一種高COD高鹽度製藥廢水的生物處理組合工藝的製作方法

2023-07-30 12:40:01 1

本發明公開了一種高cod高鹽度製藥廢水的生物處理組合工藝，屬於製藥廢水生物處理技術領域，特別涉及到一種在高鹽度環境下能夠對製藥廢水脫氮和去除有機物的生物處理組合工藝。

背景技術：

隨著全球人口數量的增多、經濟社會的發展，以及人口老齡化趨勢日漸加重，醫藥市場的需求量高居不下，截止2013年底，全國擁有超過5000家製藥企業，產業業務收入21681.6億元。近年來，我國化工行業的不斷進步也促進了製藥行業的發展，伴隨而來的是大量製藥廢水的產生。

製藥工業產品種類繁多、過程複雜，不同的產品生產過程各不相同，因此製藥廢水成分通常很複雜，且汙染物濃度偏高，大量有毒有害物質、難降解物質存在其中。製藥廢水主要有以下幾個特點：①無機鹽含量高；②有機物含量高；③組份複雜，水質波動大；④有毒有害成分多；⑤高色度。

目前，我國製藥行業的發展不平衡，雖然企業眾多，但是規模較小。有相當一部分生產工藝己經達到了國際領先水平，然而大部分企業的生產工藝和技術仍然較為落後。這樣的情況就造成了在藥品生產過程中的高用水量、低回用率。有限的生產工藝限制了廢水中大量的有效成分無法回收，增大了廢水處理的難度，也限制了廢水的回用，因此造成了水資源的浪費、用水成本的增加和水體的汙染。

針對製藥廢水，處理技術分為物化處理技術和生化處理技術，物化處理技術包括：混凝法、氣浮法、吸附法、膜分離法和吹脫法等；生化處理技術包括：深井曝氣、生物流化床、sbr法、厭氧生物法和固定化微生物法等。然而單一的處理技術很難達到理想的處理效果，所以進行工藝組合既能提高處理效率，又能節約經濟成本。一般而言，國內多利用生化處理技術或物化-生化聯用處理技術治理製藥廢水。對於高cod製藥廢水，厭氧+好氧工藝組合多為首選組合工藝。

廢水中含鹽濃度的高低對系統中的微生物有重要影響，過高的鹽度會嚴重抑制微生物的活性，影響系統對汙染物的去除效果。主要原因有：①鹽度過高時微生物內外滲透壓差別較大，導致微生物細胞脫水，引起細胞原生質分離；②鹽度過高時微生物細胞內脫氫酶活性將降低；③過高的氯離子濃度會對微生物產生毒害作用；④鹽度增加同時使得汙水濃度增加，導致系統內活性汙泥容易流失。

因而，研究能夠在較高鹽度下處理製藥廢水的生物組合工藝顯得尤為重要和迫切。

技術實現要素：

本發明針對目前高cod高鹽度製藥廢水難以處理的問題，提出了一組生物處理組合工藝。該工藝能夠在高鹽度環境下有效去除製藥廢水中的有機物、氨氮和總氮，經濟成本低，實際工程可行性高。

本發明的技術方案：

一種高cod高鹽度製藥廢水的生物處理組合工藝，步驟如下：

(1)將高cod高鹽度製藥廢水(cod＞7000mg/l，鹽度＞8000mg/l，ph＜1)和生活廢水混合接入調節池，通過調節高cod高鹽度製藥廢水和生活廢水的混合比，使得混合廢水中的鹽度不超過4000mg/l，調控調節池內的水溫29～31℃，調節ph至7.5～8.5，以保證後續的厭氧水解池中性偏鹼性；

(2)步驟(1)調整後的混合廢水經調節池進入厭氧水解池，厭氧水解池進水的ph為7.5～8.5，抑制產甲烷菌活性，保證厭氧水解池中處於酸化階段；水力停留時間(hrt)為16h，保證厭氧水解池內脂肪酸不會累積過多從而影響池內ph(不低於7.0)；厭氧水解池中的酸化反應提高廢水的可生化性，為後續a/o段脫氮和去除有機物提供有利的水質條件。

(3)經過厭氧水解池處理後的廢水進入缺氧/好氧池(a/o池)；a/o段hrt總為64h，hrta：hrto＝1:3，在脫氮的同時大量去除有機物，從o段進行硝化液回流，控制回流比為200％，從而使得a段溶解氧(do)不大於0.3mg/l，保證反硝化反應的進行；o段通過曝氣控制溶解氧在5.6～7.1mg/l之間，外加na2co3調節ph在7.0～8.0，保證硝化效果；

(4)膜生物池(mbr池)。mbr池替代沉澱池出水，保證出水水質的同時進一步降解廢水中的有機物；膜組件底部安裝曝氣管，一方面為微生物提供氧氣，另一方面利用曝氣來減緩膜汙染。

本發明的有益效果：

(1)對於高cod高鹽度製藥廢水(cod＞7000mg/l，鹽度＞8000mg/l)，可以在較高鹽度(4000mg/l)環境下有效降解製藥廢水中的cod、氨氮和總氮(進水cod最高負荷可以達到6000mg/l)，cod的去除率可以達到90％以上，氨氮的去除率達到85％以上，總氮的去除率達到70％以上，出水可以達到遼寧省汙水綜合排放標準(db21/1627-2008)中表2對排入城鎮汙水處理廠收集管網的汙水的要求。

(2)該工藝操作簡單，出水水質良好，處理成本低，可以在此基礎上進行工程應用。

附圖說明

圖1是不同鹽度對厭氧水解段cod去除效果圖。

圖2是不同鹽度對a/o工藝cod去除效果圖。

圖3是不同鹽度對a/o工藝nh4+-n去除效果圖。

圖4是不同鹽度對a/o工藝凱氏氮去除效果圖。

圖5是不同鹽度對a/o工藝tn去除效果圖。

圖6是不同hrt對厭氧水解工藝cod去除效果圖。

圖7是不同hrt對a/o工藝cod去除效果圖。

圖8是不同hrt對a/o工藝nh4+-n去除效果圖。

圖9是不同hrt對a/o工藝凱氏氮去除效果圖。

圖10是不同hrt對a/o工藝tn去除效果圖。

圖11是不同r對a/o工藝cod去除效果圖。

圖12是不同r對a/o工藝nh4+-n去除效果圖。

圖13是不同r對a/o工藝凱氏氮去除效果圖。

圖14是不同r對a/o工藝tn去除效果圖。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。

東北某化工製藥廢水分為兩部分，一部分為製藥車間廢水，一部分為生活廢水，總規模1500m3/d，為保證工藝能夠承受較高衝擊負荷，實驗進水平均水質較高。進水經調解池後，依次進入厭氧水解池、a/o工段、mbr池，運行參數為：鹽度4000mg/l；厭氧水解工藝hrt為16h，a/o工藝總hrt(hrta：hrto＝1:3)為64h；r為200％。組合工藝穩定運行45天，期間原進水ph＜1，調節後為7.0～8.5；進水量為7.5l/d；o池控制曝氣維持do在5.6～7.1mg/l，外加適量na2co3調節ph在7.5～8.5之間；mbr由繼電控制器控制，以產水7分鐘停1分鐘的方式間歇運行；出水量7.5l/d。

穩定運行期間進水平均cod為4265mg/l，mbr出水平均cod為178mg/l，厭氧水解工藝去除率為19.0％、a/o工藝去除率為94.7％、組合工藝總去除率為95.8％；進水平均nh4+-n為194mg/l，mbr出水平均nh4+-n為12mg/l，a/o工藝去除率為93.7％、組合工藝總去除率為93.8％；進水平均凱氏氮為221mg/l，mbr出水平均凱氏氮為15mg/l，a/o工藝去除率為92.6％、組合工藝總去除率為93.2％；進水平均tn為228mg/l，mbr出水平均tn為48mg/l，a/o工藝去除率為78.2％、組合工藝總去除率為78.9％。整體工藝出水能夠達到遼寧省汙水綜合排放標準(db21/1627-2008)中表2對排入城鎮汙水處理廠收集管網的汙水的要求。

表1東北某化工製藥廢水處理前後水質指標對比