公布日：2022.10.21
申请日：2022.09.21
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，提出了一种抗生素生产废水的预处理方法，包括以下步骤S1、调节抗生素废水pH为7.5‑10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化剂搅拌均匀，得到混合物B；S3、将混合物B升温至110‑160℃，得到混合物C；S4、混合物C进入膜组件分离氨气，完成预处理；所述催化剂包括CaO‑NiO、MgO‑NiO、CaO‑CoO、MgO‑CoO中的一种或多种。通过上述技术方案，解决了现有技术中强化水解处理抗生素废水的过程中药剂添加量大，无法实现抗生素和氨氮同步去除，导致厌氧生物处理不能稳定进行的问题。
权利要求书
1.一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、调节抗生素废水pH为7.5-10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化剂搅拌均匀，得到混合物B；S3、将混合物B升温至110-160℃，得到混合物C；S4、混合物C进入膜组件分离氨气，完成预处理；所述催化剂包括CaO-NiO、MgO-NiO、CaO-CoO、MgO-CoO中的一种或多种；所述步骤S2中催化剂的投入量为0.01-0.1g/L；所述抗生素废水为发酵类制药废水，水质特征为，抗生素800-2000mg/L、氨氮为800-2000mg/L；所述抗生素生产废水的预处理方法在进行强化水解预处理的同时，同步进行膜组件分离氨气。
2.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S1中pH为8-9。
3.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S4中膜组件为管式膜，孔径为0.1-0.3μm。
4.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S4中膜组件包括气态膜，气态膜材质为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为15-20min。
7.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S4中膜组件的吸收液为2-3mol/L硫酸。
发明内容
本发明提出一种抗生素生产废水的预处理方法，解决了现有技术中强化水解处理抗生素废水的过程中药剂添加量大，无法实现抗生素和氨氮同步去除，导致厌氧生物处理不能稳定进行的问题。
本发明的技术方案如下：
一种抗生素生产废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1、调节抗生素废水pH为7.5-10后，得到混合物A；
S2、向混合物A中加入催化剂搅拌均匀，得到混合物B；
S3、将混合物B升温至110-160℃，得到混合物C；
S4、混合物C进入膜组件分离氨气，完成预处理；
所述催化剂包括CaO-NiO、MgO-NiO、CaO-CoO、MgO-CoO中的一种或多种。
作为进一步技术方案，将预处理物调节pH为6-7后，可进行厌氧生物处理。
作为进一步技术方案，所述抗生素废水水质特征为，抗生素100-2000mg/L、氨氮为500-3000mg/L。
作为进一步技术方案，所述抗生素废水水质特征为，抗生素800-2000mg/L、氨氮为800-2000mg/L。
作为进一步技术方案，所述发酵类制药废水包括发酵方法生产β－内酰胺类、四环素类、大环内酯类、氨基糖苷类、多肽类或其他类抗生素后的产生的有机废水。
作为进一步技术方案，所述抗生素包括土霉素、青霉素、头孢霉素、红霉素、螺旋霉素、链霉素、庆大霉素、粘菌素中的一种或多种。
作为进一步技术方案，所述步骤S1中pH为8-9。
作为进一步技术方案，所述步骤S2中催化剂的投入量为0.01-0.1g/L。
作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件为管式膜，孔径为0.1-0.3μm。
作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件包括气态膜，气态膜材质为聚四氟乙烯。
作为进一步技术方案，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为10-30min。
作为进一步技术方案，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为15-20min。
作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件的吸收液为2-3mol/L硫酸。
作为进一步技术方案，所述厌氧处理包括厌氧生物滤池、上流式颗粒污泥床、颗粒污泥膨胀床、内循环厌氧反应器、厌氧膜生物反应器中的一种。
本发明的工作原理及有益效果为：
1本发明针对现有技术中采用强化水解处理抗生素废水的过程中无法实现氨氮去除，导致其在处理高氨氮制药废水时，后续厌氧污泥生物受氨氮特别是游离氨抑制，处理能力显著降低，使得厌氧生物处理不能稳定运行，甚至丧失处理能力的技术问题，提出了一种抗生素生产废水的预处理方法，该方法的原理如图2所示，在催化水解同步膜脱氨的处理过程中，同步发生两个过程。第一，抗生素的催化水解。在高温下，抗生素的药效官能团会与水中的氢离子和氢氧根发生反应，并在微电解和新型催化剂的促进作用下，快速失活。第二，同时，在高温和较低的pH下，仍能保证90%以上的氨氮以游离氨的形态存在，在两侧压力差的作用下，选择性透过疏水膜，被另一侧的酸溶液（如硫酸）吸收。整个过程十分快速，约15-20min内便可完成反应。相较于传统的处理方式，本发明操作简单、能耗低、反应速度快、药剂投加小，运行成本低。
2.本发明加入了新型催化剂在对抗生素生产废水进行处理，提高了抗生素的水解速率，降低了能耗，并且在进行强化水解预处理的同时，同步进行膜组件分离氨气，增加了对氨氮的去除，一步实现多重项目，节省了工艺流程。
3.本发明利用对抗生素废水进行强化水解处理的高温，在较低pH下实现了氨氮的回收，提高了能量的利用效率，减少了药剂投加。
4.本发明通过在厌氧生物处理前水解处理的同时脱除氨氮，既解除了氨氮对厌氧处理的抑制，又降低了后续硝化-反硝化脱氮的运行成本。针对本发明中的高温及碱性环境，选用聚四氟乙烯气态膜的分离效果最佳。
5.本发明预处理几乎不会降低废水中的COD，这可以保证几乎所有的有机物能够进入厌氧生物处理单元，然后通过厌氧发酵对可生物利用的部分转化为甲烷，从而实现能源回收的最大化。
（发明人：王啸;田野;田哲;于勇;王运）
