申请日 20200810
公开（公告）日 20201103
IPC分类号 C02F9/08; C02F103/34; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，涉及工业废水深度处理技术领域，包括以下步骤：1)将发酵制药废水二级生化尾水经过微滤预处理；2)将步骤1)中的出水通入到臭氧反应器中，然后通入O3‑O2的混合气体，反应时间为5‑30min；3)将步骤2)中的出水通入反渗透系统中，反渗透产水达标排放。本发明使用臭氧‑反渗透组合工艺，可有效去除污水中的溶解性有机物，使污水排放达到要求，同时降低了制药废水二级出水的环境风险。本方法具有设备简单、操作简便、经济合理等优点，同时有高效的处理效果和高稳定性。本发明弥补了现有工艺对发酵制药废水中有机物去除效果差的缺点。
权利要求书
1.一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对发酵制药废水中加入盐酸，将发酵制药废水的pH调节到3.-3.5之间，再对发酵废水中按50g/L加入铁碳颗粒，颗粒大小2-3cm3，铁碳质量比为15:1-28：1，再对发酵制药废水中按20g/L加入催化剂，进行电磁搅拌30-50min，电磁搅拌完成后进行过滤，过滤采用100-120目的标准筛网进行过滤，取得滤液，再对取得的滤液中加入Fenton试剂，所述Fenton试剂由FeCl2、H2O2、Na2C2O4按质量比1:2:1混合而成，然后进行二次电磁搅拌，搅拌持续30-40min，搅拌过程中采用波长为10nm-150nm的紫外线进行照射，二次搅拌完成后将发酵制药废水二级生化尾水用滤膜进行微滤预处理；
步骤二：将微滤预处理后的发酵制药废水二级生化尾水加入到臭氧反应器中，然后通入O3-O2的混合气体，臭氧进气量为2Lmin-1，进气臭氧浓度为0-25.04mgL-1min-1，在尾端通入饱和碘化钾KI溶液去除剩余臭氧，反应时间为5-30min；
步骤三：用反渗透产品水冲洗反渗透系统8-10min后，按20mg/L加入杀菌剂后，将步骤二中的出水通入反渗透系统中，反渗透时长20-30min，反渗透完成后，对反渗透产水进行检测，检测反渗透产水达标后排放。
2.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤一中将发酵制药废水二级生化尾水进行微滤预处理的滤膜孔径为0.45μm。
3.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤一中的催化剂由1-2mm3的活性碳颗粒、MnO2粉末、NaCl粉末按质量比5:2:1混合后，压制成8-10mm3方形颗粒。
4.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤一中的Fenton试剂加入量为每升水50-80mg，Fenton试剂处理过程中加入3-5cm3TiO2颗粒作为光催化氧化法的催化剂。
5.如权利要求2所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤二中的臭氧反应器中加入超声波发生器，超声波频率为8-10MHz。
6.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤一中的紫外线照射强度为1000-1500Lux。
7.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤三中加入的杀菌剂由以下重量份组成：脂肪酸甲酯3-5份，大青叶提取物3-8份、板蓝根提取物4-9份、氯化钠2-5份、椰油基甜菜碱4-7份、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液5-8份、乙醇3-10份、蒸馏水15-20份。
8.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，所述步骤三中反渗透系统中操作压力范围在0-0.5MPa。
9.如权利要求1所述的一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，其特征在于，Fenton试剂处理过程中加入3-5cm3TiO2颗粒作为光催化氧化法的催化剂。
说明书
一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水深度处理技术领域，具体涉及一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法。
背景技术
随着我国医药行业的快速崛起，在医药制造行业的产能位居世界前列，同时也是世界首屈一指的化学药品及生物药品制造尤其是原料药的出口地。发酵类制药技术充分利用了微生物的生长特点，具有广阔的市场前景，在目前的药物生产中占主要地位。近年来我国水环境质量不断恶化，地下水资源日趋紧张，对工业废水进行深度处理及有效回用是解决水资源危机的有效途径。发酵类药物产品种类繁多，生产工艺流程复杂及药品多为间歇式生产，抗生素废水水质水量变化较大、有机物浓度高、硫酸盐含量大、色度大，经一级预处理和二级生物处理后，二级出水仍具有色度高、溶解性有机物含量高、盐分含量高等特点，不能达到直接排放和回用标准，亟需进行深度处理。
废水深度处理是保障废水达标排放和再生回用的重要水处理过程。制药废水常用的深度处理工艺：吸附法、膜分离法、混凝沉淀法、高级氧化法。其中，吸附法中活性炭成本高再生难，容易引起二次污染；膜分离技术存在严重的膜污染问题；混凝沉淀法中混凝剂投加量大，污泥容易产生二次污染。高级氧化法降解溶解性有机物不彻底、矿化率低。单一工艺很难满足发酵制药废水深度处理工艺的要求，难以实现稳定的排放标准，对发酵制药废水的深度处理需进行组合。臭氧-反渗透组合工艺可显著去除发酵制药废水中的难生物降解、有毒性的有机污染物及残留活性药物。现阶段的制药废水深度处理工艺仍处于探究和待发展状态，面对严格的排放标准和水资源的短缺，探究水质水量变化较大的发酵制药废水的深度处理工艺并对工艺处理效果进行评价，具有良好的应用前景。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种工艺简单、效果稳定的臭氧-反渗透组合工艺深度处理制药废水二级出水的方法，可以高效分解难生物降解、有毒性的有机污染物及残留活性药物，使污水处理达到排放要求。
本发明的技术方案是：一种深度处理发酵制药废水二级生化尾水的方法，包括以下步骤：
步骤一：对发酵制药废水中加入盐酸，将发酵制药废水的pH调节到3.-3.5之间，再对发酵废水中按50g/L加入铁碳颗粒，颗粒大小2-3cm3，铁碳质量比为15:1-28：1，再对发酵制药废水中按20g/L加入催化剂，进行电磁搅拌30-50min，电磁搅拌完成后进行过滤，过滤采用100-120目的标准筛网进行过滤，取得滤液，再对取得的滤液中加入Fenton试剂，所述Fenton试剂由FeCl2、H2O2、Na2C2O4按质量比1:2:1混合而成，然后进行二次电磁搅拌，搅拌持续30-40min，搅拌过程中采用波长为10nm-150nm的紫外线进行照射，照射强度1000-1500Lux，二次搅拌完成后将发酵制药废水二级生化尾水用滤膜进行微滤预处理；
步骤二：将微滤预处理后的发酵制药废水二级生化尾水加入到臭氧反应器中，然后通入O3-O2的混合气体，臭氧进气量为2Lmin-1，进气臭氧浓度为0-25.04mgL-1min-1，在尾端通入饱和碘化钾KI溶液去除剩余臭氧，反应时间为5-30min。
步骤三：用反渗透产品水冲洗反渗透系统8-10min后，按20mg/L加入杀菌剂后，将步骤二中的出水通入反渗透系统中，反渗透时长20-30min，反渗透完成后，对反渗透产水进行检测，检测反渗透产水达标后排放。
进一步地，在上述方案中，所述步骤一中的将发酵制药废水二级生化尾水进行微滤预处理的滤膜孔径为0.45μm，能够有效去除悬浮物。
进一步地，所述步骤二中所述的臭氧反应器中的反应仓采用机玻璃材质，方便观察废水处理时的水质颜色变化。
进一步地，所述步骤一中的催化剂由1-2mm3的活性碳颗粒、MnO2粉末、NaCl粉末按质量比5:2:1混合后，压制成8-10mm3方形颗粒，活性碳颗粒吸附Mn2+离子和Na+，作为催化剂促进废水中的微电解反应。
进一步地，所述步骤二中臭氧反应器底端应增加有臭氧曝气多孔板，所述臭氧曝气多孔板用于将臭氧切割为均匀的小气泡后与废水接触发生氧化反应，使臭氧充分与废水接触。
进一步地，步骤一中的Fenton试剂加入量为每升水50-80mg，Fenton试剂处理过程中加入3-5cm3TiO2颗粒作为光催化氧化法的催化剂，Fenton试剂脱色率100％，COD去除率92.3％的效果，且能有效降低硝基苯类化合物。
进一步地，所述步骤二中的臭氧反应器中加入超声波发生器，超声波频率为8-10MHz，超声辐射降解法源于液体在超声波辐射下产生空化气泡，它能吸收声能并在极短时间内崩溃释放能量，在其周围极小的空间范围内产生1900～5200K的高温和超过50MPa的高压。水分子进入空化气泡后通过分解反应产生高氧化活性物质，有利于诱发有机物降解；此外，在空化气泡表层的水分子则可以形成有利于提高化学反应速度的超临界水。
进一步地，所述步骤二中的反应时间为30min，通过实验表明30min能够有效氧化降解废水，提高水中氧含量，且不浪费时间。
进一步地，所述步骤三中加入的杀菌剂由以下重量份组成：脂肪酸甲酯3-5份，大青叶提取物3-8份、板蓝根提取物4-9份、氯化钠2-5份、椰油基甜菜碱4-7份、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液5-8份、乙醇3-10份、蒸馏水15-20份。
进一步地，在上述方案中，所述步骤三中的反渗透系统中操作压力为0.5MPa，实验表明0.5MPa的操作压力下，膜通量最大。
进一步地，在上述方案中，所述步骤三中的反渗透系统中反渗透膜截留分子量为100Da，有利于去除大量溶解性有机物。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明将臭氧和反渗透高效组合，能有效处理成分复杂、难生物降解、高盐度、高色度的发酵制药废水二级生化尾水，明显提高了出水水质，使污水排放达到要求，避免了对环境的污染。
2、本发明的方法处理效果好，也更为经济，具有设备简单、操作简便等优点，且无污染、稳定性高。
3、本发明弥补了目前臭氧降解溶解性有机物矿化率低和溶解性有机物容易造成反渗透膜污染的缺点，改进现有技术对发酵制药废水二级生化尾水中的溶解性有机物处理效果差、运行不稳定的缺点。
发明人 （耿金菊;石玉飞;李胜楠;许柯;任洪强;）
