申请日2011.06.20
公开(公告)日2012.02.29
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种高含盐制药废水的处理系统，本发明对盐分耐受的范围是总盐分小于5%，一般维持在3%以内。本发明采用“催化微电解+双氧水催化氧化+光合菌厌氧系统+光合菌好氧系统+混凝脱色池”处理工艺，最大限度的削减COD、BOD、氨氮和色度，并且处理效果不受盐分的影响。出水达到纳管排放标准。本发明能有效处理各种盐分的高含盐制药废水，避免了常规处理使用的稀释或者蒸发(焚烧)处理工艺的弊端，降低了总排污染物量。本发明运行稳定性强、投资成本低、处理效率高、运行费用低，是具有发展潜力的高含盐制药废水处理系统。
权利要求书
1.一种高含盐制药废水的处理系统，该系统包括曝气调节池、催化微电解反应 装置、双氧水催化氧化池、混凝沉淀池、光合菌厌氧池、光合菌缺氧和光合菌好 氧系统、泥膜混合填料系统、混凝脱色池，其特征在于：高含盐制药废水在曝气 调节池中充分均质后，经水质酸化罐后将废水的pH调节到1～3之间，调节后的 废水从催化微电解反应装置的底部进入，催化微电解填料采用三维空间结构，填 料选用铁碳铜以及微量元素镍、钛、锰，停留时间为8～16h，控制出水pH值小 于5;微电解出水进入后续双氧水催化氧化池，双氧水投加量为废水量的 0.1%～0.3%;双氧水催化氧化池出水进入混凝沉淀池，投加氢氧化钠或氢氧化钙 和聚丙烯酰胺，使废水沉淀;混凝沉淀池出水进入光合菌厌氧池，光合菌投加量 为废水量的0.3%～0.9%;光合菌厌氧池出水进入光合菌缺氧和光合菌好氧系统， 控制光合菌兼氧系统溶解氧小于0.1mg/L，光合菌好氧系统溶解氧浓度为1～3 mg/L，光合菌好氧系统后设置二沉池，泥膜填料系统，二沉池出水进入后续混凝 脱色池，利用混凝剂、脱色剂的互配能够进一步削减废水中的有机物和色度。
2.根据权利要求1所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特征在于：本系 统所处理的废水要求COD浓度小于60000mg/L，总盐分小于5%。
3.根据权利要求1所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特征在于：所述 光合菌好氧系统COD负荷控制在0.5～1kgCOD/(m3·d)范围内，填料表面形成厌 氧、兼氧和好氧的三层氧化膜，溶解氧浓度控制在1～2mg/L内。
4.根据权利要求1或3任意一项所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特 征在于：所述光合菌种类主要包括内硫紫色硫细菌、紫色非硫细菌、绿硫细菌 和含菌绿素好氧化养菌。
5.根据权利要求1或3任意一项所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特 征在于：所述光合菌厌氧池需挂有填料以维持相对较高的污泥浓度。
6.根据权利要求1所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特征在于：所述 催化微电解填料需要根据水质选择包括铁碳合金、铁碳铜合金、铝铜合金，碳 的比例控制在总量的1%～5%范围内。
7.根据权利要求1或6任意一项所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特 征在于：为避免微电解填料的空间堵塞和板结问题，所述催化微电解反应装置 附有填料活化罐。
8.根据权利要求1所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特征在于：所述 混凝脱色池采用硫酸铝、氢氧化钙、双氰胺甲醛聚合物去除色度并降低有机物 浓度。
9.根据权利要求8所述的一种高含盐制药废水的处理系统，其特征在于：所述 硫酸铝投加浓度为200～1000mg/L，氢氧化钙投加浓度为100～1000mg/L，双氰 胺甲醛聚合物投加浓度为20～200mg/L。
说明书
一种高含盐制药废水的处理系统
技术领域
本发明涉及一种高含盐制药废水的处理方法，高含盐制药废水主要包括生物 制药、化学合成制药两大类，总盐的含量控制在3%以下，一般不超过5%。
背景技术
制药行业是关系到国计民生的关键产业，涉及到国民的点点滴滴生活。制药 产业分为三种：中成药、生物发酵和化学合成药。从废水处理角度讲，生物发酵 废水由于成分复杂，且存在生物抑制类物质，生化处理困难，而中成药类废水以 及化学合成类废水总体废水可生化性较好。制药废水中高含盐废水处理是制药废 水处理的热点和难点。目前，国内外关于高含盐制药废水处理普遍采用“物化预 处理(稀释)+生化处理+深度处理”的工艺，预处理工艺目的主要是脱盐，保证 废水盐分控制在0.9%以下，满足废水后续生化的进行。同时，物化预处理手段 还包括微电解或者湿式氧化为代表的高级氧化工艺，通过上述手段降低后续的负 荷，但不改变盐分。生化处理往往采用“厌氧+好氧工艺”为多，通过厌氧和好氧 技术，最大幅度的削减废水中的有机物。深度处理采用固液分离、臭氧滤池、高 级氧化等处理手段。盐份是影响生化效率的主要因素。
目前，高含盐制药废水处理存在如下几个问题：(1)高含盐制药废水需要大 量新鲜水或者低浓度废水稀释，从而导致系统庞大、投资运行费用高、污染物总 量难达标;(2)高含盐废水往往生化性差，需要预处理能够有效改善可生化性并降 低后续废水的负荷;(3)高含盐制药废水往往组分复杂、受产品切换影响大，处 理工艺需要耐负荷冲击;(4)盐份超过1%，常规活性污泥为代表的生化系统基本 崩溃。寻求高效、稳定、成熟的高盐分制药废水是高含盐制药废水处理的关键。
中国发明专利CN200610003120.2阐述了一种生物制药废水的催化剂及其制 法，采用Pt、Pd、Rh、Ru及其非金属氧化物，采用焙烧和灼烧的方式，用在催 化氧化过程中，仅仅是提升了废水可生化性，对高盐分生物制药废水尚未有针对 性。
中国发明专利CN200610106676.4公开了一种制药废水的处理工艺，涉及到 预处理、臭氧工艺、软化工艺、保安过滤器、一级RO、二级RO、电渗析等工艺， 工艺流程冗杂，反渗透膜浓水处理困难。
中国发明专利CN200910115336.1公布了一种处理发酵类制药废水的方法， 主要采用“厌氧+MBR”的处理工艺，针对常规制药废水能够有效削减COD、氨 氮等有机污染物，一旦废水属于高盐分，专利所涉及的厌氧和MBR技术则难以 启动。
中国发明专利CN201010176577.x公布了一种制药废水的处理方法，处理主 要工艺流程包括“调节池+水解池+气浮池+DAT-IAT(续进水、连续-间歇曝气)+ 厌氧+SBR”处理工艺，所涉及的工艺并不能耐受较高的盐分。
中国发明专利CN201010222306.3公开了一种用于深度处理制药废水的方法， 其使用掺硼金刚石膜作为电极，主体处理采用“预处理+两相厌氧+改进SBR+固 定化微生物”处理方法，末端采用金刚石膜为电极的氧化工艺，上述工艺在小试 中效果良好，一旦电极间距加大，基本难以满足处理的需求，此外，对高含盐废 水亦缺乏针对性。
目前，常规技术尚未能够对高含盐废水发挥重要作用。伴随着《化学合成类 制药工业水污染物排放标准》GB21904-2008、《发酵类制药工业水污染物排放标 准》GB21903-2008和《生物工程类制药工业水污染物排放标准》GB21907-2008 的颁布，制药工业针对自身的生产工艺有专有的排放标准，排放标准严于 GB8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准，并在某些敏感区域，譬 如太湖、滇池流域有更低的排放限值。常规技术已经很难保证高含盐制药废水的 达标排放。采用蒸发和焚烧工艺不仅经济成本难以接受，二次污染也难以轻易解 决;膜分离技术除运行稳定性差和运行费用高昂，依旧存在浓水难以处理等弊端。
为改善高含盐制药废水的处理效率，为高含盐制药废水提供全新的解决方案， 特别针对高含盐制药废水盐分含量高、可生化性差、处理效率稳定差等特点，急 需可行、经济、高效的高含盐制药废水解决方案。
发明内容
为解决目前高含盐制药废水尚未形成稳定、可行的处理工艺这一问题，本发 明的目的在于提供一种高含盐制药废水的处理系统，处理目标如下：(1)选择高 效的预处理工艺，能够有效降低后续的有机物负荷，预处理工艺中包含还原和氧 化两种机理，针对不同的污染物分子能够具有针对性;(2)“厌氧+好氧”主体生 化单元采用能够耐受不同阴离子基团(氯离子、硫酸根、硝酸盐)和不同浓度的总 盐份影响，在盐份波动时不影响生化系统的处理效率。(3)末端混凝脱色工段保证 高含盐废水出水色度达标，并能够进一步削减废水中的溶解性和悬浮态有机物。
实现本发明目的的技术方案如下。
一种高含盐制药废水的处理系统，该系统包括曝气调节池、催化微电解反应 装置、双氧水催化氧化池、混凝沉淀系统、光合菌厌氧池、光合菌缺氧和光合菌 好氧系统、泥膜混合填料系统、混凝脱色池，高含盐制药废水在曝气调节池中充 分均质，调节池中废水水力停留时间维持在2～6天，最好维持在4～6天，这样能 够保证高含盐制药废水污染物浓度和水量的均衡。调节池出水，经水质酸化罐后 将废水的pH调节到1～3之间，调节后的废水从催化微电解反应装置的底部进入， 微电解填料采用三维空间结构，微电解填料采用铁碳铜以及微量元素(镍、钛、 锰)等等，停留时间为8～16h，控制出水pH值小于5，微电解填料采用三维空间 结构，避免微电解填料的空间堵塞和板结问题，微电解装置附有填料活化罐，使 用频率为1次/周～1次/月，这个取决于废水的特性和初始pH;微电解出水进入后 续双氧水催化氧化池，一方面将二价铁离子氧化成三价铁离子;另外一个方面， 利用亚铁离子与双氧水形成的Fenton作用，产生羟基自由基进一步削减废水中的 有机物，双氧水投加量一般为废水量的0.1%～0.3%;双氧水催化氧化池出水进入 混凝沉淀池，投加混凝剂和絮凝剂，混凝剂使用氢氧化钠或者氢氧化钙，投加浓 度为200～5000mg/L，絮凝剂为聚丙烯酰胺，投加浓度为5～10mg/L，使废水沉淀; 混凝沉淀池出水进入光合菌厌氧池，光合菌厌氧池的水力负荷为 0.5～1kgCOD/(m3·d)，鉴于盐分对活性污泥系统的影响，光合菌投加量为废水量 的0.3%～0.9%，光合菌在光照实验室中，通过投加营养盐(葡萄糖、氮、磷)和微 量元素不断培养，因此处理成本相对较低;光合菌厌氧池出水进入光合菌缺氧和 光合菌好氧泥膜混合填料系统，设计负荷和光合菌投加量类似于厌氧系统 [0.5～1kgCOD/(m3·d)]，因为光合菌是一类好氧、兼氧和厌氧菌的复合菌群，能 够耐受不同的溶解氧变化，控制光合菌兼氧系统溶解氧小于0.1mg/L，光合菌好 氧填料系统溶解氧浓度为1～3mg/L。光合菌好氧填料系统后设置二沉池，泥膜填 料系统，二沉池出水进入后续混凝脱色系统，利用混凝剂、脱色剂的互配能够进 一步削减废水中的有机物和色度，从而保证出水稳定达标。
本系统所处理的高含盐制药废水COD浓度小于60000mg/L，总盐含量低于 5%，最好总含盐量小于3%。一般来讲，要求废水可生化性BOD/COD大于0.1。
所述光合菌好氧系统COD负荷控制在0.5～1kgCOD/(m3·d)范围内，填料表 面形成厌氧、兼氧和好氧的三层氧化膜，溶解氧控制在1～2mg/L内。
所述光合菌种类主要包括内硫紫色硫细菌、紫色非硫细菌、绿硫细菌和含菌 绿素好氧化养菌。
所述光合菌厌氧池需挂有填料以维持相对较高的污泥浓度。
所述催化微电解填料需要根据水质选择包括铁碳合金、铁碳铜合金、铝铜合 金，碳的比例控制在总量的1%～5%范围内。
为避免微电解填料的空间堵塞和板结问题，所述催化微电解反应装置附有填 料活化罐。
所述混凝脱色池采用硫酸铝、氢氧化钙、双氰胺甲醛聚合物去除色度并降低 有机物浓度。
所述硫酸铝投加浓度为200～1000mg/L，氢氧化钙投加浓度为 100～1000mg/L，双氰胺甲醛聚合物投加浓度为20～200mg/L。
铁碳微电解填料可以根据废水性质调整铁、铜和碳的比例和微量元素的比例， 从而维持较高的处理效率。铁碳微电解内部采用“5+3”衬胶工艺，保证耐腐蚀。 微电解工艺气水比为10∶1～18∶1。微电解活化罐主要成本为盐酸和表面活性剂， 能够高效清洗失活的填料表层。
厌氧填料系统采用投加光合菌的运行方式补充菌种，投加浓度设定为 0.3%～0.9%，投加频率为1次/天，光合菌单独培养，每吨光合菌投加费用小于0.5 元。
本发明高含盐制药废水的处理系统，能有效处理各种盐分的高含盐制药废水， 避免了常规处理使用的稀释或者蒸发(焚烧)处理工艺的弊端，降低了总排污染物 量。本发明运行稳定性强、投资成本低、处理效率高、运行费用低，是具有发展 潜力的高含盐制药废水处理系统。
