申请日2015.06.18
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明提供一种好氧生物法处理乌头类中药炮制废水中污泥的培养方法以及快速启动好氧生物法处理乌头类中药炮制废水的方法，能够快速地实现乌头类炮制废水的启动，处理效果好，处理成本低，抗负荷冲击能力强，采用本发明所述的方式启动的污泥在处理具有特定种类的生物碱毒性成分的乌头类炮制废水时，可以在短时间内完成毒性生物碱的去除，本发明在处理过程中操作简便，效果显著且稳定性强。
权利要求书
1.一种好氧生物法处理乌头类中药炮制废水中污泥的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1取市政污水处理厂二沉池回流污泥接种在间歇式反应器中，使反应器内污泥浓度控制在1000mg/L以上;
步骤2取乌头类炮制废水若干，废水中总生物碱含量在100-900mg/L，将乌头炮制废水加入步骤1中间歇式反应器中，向反应器内充入空气，保证反应器污泥和废水进行充分混合，溶解氧浓度在1mg/L以上;
步骤3保障反应器内温度恒定在20℃以上;进行连续曝气，后停止曝气，静沉，排除反应器内的上清液，将污泥保留在反应器内;
步骤4重复步骤2-步骤3运行至少5次;
步骤5取乌头类炮制废水若干，废水中总生物碱含量在900-1800mg/L，将乌头废水加入步骤4处理过的保留了污泥的间歇式反应器中，向反应器内冲入空气，保证反应器污泥和废水进行充分混合，溶解氧浓度在1mg/L以上;
步骤6保障反应器内温度恒定在20℃以上;进行连续曝气，后停止曝气，静沉，排除反应器内的上清液，将污泥保留在反应器内;
步骤7重复步骤5-步骤6运行至少8次。
2.根据权利要求1所述的污泥培养方法，其特征在于，反应器内污泥浓度优选为3000mg/L-4000mg/L;溶解氧浓度为3mg/L-6mg/L。
3.根据权利要求1-2之一所述的污泥培养方法，其特征在于， 所述步骤4中连续曝气40-48h，静沉30-60分钟。
4.根据权利要求1-3之一所述的污泥培养方法，其特征在于，所述步骤4中连续曝气8-12h，静沉30-60分钟。
5.根据权利要求1-4之一所述的污泥培养方法，其特征在于，所述反应器内温度恒定在25-35℃。
6.根据权利要求1-5之一所述的污泥培养方法，其特征在于，所述步骤4中重复步骤2-步骤3运行5-8次。
7.根据权利要求1-5之一所述的污泥培养方法，其特征在于，所述步骤7中重复步骤5-步骤6运行8-10次。
8.一种处理乌头类中药炮制废水中生物碱毒性成分的方法，其特征在于，使用权利要求1-7之一所述污泥培养方法启动的污泥，以常规处理方法进一步处理生物碱浓度为500-2000mg/L的制乌头类炮制废水。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，生物碱毒性成分在10-12h基本去除。
说明书
一种快速启动好氧生物法处理乌头类中药炮制废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种好氧生物法处理乌头 类中药炮制废水中污泥的培养方法以及快速启动乌头类中药炮制 废水生物处理的方法。
背景技术
乌头类中药材在中成药中有较为广泛的应用，其中川乌、草乌、 附子及其炮制加工品最为常用。据统计，2010年版《中国药典》 和1-26册《中药部颁标准》所载含川乌、草乌和附子的中成药超 过320种。这些药材生用毒性较大，需炮制后方可用于临床，且具 有独特的疗效。川乌为毛莨科植物乌头Aconitum carmichaelii Debx. 的干燥母根，草乌为毛莨科植物北乌头Aconitum kusnezoffii Reichb.的干燥块根，附子则为毛莨科植物乌头Aconitum carmichaelii Debx.的子根的胆巴水炮制加工品。川乌和草乌的炮制 品分别被称为制川乌和制草乌，两者的炮制方法相同，主要是采用 水浸泡方法去除毒性成分。炮制过程会产生大量毒性炮制废水，这 些废水的主要毒性成分包括乌头碱、次乌头碱和新乌头碱等双酯型 生物碱和苯甲酰新乌头原碱、苯甲酰乌头原碱、苯甲酰次乌头原碱 等单酯型生物碱，相比较单酯型生物碱的毒性，双酯型生物碱毒性 更大。如果这些毒性炮制废水不经过有效处理而排入环境中，必将 对环境产生危害，也可能会危害人类生命健康。所以,处理川乌和草 乌毒性炮制废水的关键在于去除废水中的毒性生物碱类成分。
目前，废水减毒技术中主要采用高级氧化的处理工艺完成，主 要包括臭氧氧化、电化学处理、光催化技术以及芬顿氧化等。化学 氧化法减毒的具体原理是将有毒物质成分氧化、降解成非毒性成 分，具有反应速度快的优点。但是其处理成本和反应条件要求较高， 操作复杂。生物减毒主要利用微生物的分解能力完成对废水中有机 物的降解，其优点是处理成本低，环境效应好，但是生物减毒法存 在启动时间较长等问题。
由于中药废水成分复杂，包括糖类、乙醇、氯仿、苷类、蒽醌、 木质素、生物碱、鞣质、蛋白质、色素等物质，有机污染物浓度相 当高，木质素等的悬浮物比重轻、浓度高，难于沉淀，废水可生化 性差，废水的水质、水量随着中药生产操作的间歇性和产品种类的 多样性波动也比较大，相对于其他工业废水中药生产废水是较难处 理的废水之一。现有技术中,中国专利文献CN103508637A公开了 一种中药提取废水处理工艺，采用“预处理系统-生化处理系统-深度 处理系统和污泥处理系统”;CN103319058A公开了一种中药提取废 水处理系统，采取“预处理+水解酸化+厌氧处理+好氧处理+芬顿处 理”结合的生物处理工艺;CN1775699A公开了一种中药生产废水 处理设备及其废水处理工艺，该设备包括截留装置、调节池、水解 酸化池、膜生物反应池和污泥处理装置;CN102923920A公开一种 中药废水处理工艺，包括预处理、两级UASB厌氧处理和回流生化 处理;CN103739138A公开的中药饮片生产废水首先经格栅井去除 大的杂质后进入集水池;再进入高效混凝沉淀一体化池，调节PH 后进入预酸化调节池，预酸化后的废水提升至UASB反应塔，在厌 氧微生物的作用下去除大部分有机物，再进入SBR池，通过好氧 反应去除剩余有机物，最后SBR池的出水进入排水池，并经多介 质过滤器过滤后进入消毒池消毒后达标方可排放。朱杰高等(中药 提取类制药废水处理工艺研究与工程实践，朱杰高等，北方环境， 第23卷第9期，2011年9月)介绍了PEIC厌氧反应器及高效接 触式污泥池对中药废水的处理工艺。
上述文献公开的处理中药废水的工艺使用的反应设备复杂、操 作繁琐、污水处理系统运行费用高、折旧率高;此外传统工艺好氧 段多采用膜生物反应池，生物膜易脱落，需要经常更新且价格昂贵; 最重要的是，现有技术中对于污泥的培养方法中，向反应器中加入 提取工段废水，连续培养一周后，正常进水，持续培养20天后进 行生物相镜检方发现有肾形虫等原、后生动物，视为培养结束，该 方法中废水处理的启动时间长，启动后处理工艺复杂，大严重增加 了企业的运行成本，并且未能针对废水中特定的成分进行去除。
对于乌头类中药材炮制废水毒性的减毒处理技术目前未见有 相关报道，亦未见有关于乌头类中药炮制废水中生物碱类成分的处 理技术，由于中药生产过程中不同药物品种和生产工艺不同，所产 生的废水水质及水量有很大差别，且由于产品更换周期短，废水水 质、水量经常波动，极不稳定，如何快速启动该类废水的生物处理 也是一个技术难题。鉴于此，研究一种快速启动乌头类中药炮制废 水中生物碱类成分的处理的方法，特别是可以快速启动上述处理方 法时使用的污泥的培养方法，是本发明亟待解决的问题。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中上述技 术缺陷，从而提出一种好氧生物法处理乌头类中药炮制废水中污泥 的培养方法以及快速启动乌头类中药炮制废水中生物碱类成分的 处理的方法。
为此，本发明提供一种快速启动好氧生物法处理乌头类中药炮 制废水中生物碱毒性成分的方法，包括以下步骤：
步骤1取市政污水处理厂二沉池回流污泥接种在间歇式反应 器中，使反应器内污泥浓度控制在1000mg/L以上;
步骤2取乌头类炮制废水若干，废水中总生物碱含量在 100-900mg/L，将乌头炮制废水加入步骤1中间歇式反应器中，向 反应器内充入空气，保证反应器污泥和废水进行充分混合，溶解氧 浓度在1mg/L以上;
步骤3保障反应器内温度恒定在20℃以上;进行连续曝气，后 停止曝气，静沉，排除反应器内的上清液，将污泥保留在反应器内;
步骤4重复步骤2-步骤3运行至少5次;
步骤5取乌头类炮制废水若干，废水中总生物碱含量在 900-1800mg/L，将乌头废水加入步骤4处理过的保留了污泥的间 歇式反应器中，向反应器内冲入空气，保证反应器污泥和废水进行 充分混合，溶解氧浓度在1mg/L以上;
步骤6保障反应器内温度恒定在20℃以上;进行连续曝气， 后停止曝气，静沉，排除反应器内的上清液，将污泥保留在反应器 内;
步骤7重复步骤5-步骤6运行至少8次。
上述方法中，反应器内污泥浓度优选3000mg/L-4000mg/L; 溶解氧浓度优选3mg/L-6mg/L;
所述步骤4中连续曝气40-48h，静沉30-60分钟;
所述步骤6中连续曝气8-12h，静沉30-60分钟;
所述加热装置保障反应器内温度优选恒定在25-35℃。
所述步骤4中优选重复步骤2-步骤3运行5-8次;
所述步骤7中优选重复步骤5-步骤6运行8-10次。
本发明还提供了一种处理乌头类中药炮制废水中生物碱毒性 成分的方法，使用上述方式启动的污泥以常规处理方法进一步处理 生物碱浓度为500-2000mg/L的制乌头类炮制废水，其在10-12h 完成毒性生物碱基本去除。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述可用于好氧生物法处理乌头类中药炮制废水 中的污泥培养方法，通过用乌头类废水反复处理污泥，调节污泥中 微生物菌群的种类，使得适宜的微生物进行生长繁殖，不适应的微 生物被淘汰，控制适宜处理乌头类炮制废水中生物碱毒性成分的微 生物菌群，使得以上述方式启动的污泥在处理具有特定种类的生物 碱毒性成分的乌头类炮制废水时，可以在短时间内完成毒性生物碱 的去除，本发明在处理过程中操作简便，效果显著且稳定性强。以 该方式进行启动能够快速地实现乌头类炮制废水的启动，在14-22 天内即实现高效地生物处理乌头类生物碱废水的启动;
(2)处理效果好：以该方式启动的生物系统，在间歇反应器 内处理废水，其生物碱含量为500-2000mg/L的毒性乌头类生物碱 均能实现基本去除;
(3)处理成本低：以生物法实现对乌头类生物碱的去除相比 较化学法处理周期更短，处理同样体积的废水所需污泥体积更小， 具有明显的成本优势;
(4)抗负荷冲击能力强：尽管乌头类炮制废水中生物碱的含 量变化较大，但是该方法针对乌头类废水中生物碱的去除具有适应 的广泛性。
