微電解及物化法聯用處理維生素B₁₂提煉廢水的裝置及方法

2023-10-30 20:17:32 3

專利名稱：微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水的裝置及方法
技術領域：
本發明屬於難降解廢水處理技術領域，尤其涉及一種微電解、物化法聯用的處理 維生素B12廢水的裝置及方法。
背景技術：
維生素B12生產廢水屬於高濃度難降解有機廢水其CODcr可以高達3萬至5萬mg/ L ；BOD5與CODcr的比值小於0. 3，難以生物降解；由於這些特性，往往會對環境造成嚴重汙染。製藥廢水汙染物具有含量高、懸浮物濃度大、毒性強、難降解物質多、水質變化快、 水量變幅大和處理複雜等特點，一直以來都是工業廢水處理的重點和難點。目前製藥廢水處理普遍採用厭氧生化處理和厭氧-好氧生化組合工藝，但因廢水 中殘留大量特徵汙染物有抑制甚至殺死細菌等微生物的作用，不但處理效果差，而且容易 造成製藥廢水中特徵汙染物在生態中的遷移與富集，形成嚴重的二次汙染。同時存在投資 大、處理周期長、受季節影響大和處理結果不穩定等諸多缺點。製藥廢水的複雜性與常規生 化處理工藝的高耗、低效性，是導致當前大量製藥廢水難以處理和不易達標。維生素B12廢 水富含有機酸、蛋白質、多糖及其他分解產物，成分複雜，有較高的色度，經過生物處理工藝 處理的維生素B12提煉廢水不能達到達標排放的要求，需要在生物處理前進行預處理。因 此，對維生素B12生產廢水的處理方法研究有著重大的意義。傳統的生物處理設備處理維生素B12提煉廢水效果很不理想。所以需要適合的預 處理措施作保障，由於維生素B12提煉廢水成分複雜，且可生化性差。因此其預處理及輔助 工藝採用微電解加物化法處理，去除色度及部分CODtt的同時提高可生化性。鐵碳微電解法常被應用於生物難降解廢水(如染料、印染、農藥、製藥、化工等工 業廢水)處理的預處理階段，該方法可實現大分子有機物的斷鏈、發色與助色基因的的脫 色，提高廢水的可生化性。微電解氧化還原是利用有一定比表面的、含有大量導電雜質的高價金屬在酸性環 境下發生電蝕反應時，在金屬與雜質間形成微電極，由微電極點解而產生足量的活性氫，並 利用其強化還原性來分解和還原高分子量有機物。鐵和碳的氧化還原電位相差較大，在廢 水中加入鐵屑和鐵碳粉末，由此組成腐蝕電池。它集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、絡合及 電沉積等作用於一體。在酸性條件下，將鐵碳混合物投加到電解質溶液中時，兩者間會通過 原電池效應發生如下的電極反應陽極(Fe) :Fe-2e — Fe2+，E0 = _0· 44V (1)陰極(C) :2H++2e — 2[H] — H2, Ε = OV (2)電極反應生成的產物具有較高的化學活性。具體作用主要有(1)新產生的鐵表面及反應中產生的大量初生態Fe2+和原子H具有高化學活性， 能改變廢水中許多有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈、開環等作用；
(2)反應生成的Fe2+參與溶液中的氧化還原反應，生成Fe3+反應後期溶液pH值升 高，Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑，可以有效地吸附、絮凝水中的汙染 物，從而增強對廢水的淨化效果。膨潤土(Bentonite)，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，化學成分為(A12，Mg3) [Si4O10] [OHJ2 ·ηΗ20，由於它具有特殊的性質。如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、 懸浮性以及陽離子交換性等等，所以廣泛用於各個工業領域。膨潤土是以蒙脫石為主要礦 物成分的非金屬礦產，結構為兩個矽氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結構。 由於蒙脫石晶胞形成的層狀結構存在某些陽離子，如Cu、Mg、Na、K等，且這些陽離子與蒙脫 石晶胞的作用很不牢固，易被其它陽離子交換，故具有較好的離子交換性。使用物化法與絮凝劑同時處理汙水，在其協同作用下，汙水CODtt及色度可得到極 大改善。本發明從更加完善的預處理工藝出發，使微電解處理及物化法應用於維生素B12 廢水的處理工藝。應用本新型微電解、物化法處理工藝可避免不達標廢水排放，而且投資 小、見效快，實現水資源的循環利用和可持續發展。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種利用微電解預處理，再進入物化法 處理後，進入常規生化處理系統進行生化處理，水質即可達到排放標準的方法的微電解、物 化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置及工藝。本發明的技術方案是一種微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置，該 裝置由原水箱1、微電解供水泵2、微電解設備3、混合水池4膨潤土加藥裝置5、膨潤土製備 器7、絮凝水箱8、混凝劑加藥裝置9、離心送水泵10和離心分離設備11構成；其中，所述原水箱1通過微電解供水泵2與微電解設備3的上端管接，微電解設備 3的通過管路與混合水池4的上端管接；膨潤土製備器7通過管路與膨潤土加藥裝置5管 接，膨潤土加藥裝置5通過管路與混合水池4的上端聯通，混合水池4通過管路與絮凝水箱 8的上端聯通，混凝劑加藥裝置9通過管路與絮凝水箱8的上端聯通，絮凝水箱8的下端通 過離心送水泵10與離心分離設備11聯通。進一步，該裝置還包括NaOH加藥裝置，所述NaOH加藥裝置通過管路與所述混合水 池4的上端聯通。本發明的另一目的是提供上述微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置 的工藝，包括以下步驟1.微電解處理以維生素B12提煉廢水為原水，將儲存在原水箱的原水通過微電解供水泵進入微 電解設備上部進入，以10 20m/hr的流速通過整個柱體，出水進入混合水池；去除水中一 定COD和色度，並將廢水pH調節到5 6;其中，微電解設備中的鐵碳體積比例為1 2、 1 1 或 2 1 ；2.物化法處理將天然鈉基膨潤土、季銨鹽陽離子表面活性劑和水，按照10 3 125的比例加 入到膨潤土製備器中，將其混合均勻後加熱至90°C持續lhr，即製得改性膨潤土，通過膨潤
4土加藥裝置向所述混合水池中加入所述改性膨潤土，混合30min 2hr，停留30min 2hr 後自流進入絮凝水箱，通過混凝劑加藥系統向絮凝水箱加入混凝劑；混合攪拌30min Ihr 後，通過離心送水泵將出水送入離心分離設備進行固液分離，經處理後產生符合排放要求 的水；其中，所述改性膨潤土入量為6g/L 12g/L ；所述混凝劑加入量為1. 5g/L 6g/ L0進一步，所述步驟2中當進水水量或水質產生波動時，若微電解系統未能將廢水 PH值調節到5 6之間，則開啟NaOH加藥系統向廢水中投加濃度為10%的NaOH溶液，以 保證廢水pH彡5。進一步，所述步驟2中當進水水量或水質產生波動時，若微電解系統未能將廢水 PH值調節到5 6之間，則開啟NaOH加藥系統向廢水中投加濃度為10%的NaOH溶液，以 保證廢水pH彡5。本發明的有益效果是由於採用上述技術方案，本發明採用微電解-物化法系統 相對傳統預處理維生素B12廢水工藝相比，具有如下優點(1)大大提高了廢水的可生化性。(2)調節了廢水pH，使其更適合進行生化處理。(3)使用微電解作為前端處理，在提高處理效果的同時降低了調節pH的成本。(4)工程一次性投資後，運行費用較常規加藥處理低得多。(5)大大降低了廢水的色度。(6)對後段生化處理設備起到保護和緩衝作用，降低汙染物負荷。


圖1為本發明微電解-物化法處理維生素B
圖2為本發明微電解-物化法處理維生素B
圖中
1.原水箱7.膨潤土製備器
2.微電解供水泵8.絮凝水箱
3.微電解設備9.混凝劑加藥裝置
4.混合水池10.離心送水泵
5.膨潤土加藥裝置11.離心分離設備
6. NaOH加藥裝置
具體實施例方式圖1為本發明微電解_物化法處理維生素B12提煉廢水的裝置的結構示意圖。如 圖1所示，微電解_物化法處理維生素B12提煉廢水的裝置該裝置由原水箱1、微電解供水 泵2、微電解設備3、混合水池4膨潤土加藥裝置5、NaOH加藥裝置6、膨潤土製備器7、絮凝 水箱8、混凝劑加藥裝置9、離心送水泵10和離心分離設備11構成；其中，原水箱1通過微電解供水泵2與微電解設備3的上端管接，微電解設備3的 下端通過管路與混合水池4的上端管接；膨潤土製備器7通過管路與膨潤土加藥裝置5管接，膨潤土加藥裝置5通過管路與混合水池4的上端聯通，NaOH加藥裝置6通過管路混合 水池4的上端聯通，混合水池4的下端通過管路與絮凝水箱8的上端聯通，混凝劑加藥裝置 9通過管路與絮凝水箱8的上端聯通，絮凝水箱8的下端通過離心送水泵10與離心分離設 備11聯通。存儲在原水箱1中的廢水通過微電解供水泵2的進入微電解設備3以10 20m/ hr的流速通過整個柱體，去除水中的COD和色度，並將pH值調節到5 6後排入混合水 池4中；膨潤土製備器7製備的改性膨潤土通過膨潤土加藥系統5加入混合水箱4，攪拌 30min 2hr，並且停留30min 2hr促進膨潤土和廢水混合反應，然後自流進入絮凝水箱 8，混凝劑通過混凝劑加藥系統9加入絮凝水箱8中，混合攪拌30min Ihr後，通過離心送 水泵將出水送入離心分離設備進行固液分離，經處理後產生符合排放要求的水。如果排入 混合水池4中廢水的pH值沒有達到5-6，通過NaOH加藥系統6向混合水池4中加入NaOH 調節廢水的PH值達到5-6。實施例1 1.微電解處理以維生素B12提煉廢水為原水，將儲存在原水箱的原水通過微電解 供水泵進入微電解設備上部進入，以lOm/hr的流速通過整個柱體，去除水中的COD和色度， 並將廢水PH調節到5後排入混合水池；其中，微電解設備中的鐵碳體積比例為1 2。2.物化法處理通過加藥系統向所述混合水池中加入膨潤土膨潤土加藥量為6g/L，混合30min， 停留Ihr後自流進入絮凝水箱，通過PAC加藥系統向絮凝水箱加入混凝劑，PAC用量為 1. 5g/L ；混合攪拌30min後，通過離心送水泵將出水送入離心分離設備進行固液分離，經處 理後產生符合排放要求的水，水中的CODCr去除率可達到40%，色度去除率達到80. 5%。實施例2:1.微電解處理C0D為6000mg/l並且含有大量顯色基團的廢水為原水，將儲存在 原水箱的原水通過微電解供水泵進入微電解設備上部進入，以12m/hr的流速通過整個柱 體，去除水中的COD和色度，並將廢水pH調節到5後排入混合水池；其中，微電解設備中的 鐵碳體積比例為1 2。2.物化法處理通過加藥系統向所述混合水池中加入膨潤土膨潤土加藥量為7.5g/L，混合 1. 5hr，停留30min後自流進入絮凝水箱，通過PAC加藥系統向絮凝水箱加入混凝劑，PAC用 量為2. 5g/L ；混合攪拌40min後，通過離心送水泵將出水送入離心分離設備進行固液分離， 經處理後產生符合排放要求的水。C0D&去除率可達達55. 4%，色度去除率可達86. 3%。實施例3 1.微電解處理C0D為6000mg/l並且含有大量顯色基團的廢水為原水，將儲存在 原水箱的原水通過微電解供水泵進入微電解設備上部進入，以18m/hr的流速通過整個柱 體，去除水中的COD和色度，並將廢水pH調節到5後排入混合水池；其中，微電解設備中的 鐵碳體積比例為1 2。2.物化法處理通過加藥系統向所述混合水池中加入膨潤土膨潤土加藥量為7.5g/L，混合 1. 5hr，停留50min後自流進入絮凝水箱，通過PAC加藥系統向絮凝水箱加入混凝劑，PAC用量為4g/L ；混合攪拌50min後，通過離心送水泵將出水送入離心分。經經處理後產生符合 排放要求的水，水中C0D&去除率可達到43%，色度去除率達到83. 24%。實施例4 廢水進入微電解-物化法聯合處理裝置，微電解設備作為物化設備的前置預處理 裝置，廢水以20m/hr的速度經過微電解設備進入物化處理裝置通過加藥泵將膨潤土加入 混合水池。膨潤土加藥量為12g/L。廢水在混合水池中與膨潤土充分混合1.5hr，並且經過 停留2hr後自流進入絮凝水箱。通過混凝加藥泵將混凝劑加入絮凝水箱。混凝用量為6g/ L。廢水在絮凝水箱中再經過混合攪拌Ihr後，用離心送水泵將出水送入離心分離設備進行 固液分離，經處理後產生符合排放要求的水。C0D&去除率可達到51. 3%，色度去除率達到 82. 16%。
權利要求
一種微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置，其特徵在於，該裝置由原水箱(1)、微電解供水泵(2)、微電解設備(3)、混合水池(4)、膨潤土加藥裝置(5)、膨潤土製備器(7)、絮凝水箱(8)、混凝劑加藥裝置(9)、離心送水泵(10)和離心分離設備(11)構成；其中，所述原水箱(1)通過所述微電解供水泵(2)與所述微電解設備(3)的上端管接，所述微電解設備(3)的通過管路與混合水池(4)的上端管接；所述膨潤土製備器(7)通過管路與所述膨潤土加藥裝置(5)管接，所述膨潤土加藥裝置(5)通過管路與混合水池(4)的上端聯通，所述混合水池(4)通過管路與絮凝水箱(8)的上端聯通，所述混凝劑加藥裝置(9)通過管路與絮凝水箱(8)的上端聯通，所述絮凝水箱(8)通過所述離心送水泵(10)與所述離心分離設備(11)聯通。
2.根據權利要求1所述的微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置，其特徵 在於，該裝置還包括NaOH加藥裝置(6)，所述NaOH加藥裝置(6)通過管路與所述混合水池 (4)的上端聯通，用於向混合水池(4)添加NaOH溶液，調節廢水的pH值。
3.根據權利要求1或2所述的微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置的工 藝，其特徵在於，包括以下步驟1.微電解處理以維生素B12提煉廢水為原水，將儲存在原水箱的原水通過微電解供水泵進入微電解 設備上部進入，以10 20m/hr的流速通過整個柱體，出水進入混合水池；去除水中一定 COD和色度，並將廢水pH調節到5 6;其中，微電解設備中的鐵碳體積比例為1 2、1 1 或 2 1。2.物化法處理將天然鈉基膨潤土、季銨鹽陽離子表面活性劑和水，按照10 3 125的比例加入到 膨潤土製備器中，將其混合均勻後加熱至90°C持續lhr，即製得改性膨潤土，通過膨潤土加 藥裝置向所述混合水池中加入所述改性膨潤土，混合30min 2hr，停留30min 2hr後自 流進入絮凝水箱，通過混凝劑加藥系統向絮凝水箱加入混凝劑；混合攪拌30min Ihr後， 通過離心送水泵將出水送入離心分離設備進行固液分離，經處理後產生符合排放要求的 水；其中，所述改性膨潤土入量為6g/L 12g/L ；所述混凝劑加入量為1. 5g/L 6g/L。
4.根據權利要求3所述的微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置的工藝， 其特徵在於，所述步驟2中當進水水量或水質產生波動時，若微電解系統未能將廢水pH值 調節到5 6之間，則開啟NaOH加藥系統向廢水中投加濃度為10%的NaOH溶液，以保證廢 水pH彡5。
全文摘要
本發明屬於難降解廢水處理技術領域，尤其涉及一種微電解及物化法聯用處理維生素B12提煉廢水裝置及工藝，該裝置由原水箱、微電解供水泵、微電解設備、混合水池、膨潤土加藥裝置、膨潤土製備器、絮凝水箱、混凝劑加藥裝置、離心送水泵和離心分離設備構成；本發明通過微電解、物化處理、混凝，再進入固液分離設備可以有效的降低廢水中難降解物質的含量，提高廢水可生化性，更加有利於後續生物處理系統。廢水經微電解-物化法處理後，後段的傳統生化處理設備COD負荷更低、處理效果更好、且工程投資低、運行費用適中。可廣泛應用於製藥、焦化、農藥等工業廢水的處理。
文檔編號C02F1/461GK101973659SQ20101051304
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者常文哲, 張燕, 林輝, 譙耕, 谷鵬, 邢奕, 魯安懷 申請人:北京科技大學