一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法
2023-12-05 13:14:16 2
專利名稱：一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種生產藥物所產生廢水的處理方法，特別地涉及ー種生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法。
背景技術：
抗生素生產廢水是ー類高濃度、含多種難降解有機物和生物毒性物質的有機廢水。歐美等國從20世紀40年代生產青黴素時就開始處理其廢水，但一直未能有良好的解決辦法。20世紀70年代起，發達國家將大宗常規藥物生產向發展中國家轉移，因此我國開始了有關抗生素生產廢水處理技術的研究與應用。與其他抗生素相比，頭孢類抗生素具有抗菌譜廣、抗菌活性強、療效高、副作用小等特點，在抗感染類藥品市場中佔據重要地位。頭孢類抗生素的生產是採用微生物發酵法得到頭孢菌素，再採用化學合成進行中間體、原料藥的生產，由此產生的合成廢水具有COD高、成分複雜、可生化性差等特點。 目前在治理生產頭孢類藥物所產生的廢水的エ藝可以歸納為以下幾種(I)物化處理技木，包括絮凝沉澱，電解，Fenton試劑氧化處理，膜分離技術等。(2)生物處理技術，包括好氧處理法(傳統活性汙泥法)，厭氧處理法，厭氧-好氧組合エ藝，水解酸化-好氧組合エ藝等。另外，膜生物反應器(MBR)由於其分理效果好，能維持微生物濃度，對進水負荷適應性強，剰餘汙泥產量少，佔地面積小等特點在水處理行業中越來越多地受到關注，在對頭孢類廢水的處理工藝中，也有使用MBR技術的實例。在中國專利公開號CN101434437中公開了ー種頭孢合成製藥所產生廢水的處理方法，本發明是在其基礎上作出的。
發明內容
為了達到更好的廢水處理效果，我們在常規的頭孢類廢水處理工藝的基礎上經過多次試驗，發現在其中的特定環節進行特定波長的光照能顯著提高水處理的效果。具體エ藝如下由缺氧水解酸化，電解和膜生物反應器處理這三個處理步驟構成。(I)頭孢合成製藥生產中產生的廢水先在缺氧池中進行生物水解酸化，提高廢水的可生化性；(2)步驟(I)的出水在電解池中進行電解，進ー步去除C0D，提高廢水的可生化性；(3)步驟(2)的出水流入膜生物反應器中進行最終的好氧生物處理，處理後的廢水經過膜生物反應器中的超濾膜，由出水泵抽吸出來，達標排放到外排管道或回用到生產エ藝中。具體地說，上述步驟(I)的生物水解酸化包含水解階段和酸化階段，這兩個階段由酸化細菌完成厭氧消化。在這ー過程中水解酸化菌利用水電離氫離子和氫氧根將有機物分子中的碳鍵打開，可以將長鏈水解為短鏈，支鏈水解為直鏈，打開環狀結構，從而為接下來的好氧生物的處理做好準備。優選地，在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程光照。更優選地，在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程紅外光照射。最優選地，在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程光波範圍在1100 2500nm的紅外光照射。上述步驟(2)中的電解步驟採取鐵炭內電解法，在廢水中投入鐵屑並同時向廢水中鼓氣，這樣能在廢水中形成無數微小的原電池，發生氧化還原反應，同時產生ニ價和三價鐵離子，從而在廢水中形成膠體產生絮凝沉澱效果。將這些沉澱去除後，流出液即可進入步驟⑶進行處理。上述步驟(3)中的膜生物反應器由曝氣區和膜過濾區構成，曝氣區採用盤式微孔曝氣頭進行曝氣，超濾膜放置在膜過濾區，經過好氧接觸氧化、缺氧水解酸化處理後的廢水，其中的有機物基本被生物降解，廢水經過超濾膜中抽出，反應器中的微生物被阻擋在反 應器中。本發明的發明點主要在於在水解酸化階段引入了光照，該光照操作對水解酸化的效果有顯著的提升(具體實驗數據見後文)，而且能増加膜生物反應器的使用壽命，降低膜生物反應器的使用成本。從而一方面提升了水處理的質量，另ー方面降低了整個エ藝流程的成本。
具體實施例方式本發明中使用的分析方法採用重鉻酸鉀法測定COD ;採用稀釋接種法測定BOD5 ；採用過硫酸鉀氧化——紫外分光光度法測定總氮(TN);採用鑰銻抗分光光度法測定總磷(TP)，採用濾紙過濾稱重法測定懸浮物(SS)。實施例I頭孢合成製藥生產廢水415m3/d，進水的COD值8000mg/l，進水的BOD5值740mg/I，進水的TN值480mg/l，進水的TP的值85mg/l，進水的SS值110mg/l。經過調節池均衡水質水量並調節pH值後，先進入水解酸化池，在水解酸化池的水力停留時間為3小時，並且在水解酸化池上方架設光源，全程進行波長為2200nm紅外光的照射。水解酸化池出水的COD值4500mg/l，出水的BOD5值550mg/l，出水的TN值275mg/l，出水的TP的值58mg/l，出水的SS值50mg/l。水解酸化處理後的水進入電解池，電解池內按鐵屑2kg/m3的比例投放，水力停留時間為10小時，並且在作業過程中使用鼓風機向池內吹入空氣，從而保證電解池的水中有充足的氧氣。電解池中的出水進膜生物反應器，廢水在膜生物反應器中的停留時間為20小時，容積負荷為6kgC0D/m3. d，汙泥濃度為7-llg/l，膜通量為15L/m2. h，膜過濾阻カ小於25kPa ；出水的COD值彡50mg/l，出水的BOD5值彡8mg/l，出水的TN值156mg/l，出水的TP的值13mg/l，出水的SS值未檢出。實施例2頭孢合成製藥生產廢水200m3/d，進水的COD值13000mg/l，進水的BOD5值950mg/1，進水的TN值625mg/l，進水的TP的值112mg/l，進水的SS值145mg/l。
經過調節池均衡水質水量並調節pH值後，先進入水解酸化池，在水解酸化池的水力停留時間為4. 5小時，並且在水解酸化池上方架設光源，全程進行波長為1500nm紅外光的照射。水解酸化池出水的COD值6000mg/l，出水的BOD5值440mg/l，出水的TN值315mg/1，出水的TP的值74mg/l,出水的SS值90mg/l。水解酸化處理後的水進入電解池，電解池內按鐵屑2kg/m3的比例投放，水力停留時間為10小時，並且在作業過程中使用鼓風機向池內吹入空氣，從而保證電解池的水中有充足的氧氣。電解池中的出水進膜生物反應器，廢水在膜生物反應器中的停留時間為20小時，容積負荷為6kgC0D/m3. d，汙泥濃度為7-llg/l，膜通量為15L/m2. h，膜過濾阻カ小於25kPa ；出水的COD值≤70mg/l，出水的BOD5值≤IOmg/1，出水的TN值146mg/l， 出水的TP的值14mg/l，出水的SS值未檢出。實施例3頭孢合成製藥生產廢水300m3/d，進水的COD值3000mg/l，進水的BOD5值410mg/I，進水的TN值380mg/l，進水的TP的值86mg/l，進水的SS值104mg/l。經過調節池均衡水質水量並調節pH值後，先進入水解酸化池，在水解酸化池的水力停留時間為2. 5小時，並且在水解酸化池上方架設光源，全程進行波長為IlOOnm紅外光的照射。水解酸化池出水的COD值1300mg/l，出水的BOD5值270mg/l，出水的TN值198mg/1，出水的TP的值52mg/l,出水的SS值61mg/l。水解酸化處理後的水進入電解池，電解池內按鐵屑2kg/m3的比例投放，水力停留時間為10小時，並且在作業過程中使用鼓風機向池內吹入空氣，從而保證電解池的水中有充足的氧氣。電解池中的出水進膜生物反應器，廢水在膜生物反應器中的停留時間18小時，容積負荷為6kgC0D/m3. d，汙泥濃度為7-llg/l，膜通量為15L/m2. h，膜過濾阻カ小於25kPa ;出水的COD值≤45mg/l,出水的BOD5值≤8mg/l,出水的TN值108mg/l，出水的TP的值2Img/1，出水的SS值未檢出。表I是水解酸化過程中進行光照實驗的實驗數據列表。從表I的數據中可以看到，採用光照之後COD去除率、BOD5去除率以及SS去除率均有顯著提高，TN和TP的去除率略有提高。而且可以看出，採用遠紅外光照射時，去除率最高，效果最好。說明光照處理產生了顯著的效果。起到效果的原因從理論上來分析，可能是由於光照對水解酸化過程中起作用的微生物的生長代謝產生了影響，對水解酸化的結果產生了影響。而不同波長的光照對微生物的生長代謝影響有差異，因此通過實驗可以得出最佳的照射光波段。
權利要求
1.一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於該方法由缺氧水解酸化，電解和膜生物反應器處理這三個處理步驟構成， 步驟(I)頭孢合成製藥生產中產生的廢水先在缺氧池中進行生物水解酸化，提高廢水的可生化性； 步驟(2)將步驟(I)的出水在電解池中進行電解,進一步去除COD，提高廢水的可生化性； 步驟(3)將步驟(2)的出水流入膜生物反應器中進行最終的好氧生物處理，處理後的廢水經過膜生物反應器中的超濾膜，由出水泵抽吸出來，達標排放到外排管道或回用到生產工藝中。
2.權利要求I中所述的一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於步驟(I)中的生物水解酸化包含水解階段和酸化階段，在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程光照。
3.權利要求2中所述的一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程紅外光照射。
4.權利要求2中所述的一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於在水解和酸化階段，對水解酸化池進行全程光波範圍在1100 2500nm的紅外光照射。
5.權利要求2中所述的一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於其中所述電解步驟採取鐵炭內電解法，在廢水中投入鐵屑並同時向廢水中鼓氣，從而在廢水中形成無數微小的原電池，發生氧化還原反應，同時產生二價和三價鐵離子，在廢水中形成膠體產生絮凝沉澱效果。
6.權利要求2中所述的一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，其特徵在於其中鐵屑按2kg/m3的比例投放，廢水在膜生物反應器中的停留時間為19小時，容積負荷為6kgCOD/m3. d，汙泥濃度為7-llg/l，膜通量為15L/m2. h，膜過濾阻力小於25kPa。
全文摘要
本發明提供了一種對生產頭孢類藥物所產生廢水的處理方法，該方法由缺氧水解酸化，電解和膜生物反應器處理這三個處理步驟構成。(1)頭孢合成製藥生產中產生的廢水先在缺氧池中進行生物水解酸化，提高廢水的可生化性；(2)步驟(1)的出水在電解池中進行電解，進一步去除COD，提高廢水的可生化性；(3)步驟(2)的出水流入膜生物反應器中進行最終的好氧生物處理，處理後的廢水經過膜生物反應器中的超濾膜，由出水泵抽吸出來，達標排放到外排管道或回用到生產工藝中。
文檔編號C02F1/461GK102826722SQ201210349360
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者徐暢, 齊元峰, 戴碧波 申請人:艾特克控股集團有限公司