申请日2011.07.01
公开(公告)日2013.06.12
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法，适用于对抗生素发酵各工艺段排放的混合废水的处理。本发明采用加载絮凝技术对抗生素生产过程中的结晶液、废母液、种子罐洗涤废水、发酵罐的洗涤废水的混合废水进行絮凝预处理，所述絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，絮凝剂的加入顺序为：先加入聚合氯化铝，再加入聚丙烯酰胺;所述加载剂包括活性炭、粉煤灰、活性污泥、沉淀污泥的其中一种或两种的混合物。本发明能够对抗生素发酵生产过程中产生的高浓度有机废水进行有效地絮凝处理，方法简便、成本较低、效果稳定，使处理后的废水能够达到后续生化处理的要求。
权利要求书
1.一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法，所述废水为抗生素生产终 端调节池废水，包括结晶液，废母液，种子罐洗涤废水，发酵罐洗涤废水及加 工和生产过程中的各种冲洗水和洗涤水，加载絮凝预处理方法的工艺步骤包括： 先以搅拌的方式向废水中加入加载剂进行水质调节，然后再以搅拌的方式加入 絮凝剂;或者先以搅拌的方式向废水中加入絮凝剂，然后再以搅拌的方式加入 加载剂;将经过上述步骤处理的废水通入絮凝反应池中，进行搅拌、混合，再 进行固液分离;固液分离得到沉淀污泥和上清液，此上清液通入生化处理装置 进行生化处理，处理完成后，经分离得到活性污泥和可排放的废水，其特征在 于：
所述絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，絮凝剂的加入顺序为：先加入 聚合氯化铝，再加入聚丙烯酰胺;所述加载剂包括抗生素发酵废水加载絮凝预 处理固液分离时得到的沉淀污泥的悬浊液、固液分离得到的上清液经生化处理 时产生的活性污泥的的悬浊液其中一种或两种的混合物、粉末状的活性炭、粉 煤灰;经絮凝剂和加载剂处理过的废水通入絮凝反应池中，以40～60r/min的转 速进行搅拌、混合时间为1～5min;
所述加载剂为用所述活性污泥或沉淀污泥的一种或两种配制成 6000～10000mg/L的悬浊液，并将悬浊液的pH调节至7.0～9.0，按照100份废水 加入0.1～20份悬浊液的体积比，在搅拌速度为250～350r/min的条件下将悬浊 液加入到废水中，混合时间为5～15s。
2.一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法，所述废水为抗生素生产终 端调节池废水，包括结晶液，废母液，种子罐洗涤废水，发酵罐洗涤废水及加 工和生产过程中的各种冲洗水和洗涤水，加载絮凝预处理方法的工艺步骤包括： 先以搅拌的方式向废水中加入加载剂进行水质调节，然后再以搅拌的方式加入 絮凝剂;或者先以搅拌的方式向废水中加入絮凝剂，然后再以搅拌的方式加入 加载剂;将经过上述步骤处理的废水通入絮凝反应池中，进行搅拌、混合，再 进行固液分离;固液分离得到沉淀污泥和上清液，此上清液通入生化处理装置 进行生化处理，处理完成后，经分离得到活性污泥和可排放的废水，其特征在 于：
所述絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，絮凝剂的加入顺序为：先加入 聚合氯化铝，再加入聚丙烯酰胺;所述加载剂包括抗生素发酵废水加载絮凝预 处理固液分离时得到的沉淀污泥的悬浊液、固液分离得到的上清液经生化处理 时产生的活性污泥的的悬浊液其中一种或两种的混合物、粉末状的活性炭、粉 煤灰;经絮凝剂和加载剂处理过的废水通入絮凝反应池中，以40～60r/min的转 速进行搅拌、混合时间为1～5min;
所述加载剂为粉煤灰或粉末状的活性炭，将粉煤灰或粉末状的活性炭，按 照每1L废水中加入5～200mg加载剂的用量，在搅拌速度为250～350r/min的条 件下加入到废水中，混合时间为5～15s。
3.根据权利要求1或者2任一项所述的一种抗生素发酵废水的加载絮凝预 处理方法，其特征在于：所述聚合氯化铝的加入方式是将聚合氯化铝配制成质 量浓度为5～15%的混合液，按照每1L废水中加入200～1000mg聚合氯化铝的用 量，在搅拌速度为200～400r/min的条件下将混合液加入到废水中，混合时间为 5～10s。
4.根据权利要求1或者2任一项所述的一种抗生素发酵废水的加载絮凝预 处理方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺的加入方式是将聚丙烯酰胺配制成质 量浓度为0.1～0.3%的混合液，按照每1L废水中加入2.5～10mg聚丙烯酰胺的用 量，在搅拌速度为200～400r/min的条件下将混合液加入到废水中，混合时间为 10～20s。
5.根据权利要求1或者2任一项所述的一种抗生素发酵废水的加载絮凝预 处理方法，其特征在于：所述絮凝反应池为折板絮凝反应池。
说明书
一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种抗生素发酵废水的加载絮凝处理 方法。
背景技术
目前，我国抗生素生产企业多达300多家，可生产占世界产量20%～30% 的70个品种的抗生素，产量年年增加，现已成为世界上主要的抗生素制剂生产 国之一。抗生素生产包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、提炼、精制等工艺过 程。抗生素的发酵生产通常以粮食或糖蜜为原料，生产过程的废水主要来自分 离、提取、精制纯化工艺的高浓度有机废水，如结晶液、废母液、种子罐洗涤 废水、发酵罐洗涤废水等。该类废水COD含量高(10000-15000mg/L)、SS浓 度高(1500～2500mg/L)、硫酸盐浓度高、成分复杂。此外，抗生素发酵废水还 具有色度高、pH波动大(约为6.5-8.9)、间歇排放等特点，是处理成本高、治 理难度大的有毒有机废水之一。
上述废水的生物化学处理是废水处理系统中最重要的过程之一。废水的生 化处理是利用微生物的生命活动过程将废水中的有机物去除。生化处理能力与 反应池环境、废水中抑制性成分含量及有机物、悬浮物浓度有关。生化处理后 的废水经固液分离产生可回收利用的生物活性污泥和上清液，使废水得到净化。 与其他处理方法相比，生化处理法具有能耗低、处理效果好、处理费用低等特 点，是目前制药废水处理领域广泛采取的处理方法之一。目前，处理抗生素发 酵工艺产生的高浓度有机废水，通常的工艺是首先采用无机混凝剂复配高分子 有机絮凝剂进行预处理，然后采用生化处理方式进行后续处理。由于此类废水 成分复杂，废水中残留的硫酸盐、营养成分有机物以及废菌丝等悬浮物浓度高， 色度高、pH波动大，往往造成现有的处理方式预处理效果不佳，絮凝沉淀量不 足，增加了后续生化处理的难度，从而产生COD去除率低、处理不达标的现象。 为增强絮凝沉淀效果，需要增加絮凝剂的加入量，造成处理成本增加。特别是 对于间歇排放的制药污水，该种处理方式成本高昂。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种对抗生素发酵生产过程中产生的高 浓度有机废水的加载絮凝处理方法，其简便、成本低、效果稳定，使处理后的 废水能够达到后续生化处理的要求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗生素发酵废水的加载絮凝预处理方法，为抗生素生产终端废水，包 括结晶液，废母液，种子罐洗涤废水，发酵罐洗涤废水及加工和生产过程中的 各种冲洗水和洗涤水，加载絮凝预处理方法的工艺步骤包括：先以搅拌的方式 向废水中加入加载剂进行水质调节，然后再以搅拌的方式加入絮凝剂;或者先 以搅拌的方式向废水中加入絮凝剂，然后再以搅拌的方式加入加载剂;将经过 上述步骤处理的废水通入絮凝反应池中，进行搅拌、混合，再进行固液分离; 固液分离得到沉淀污泥和上清液，此上清液通入生化处理装置进行生化处理， 处理完成后，经分离得到活性污泥和可排放的废水，
所述絮凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，絮凝剂的加入顺序为：先加入 聚合氯化铝，再加入聚丙烯酰胺;所述加载剂包括抗生素发酵废水加载絮凝预 处理固液分离时得到的沉淀污泥、固液分离得到的上清液经生化处理时产生的 活性污泥的其中一种或两种的混合物、活性炭、粉煤灰;经絮凝剂和加载剂处 理过的废水通入絮凝反应池中，以40～60r/min的转速进行搅拌、混合时间为 1～5min。
本发明所述加载剂为活性污泥或沉淀污泥的一种或两种时，具体用法为： 将活性污泥或沉淀污泥的一种或两种配制成6000～10000mg/L的悬浊液，并将悬 浊液的pH调节至7.0～9.0，按照100份废水加入0.1～20份悬浊液的体积比，在 搅拌速度为250～350r/min的条件下将悬浊液加入到废水中，混合时间为5～15s。
本发明所述加载剂为粉煤灰或粉末状的活性炭时，具体用法为：将粉煤灰 或粉末状的活性炭，按照每1L废水中加入5～200mg加载剂的用量，在搅拌速 度为250～350r/min的条件下加入到废水中，混合时间为5～15s。
本发明所述聚合氯化铝的具体用法为：将聚合氯化铝配制成质量浓度为 5～15%的混合液，按照每1L废水中加入200～1000mg聚合氯化铝的用量，在搅 拌速度为200～400r/min的条件下将混合液加入到废水中，混合时间为5～10s。
本发明所述聚丙烯酰胺的具体用法为：将聚丙烯酰胺配制成质量浓度为 0.1～0.3%的混合液，按照每1L废水中加入2.5～10mg聚丙烯酰胺的用量，在搅 拌速度为200～400r/min的条件下将混合液加入到废水中，混合时间为10～20s。
本发明所述的絮凝反应池优选为折板絮凝反应池。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明采用絮凝加载技术对抗生素发酵过程产生的废水进行预处理，极大 地促进了絮凝效果，便于进行后续的生化处理。采用加载剂对废水进行调质， 可以增加废水中的SS，提高胶体的碰撞效率，并且加载剂也可以充当吸附剂， 吸附废水中的溶解性有机物，从而有效提高溶解性有机物的去除效率，减少化 学絮凝剂的使用量，并能够使预处理的出水稳定，达到后续的生化处理的需要。 废水中加入加载剂和絮凝剂进行混合的过程中，采用较快的搅拌速度，使加载 剂和絮凝剂短时间内在废水中均匀分散，成为胶核，实现协同作用，利用加载 剂的吸附和沉降性能提高絮凝剂的絮凝效果。
依次先后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺作为絮凝剂，可以充分地发挥两者 的协同作用。先加入聚合氯化铝与废水中的有机物和悬浮杂质反应，调节废水 的电性，增强了废水中污染物的凝聚性;再加入高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺， 利用聚丙烯酰胺的长链结构，进一步使废水中的污染物凝聚成团，从而实现了 固液分离的目的。
采用抗生素发酵废水生化处理产生的活性污泥和抗生素发酵废水絮凝沉淀 产生的沉淀污泥作为加载剂，可以充分利用本发明工艺流程中产生的沉淀污泥 以及后续生化处理产生的活性污泥，从而实现了废料的部分回收和再利用，将 处理过程有效地整合为一个整体，节约了处理成本。
活性碳和粉煤灰具有良好的沉降作用，与絮凝剂联用后，能够使废水中凝 聚的污染物迅速地絮凝沉降。活性炭除了可以增加颗粒的碰撞，还能一定程度 的吸附废水中的可溶性物质，并且可以加速污泥的沉降速度。粉煤灰具有较大 的比表面积，能够对废水中杂质产生吸附作用，并能够增加废水中胶体接触碰 撞机会，加速污泥的沉降速度等，从而改善污泥后续的处理条件。
将加载剂和絮凝剂加入到废水中快速混合(250r/min～350r/min)后，采用慢 速搅拌的方式(40～60r/min)，处理1～5min，能够使絮凝反应进行完全。
本发明能够显著提高抗生素发酵废水的COD、SS去除率。针对某抗生素生 产厂的终端废水，采用现有处理方式，COD、SS去除率分别为6～18%和65～80%; 采用本发明所述的处理方法进行加载絮凝处理的废水COD和SS去除率分别达 24～29%和80～94%。本发明能够有效提高废水的COD、SS去除率、从而降低后 续生化处理的负荷，提高总体处理效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方案对本发明做进一步详细说明：
实施例1
某药厂抗生素发酵工艺终端调节池废水，废水温度36℃，pH为7.69，COD 为11514mg/L、SS为2355mg/L，其处理过程如下：
将一定量的聚合氯化铝分散在水中，配制成质量浓度为5%的混合液，将此 混合液在搅拌的状态下加入到废水中，使聚合氯化铝在废水中的含量为 300mg/L，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为10s。
将一定量的聚丙烯酰胺分散在水中，配制成质量浓度为0.1%的混合液，将 上述混合液在搅拌的状态下加入到上述用聚合氯化铝处理过的废水中，使聚丙 烯酰胺在废水中的含量为2.5mg/L，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20s。
取一定量的抗生素发酵废水絮凝预处理后经固液分离所得的沉淀污泥，和 一定量的抗生素发酵废水絮凝处理后经固液分离所得的上清液再通过生化处理 时产生的活性污泥，以1∶1的比例分散在水中，配制成总含量为8000mg/L的 悬浊液，调节悬浊液的pH为8。按废液∶悬浊液体积比=100∶3的比例将此混 悬液在搅拌的状态下加入到上述用聚丙烯酰胺处理过的废液中，搅拌速度为 300r/min，搅拌时间为10s。
将经上述处理的废液通入折板絮凝反应池中进行絮凝沉淀，搅拌速度为 50r/min，反应时间为2min。废水中的悬浮物、胶体、沉淀物等非可溶性的物质 和废水中部分的溶解性有机物生成沉降和脱水性较好的絮状物，形成絮状物的 废水通过沉淀池进行固液分离。固液分离所得的沉淀固体作为加载剂使用。固 液分离所得上清液进入后续的生化处理过程，将此上清液通入生化反应池进行 生化处理，再经过固液分离产生活性污泥和净化后的可排放的废水，产生的部 分活性污泥作为加载剂使用。经加载絮凝预处理后的废水中，SS为117mg/L， COD为8418mg/L，SS和COD的去除率分别为90.03%和26.89%。
实施例2～10
某药厂抗生素发酵工艺终端调节池废液，废液温度34℃，pH为7.06，COD 为14264mg/L、SS为1724mg/L，其处理过程如下：
取一定量加载剂，分散在水中，配制成浓度为C1的悬浊液，调节悬浊液的 pH。在搅拌的条件下向废液中加入上述悬浊液，搅拌速度为V1，搅拌时间为T1。 废液与悬浊液的体积比为100∶a。
将一定量的聚合氯化铝分散在水中，配制成质量百分含量为C2的混合液， 将此聚合氯化铝混合液在搅拌的条件下加入到上述用活性污泥处理过的废水 中，搅拌速度为V2，搅拌时间为T2。聚合氯化铝混合液的用量为使聚合氯化铝 在废水中的含量为b。
将一定量的聚丙烯酰胺分散在水中，配制成质量浓度为C3混合液，将此聚 丙烯酰胺混合液在搅拌的条件下加入到上述经聚合氯化铝混合液处理过的废水 中，搅拌速度为V3，搅拌时间为T3。聚丙烯酰胺混合液的用量为使聚丙烯酰胺 在废水中的含量为c。
将经上述处理的废液通入折板絮凝反应池中在搅拌的条件下进行絮凝沉 淀，搅拌速度为V4，时间为T4。废水中的悬浮物、胶体、沉淀物等非可溶性的 物质和废水中部分的溶解性有机物生成沉降和脱水性较好的絮状物，形成絮状 物的废水通过沉淀池进行固液分离。固液分离所得上清液进入后续的生化处理 过程，将此上清液通入生化反应池进行生化处理，再经过固液分离产生活性污 泥和净化后的可排放的废水，产生的部分活性污泥可作为加载剂使用。测定经 加载絮凝预处理后的废水中的SS、COD，计算SS和COD去除率;上述的不同 实验条件下的工艺采参数(如：C1～C3、T1～T4、V1～V4、a、b、c等)及 实验结果详见表1、表2，其中，
实施例2～4的加载剂为抗生素发酵废水絮凝处理后经固液分离所得的上清 液通过生化处理产生的活性污泥;
实施例5～7的加载剂为抗生素发酵废水絮凝预处理后经固液分离所得的沉 淀污泥;
实施例8的加载剂为抗生素发酵废水絮凝处理后经固液分离所得的上清液 通过生化处理产生的活性污泥和抗生素发酵废水絮凝预处理后经固液分离所得 的沉淀污泥，，以1∶1的比例混合;
实施例9的加载剂与实施例8的区别是混合比例为1∶2;
实施例10的加载剂与实施例8的区别是混合比例为3∶1。
实施例11～16
某药厂抗生素发酵工艺终端调节池废水，废水温度34℃，pH为6.71，COD 为12382mg/L、SS为2036mg/L，其处理过程如下：
称取一定量加载剂，在搅拌的条件下加入到废水中，使加载剂在废水中的 浓度为a′，搅拌速度为V1′，搅拌时间为T1′。
将一定量的聚合氯化铝分散在水中，配制成质量浓度为C2′的混合液，将此 混合液在搅拌的状态下加入到上述经粉煤灰处理过的废水中，使聚合氯化铝在 废水中的含量为b′，搅拌速度为V2′，搅拌时间为T2′。
