申请日2012.11.19
公开(公告)日2013.06.26
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种青霉素废水的高效低耗预处理方法，具体地是利用兼性厌氧微生物将废水中有机大分子物质分解为小分子物质，这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用，从而达到改善废水的可生化性、降低废水毒性的目的，适用于高浓度青霉素废水的预处理。废水经处理后，SS降低85～90%，COD降低30～35%，B/C提高15～20%，青霉素含量降低75～80%。
权利要求书
1. 一种青霉素废水的预处理方法，其特征在于包含以下步骤：
1)将青霉素废水pH值调整为5.0～7.0，碱度调整为800～1500mg/L;
2)上述废水进入水解酸化反应器进行水解酸化反应;
3)上述废水在水解酸化反应器中停留6～20h后出水。
2. 如权利要求1所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于步骤1)中，将青霉素废水pH值调整为5.5～6.5，碱度调整为1000～1200mg/L。
3. 如权利要求1所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于步骤2)中，水解酸化反应器为折流板水解酸化反应器。
4. 如权利要求1所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于步骤3)中，废水在水解酸化反应器中停留8～12h后出水。
5. 如权利要求2所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于采用饱和的碱溶液调整废水pH值和碱度。
6. 如权利要求5述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于饱和的碱溶液由NaOH、NaHCO3中的一种或两种配置而成。
7. 如权利要求3所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在于折流板水解酸化反应器分为前端缺氧区和后端微氧区。
8. 如权利要求7所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在后端微氧区溶解氧为0.05～0.5mg/L。
9. 如权利要求7所述的青霉素废水的预处理方法，其特征在后端微氧区溶解氧为0.1～0.3mg/L。
说明书
一种青霉素废水的预处理方法
摘要
本发明涉及一种青霉素废水的高效低耗预处理方法，具体地是利用兼性厌氧微生物将废水中有机大分子物质分解为小分子物质，这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用，从而达到改善废水的可生化性、降低废水毒性的目的，适用于高浓度青霉素废水的预处理。废水经处理后，SS降低85～90%，COD降低30～35%，B/C提高15～20%，青霉素含量降低75～80%。
技术领域
本发明属于污水处理工程领域，特别涉及一种青霉素废水的高效低耗预处理方法。
背景技术
[0003] 抗生素废水是一类高色度、难生物降解、并对微生物具有抑制生长甚至毒害作用的一类工业废水。青霉素废水是抗生素废水的一种，青霉素生产过程排放的发酵液中含有大量残留抗生素类物质及其副产物，这些物质毒性大、生物降解性差，对生物处理系统产生抑制作用，增大废水的处理难度。
目前国内对这种高浓度废水的处理仍处于探索阶段，往往因昂贵的处理费用而难以实现稳定达标排放。采用好氧生物法处理青霉素废水时,需要大量的稀释水，造成运行费用高，而且好氧菌耐受毒性物的性能较差，难以实现达标排放;采用厌氧生物法处理青霉素废水时，硫酸盐还原菌不仅对甲烷菌造成初级抑制，其产生的硫化物对甲烷菌造成次级抑制，产生的挥发酸积累影响系统的运行稳定性;采用物理化学法预处理青霉素废水时，化学试剂投加量大，运行成本高，而且投加的化学试剂容易对环境造成二次污染。
买文宁等在中国专利CN102351377A中采用沉淀、刮泥、混凝气浮对高浓度发酵废水进行预处理后，虽能去除部分SS和溶媒，其COD浓度仍然高15000～15000mg/l;刘洪泉等在中国专利CN101811791B中采用CaO、Ca(OH)2、聚合硅酸等进行水质调节，再采用聚丙烯酰胺进行絮凝沉降，固液分离后其COD去除率为50～60%，SS去除率为95%以上，但处理过程中用到诸多化学试剂，增加了运行费用。因此寻找一条经济环保、稳定高效的青霉素高浓废水的预处理工艺对于我国青霉素的生产和环境保护具有十分重要的意义。
发明内容：
为了降低青霉素废水中青霉素效价，提高废水可生化性，本发明提供一种高效低耗的青霉素废水的预处理方法。青霉素废水经本发明所述方法处理后，SS降低85～90%，COD降低30～35%，B/C提高15～20%，青霉素含量降低75～80%。为了实现上述目的，本发明采用水解酸化工艺对青霉素高浓废水进行预处理。
本发明中所叙述的指标与标准：COD-化学需氧量，采用重铬酸盐法(GB11914-89)测定;BOD5-生化需氧量，采用稀释与接种法(HJ505-2009)测定;B/C-废水可生化指标，即BOD5与CODCr的比值;SS-悬浮物，采用重量法(GB11901-89)测定;VFA-挥发酸，采用酸碱滴定法测定;ALK-碱度，采用酸碱滴定法(GB/T15451-95)测定;青霉素含量—采用高效液相色谱法。
本发明采用水解酸化工艺对高浓度青霉素废水进行预处理，具体操作步骤和具体技术要求如下：
(1)青霉素生产车间外排高浓度废水收集后，加入由NaOH和NaHCO3配制成的碱溶液，开启搅拌，将废水pH值调整为5.0～7.0，优选5.5～6.5，碱度调整为800～1200mg/L，优选1000～1100mg/L。
(2)调整pH和碱度后的青霉素废水进入水解酸化反应器进行水解酸化反应，水解酸化反应器采用折流板水解酸化反应器(Bafflted Hydrolysis Acidification Reactor，简称BHAR)。该反应器中使用一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，废水从反应器前端进入，在反应器内沿折流板作上下流动，依次流经反应器的前端缺氧A区和后端微氧B区后出水，反应器构造及废水走向示意图见图1所示。其中后端微氧区装有曝气装置，即在B区下方设有瀑气装置C。
对废水进行微氧曝气，控制溶解氧浓度为0.05～0.5mg/L，优选0.1～0.3mg/L。
(3)控制进、出水流速，使青霉素废水在折流板水解酸化反应器中的停留时间(简称HRT)为6～20h，优选8～12h，反应完毕后出水。
本发明所述的青霉素废水的高效低耗预处理方法，与现有技术相比，其创新之处和达到的效果如下所述：
(1)采用水解酸化工艺对高浓度青霉素废水进行预处理，可有效降解悬浮有机颗粒物含量，改善废水可生化性，消除青霉素残留对后续生物系统的抑制作用。本发明实施例1～3表明，废水经处理后，SS可降低85～90%，COD可降低30～35%，B/C可提高15～20%，青霉素含量可降低75～80%，能有效减轻后续生物处理的负担。
(2)工艺简单易行，高效低耗。与厌氧预处理工艺相比，水解酸化工艺对氧化还原电位、pH值、温度等环境条件的要求宽松，从而简化了操作步骤，增强了适用性;与高级氧化预处理技术相比，水解酸化工艺无需投加昂贵的氧化剂和催化剂，从而降低了处理成本。
(3)调整废水的pH值可有效抑制甲烷菌的生长，使水解细菌和酸化发酵细菌大量繁殖，大部分有机物被裂解为脂肪酸等短链有机物，废水生化性明显提高。
(4)调整废水的碱度可起到缓冲作用，保持反应器内pH的稳定，并且可减轻酸性物质的积累对水解作用的抑制，有效缩短水解酸化反应的时间。
(5)采用折流板水解酸化反应器作为废水水解酸化的场所，使水流在反应器内流经的总长度增加，有利于废水与微生物充分接触，从而增强对有机污染物的去除能力，其次，折流板的阻挡和污泥的自沉降作用，使生物体被有效地截留在反应器内，有效避免了污泥流失。
(6)创造性的在折流板水解酸化反应器中设置前端缺氧区和后端微氧区。在前端厌氧区，水解菌核发酵菌对废水进行无氧水解，将复杂有机物转化为简单有机物;在后端微氧区，微曝气改善了水力条件，增加了系统内微生物与有机基质之间的传质作用，由于甲烷菌是严格的厌氧菌，微氧环境有利于抑制甲烷菌的生长，提高了兼性水解酸化菌的生理代谢功能。
