体结构示意图。
附图标记说明：1、混凝沉淀池；2、配水池；3、UASB反应池；4、HBF池；41、第一缺氧池；42、第一好氧池；43、第二缺氧池；44、第二好氧池；5、二次沉淀池；6、清水池；7、UASB循环泵；8、硝化液回流泵；9、污泥回流泵。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本申请作进一步详细说明。需要说明的是，以下实施例中未注明具体者，均按照常规条件或制造商建议的条件进行；以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
一种制药工业高氨氮废水处理系统，参照图1，包括依次设置的混凝沉淀池1、配水池2、UASB反应池3、HBF池4、二次沉淀池5、清水池6，废水通入混凝沉淀池1后，依次溢流经过配水池2、UASB反应池3、HBF池4、二次沉淀池5、清水池6后排出。
混凝沉淀池1中设置有加药装置用于投放絮凝剂，絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，均具有良好的吸附、凝聚、沉淀性能，可以与废水中的固体悬浮颗粒结合并使之沉淀。聚丙烯酰胺除了具有一定的絮凝作用的同时，还可以与聚合氯化铝产生一定的配合作用，提升絮体强度与沉淀速度，沉降性能好，可以提高固液分离速度，有利于污泥脱水。
配水池2中设置有加药罐和换热装置，通过加药罐释放药剂调节废水的pH至8.5-9.5，其中平H调节剂为液碱，本实施例中可以为强氧化钠溶液。同时维持废水温度在30-38℃范围，在此温度和pH环境下废水中各种微生物以及化学反应具有更好的反应条件。
UASB反应池3中的主体为UASB反应器，废水溢流进入UASB反应池3中时从UASB反应器的底部引入，废水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，在废水和污泥颗粒接触的过程中发生厌氧反应，在厌氧状态下产生的甲烷和二氧化碳等气体引发内部循环。气体在反应器内部上升过程中从顶部的三相分离器作用下实现固液气三相的分离。反应器内维持很高的生物量，污泥泥龄长，废水在反应器中停留时间短，因而反应器运行稳定，产泥量很少，降低了污泥处理费用。UASB反应池3中还设置有循环水泵和布水器，控制废水的流速在0.5-1m/h的范围，在此过程中完成水解酸化及产气过程。
HBF池4包括连续两级A/O反应池，具有两段A/O法的生物脱氮功能和序批反应、分离一体化特性。连续两级A/O反应池包括依次连续设置的第一缺氧池41、第一好氧池42、第二缺氧池43、第二好氧池44，第一好氧池42和第二好氧池44内均填充有酶浮填料，酶浮填料为各种微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化与反硝化等生物过程保持高效反应状态。第一缺氧池41和好氧池之间还连接有硝化液回流泵8，通过硝化液回流泵8实现第一缺氧池41和第一好氧池42之间废水的循环流动。
另外，填充酶浮填料后还可以提升系统的耐负荷和抗冲击性能。酶浮填料的比表面积在1200-1500m2/m3范围，孔隙率为0.98，微生物保留量为6000-22000mg/L。
HBF池4和配水池2之间还连接有水泵直接连通，通过水泵可以将混凝沉淀池1中处理过的水越过UASB反应池3直接排入HBF池4，通过此设置，可以针对于不同氨氮含量的废水灵活应用处理方式，对于一些不需要经过UASB反应池3处理的废水，可以直接排入HBF池4中，减少废水处理的工序，提升废水处理效率。
经过HBF池4处理的废水其中氨氮含量和COD已经有效降低，溢流进入二次沉淀池5后其中携带的部分污泥在二次沉淀池5中再次沉淀，然后污水排入清水池6中后排出。在二次沉淀池5和第一缺氧池41之间还连接有污泥回流泵9，通过污泥回流泵9将二次沉淀池5中淤积的污泥重新输送到第一缺氧池41中。
本申请还公开一种制药工业高氨氮废水处理工艺，应用于上述制药工业高氨氮废水处理系统，将制药工业中产生的高氨氮废水首先通入混凝沉淀池1中，混凝沉淀池1中的加药装置向池中投入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等絮凝剂，通过絮凝剂的絮凝、沉淀等作用初步去除废水中的固体悬浮物，混凝沉淀为简单的物化处理，去除废水中的SS，出水氨氮几乎没有变化。经过混凝沉淀池1处理的废水通过溢流的方式排入配水池2，在配水池2中调节废水的pH至8.5-9.5，并且在配水池2中换热器的作用下维持废水的水温在30-38℃范围，为后续废水的物化处理提供良好的反应环境。在配水池2中调节处理后的废水溢流排入UASB反应池3，在UASB反应池3中设置的循环泵和布水器的共同作用下，维持废水的流速为0.5-1m/h，并且废水溢流进入UASB反应池3中时从UASB反应器的底部引入，废水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，在废水和污泥颗粒接触的过程中发生厌氧反应，在厌氧状态下产生的甲烷和二氧化碳等气体引发内部循环。气体在反应器内部上升过程中从顶部的三相分离器作用下实现固液气三相的分离。在USAB反应池中完成水解酸化和产气过程中的废水溢流排入HBF池4，废水在HBF池4中依次流经第一缺氧池41、第一好氧池42、第二缺氧池43、第二好氧池44，第一好氧池42和第二好氧池44内填充的酶浮填料为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使废水中的有机物以及氨氮在HBF池4中进行的降解、消化和反硝化等过程保持在高效反应状态。经过HBF池4中的生物降解和处理以后的废水溢流排入二次沉淀池5，溢流过程中废水携带的少量污泥在二次沉淀池5中继续沉淀，然后通过二次沉淀池5上设置的污泥回流泵9重新输送至HBF反应池中的第一好氧池42内，沉淀后的清水溢流排入清水池6中后通过管网排出。
以下针对不同氨氮含量、COD含量的制药工业废水，应用上述废水处理系统及工艺，检测该系统进行废水处理的效率。检测结果如下表1所示。
表1：不同氨氮含量、COD含量的制药工业废水处理结果
通过表1中的数据可以看出，本申请技术方案提供的废水处理系统及工艺，其对制药工业产生的废水中氨氮的去除率在90％以上，COD去除率可以达到95％以上，具有良好的废水处理效果，并且针对不同氨氮和COD浓度的废水，处理效果均保持在较高的水平。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，包括连续设置的：
混凝沉淀池(1)，用于去除废水中的固体悬浮物；
配水池(2)，用于调节废水的pH和温度；
UASB反应池(3)，用于水解酸化和产气；
HBF池(4)，包括连续设置的两级A/O反应池，所述A/O反应池包括缺氧池和好氧池，所述好氧池内填充有酶浮填料；
二次沉淀池(5)，用于泥水分离，使混合液澄清；以及
清水池(6)；
所述混凝沉淀池(1)、配水池(2)、UASB反应池(3)、HBF池(4)、二次沉淀池(5)、清水池(6)依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述两级A/O反应池包括依次设置的第一缺氧池(41)、第一好氧池(42)、第二缺氧池(43)、第二好氧池(44)，UASB反应池(3)中经过处理的废水依次流经第一缺氧池(41)、第一好氧池(42)、第二缺氧池(43)、第二好氧池(44)。
3.根据权利要求2所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述酶浮填料的比表面积为1000-1500m2/m3，孔隙率为0.98。
4.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述HBF池(4)中设置有曝气装置，通过所述曝气装置维持所述HBF池(4)内溶解氧不低于5mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述HBF池(4)内废水停留时间为7-8天。
6.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，废水在所述配水池(2)中调节至pH为8.5-9.5，水温为30-38℃。
7.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，废水在所述UASB反应池(3)中流速为0.5-1m/h。
8.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述配水池(2)与所述HBF池(4)通过水泵连通。
9.根据权利要求1所述的一种制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，所述HBF池(4)与所述二次沉淀池(5)之间设置有污泥回流泵(9)。
10.权利要求1-9任一项所述的一种制药工业高氨氮废水处理工艺，应用上述制药工业高氨氮废水处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将高氨氮废水通入混凝沉淀池(1)进行初步物化处理，去除废水中的固体悬浮物；
S2、混凝沉淀池(1)内经过初步物化处理的废水溢流进入配水池(2)，在配水池(2)中调节废水的pH至8.5-9.5，水温为30-38℃；
S3、配水池(2)中经过处理的废水溢流进入UASB反应池(3)，维持废水流速为0.5-1m/h，进行水解酸化和产甲烷；
S4、UASB反应池(3)中的废水溢流进入HBF池(4)中进行有机物的降解以及氨氮的硝化和反硝化处理；
S5、经HBF池(4)处理的废水溢流进入二次沉淀池(5)进行沉淀处理，然后排入清水池(6)后排出。
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