⑴ 电镀含氰废水加漂白水去除氰化物后,剩余的漂白水对水解酸化池和好氧池微生物有影响吗
简介: 采用水解酸化-S BR-接触氧化工艺处理制药工业废水,处理水量2000m3/d,进水CODcr约4000mg/L。监测结果表明,处理后出水BOD、CODcr和SS的质量浓度范围分别为28.3~30mg/L、145.6~285.7mg/L和23.6~27.2mg/L,BOD、CODcr和SS的最低去除率分别为98.5%、93.0%和80.0%,处理出水各项指标完全符合国家排放标准。实际运行显示,该工艺处理效果稳定,耐负荷冲击性强,工艺组合合理,具有广阔的工业应用前景。
关键字:水解酸化 S BR 接触氧化 制药废水
中图分类号:X703.1 文献标识码:A
随着制药工业的发展,制药废水已成为重要的污染源之一。制药废水成分复杂、毒性大、色度深,而且废水水质、水量波动较大,是处理难度较大的工业废水之一[1~3]。
江西某制药厂为国家大型企业,主要产品有洁霉素、土霉素、虫草菌粉等。2003年该公司实施“退城进郊”搬迁工程,生产主厂房迁至市郊,为保护水环境、树立优秀企业形象,公司同时启动了废水处理工程建设项目。项目于2004年9月竣工,经过半年多的运行,处理效果稳定,出水水质可达国家排放标准。
1.设计规模
废水处理工程设计规模为2000m3/d。
2.废水来源、水质及处理目标
2.1废水来源
该公司生产废水主要为洁霉素生产过程中产生的丁提废水、虫草菌粉生产过程中产生的虫草废水以及在土霉素生产过程中产生的少量蒸馏废水。
以上几种生产废水的特点是浓度高、水量小,故称之为高浓度废水。生产过程中排放的其他废水多为设备和地面的洗涤废水,此类废水的特点是浓度低、水量大,统称为工艺废水。公司内排放的废水还有生活污水,生活污水中有机物污染浓度低,但水量大,可作为工业废水处理过程中的调配水,降低工业废水的处理难度。混合后的生产废水、工艺废水、生活污水统称为混合废水,一并进入处理单元进行处理。
2.2废水水量、水质
废水水量、水质见表1,处理后出水要求符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的二级排放要求。
表1 废水水量水质
废水名称
水量(m3/d)
水质指标
pH
CODcr(mg/L)
BOD5(mg/L)
SS(mg/L)
色度(倍)
丁提废水
160
10.5
35000
20000
300
1500
虫草废水
40
5.0
14000
9000
300
600
工艺废水
800
6.4
1600
900
300
350
生活污水
1000
6.9
400
150
200
70
混合废水
2000
6.5~8.0
4000
2250
250
400
3.废水处理工艺
3.1工艺研究与选择
该废水有机物含量高,可生化降解性较好,但单独采用好氧工艺时需对原废水进行稀释,且抗生素废水中往往含有残余抗生素,会对好氧系统产生不利影响。根据对该废水的中试和水解酸化的研究,水解酸化反应可以对残余抗生素改性,提高废水的可生化性。故考虑加上一个水解酸化过程,在水解阶段,把固体物质降解为溶解性物质,大分子物质降解为小分子物质;酸化阶段把碳水化合物降解为脂肪酸。水解-酸化菌世代周期较短,故此降解过程迅速。由于厌氧发酵控制在水解酸化阶段,可避免因进一步发酵所带来的沼气,不会产生普通厌氧处理过程所产生的恶臭气体,并且避免了完全的厌氧反应对环境要求高,难于稳定运行的缺点。
废水经水解酸化处理后仍具有较高的污染负荷,单纯的好氧处理工艺对制药废水处理效果并不理想,因此设计采用“**R+接触氧化”二级好氧处理工艺。废水经二级好氧处理后,色度仍然较高,为去除残余的色度,同时作为系统的把关单元,设置反应沉淀系统进行脱色处理。
在大量调研、比较及中试的基础上,方案采用“水解酸化+S BR+接触氧化”工艺。经过上述处理后,废水可以实现达标排放。
3.2工艺流程
根据工艺调研与中试结果,确定工艺流程见图1。
图1 制药废水工艺流程
4.主要处理构筑物及设备
①格栅井1座 地下式砼结构,设计尺寸5000mm×1000mm×2000mm,有效水位高度1.0m。格栅井配备1台回转式清污机,栅宽0.5m,高3.0m,栅条间隙3mm,安装角度600。
②调节池1座 地下式砼结构,设计平面尺寸为19000mm×16000mm,总高度6.0m,有效水深4.5m,有效容积为1368m3。
③水解酸化池1座 半地下式砼结构,设计平面尺寸20000mm×5000mm,总高度6.5m,有效水深5.5m,总有效体积550m3,设计容积负荷为4.15kgCODcr/(m3·d),停留时间6.55h,池内填装新型组合填料,型号为RXT190-80,直径190mm,片距80mm,长3.8m,总填装率70%,填料用量为385m3。填料架为3层A3钢结构,总面积为300m2。
④S BR池1座 半地下式砼结构,设计平面尺寸28000mm×20000mm,总高度6.5m,有效水深5.5m,总有效容积3080m3。整个S BR池分为2个单元,每单格规格为20000mm×14000mm×6500mm。设计污泥浓度为4~5g/L,排泥量为90m3/d(以污泥含水率为99%计)。曝气设备选用D192×180型微孔曝气器,用量为700个,气水比为20:1,气流量为2.5Nm3/(个·h)。滗水器为QL3-500型,流量为500m3/h,滗水深度3.0m。
⑤集水池1座 S BR反应池在1.5h内一次最大排水量约500m3,而后续处理为连续工作,平均小时处理量为84m3,故集水池调节容量不得小于400m3。设计集水池为半地下式砼结构,规格为10000mm×8000mm×6000mm,有效水深5.0m,总有效体积400m3。
⑥接触氧化池1座 半地下式砼结构,设计规格20000mm×10000mm×6500mm,有效水深5.3m,保护高度1.2m,有效容积1000m3,设计容积负荷为1.93kgCODcr/(m3·d),停留时间12h。池内所装填料的型号、填装规格同水解酸化池一致,填料用量为700m3。曝气方式与S BR池一致,选用D192×180型微孔曝气器,用量为660个,气流量为气流量为2.5Nm3/(个·h)。
⑦平流式反应沉淀池1座半地下式钢筋混凝土结构,设计规格20000mm×5000mm×6500mm,其中反应区尺寸为5000mm×1000mm×3500mm,池子有效水深2.5m,有效容积250m3,表面负荷率为0.84m3/(m2•h),停留时间2.96h。沉淀池设置污泥斗2个,尼斗高度2.5m,倾角为60°;为加速污泥沉淀,同时兼顾脱色处理效果,需向池内投加PAC混凝剂,设计投加量为180kg/d。
⑧污泥浓缩池1座 地下式砼结构,设计规格10000mm×8000mm×6000mm,有效水深4.0m,有效容积320m3。浓缩池用来储存从反应沉淀池、水解酸化池、**R池等排出的污泥并且还可以起到浓缩污泥降低含水率的作用。
5.运行结果及分析
5.1运行结果
该工程自2004年9月运行至今,系统运行情况良好,处理效果可靠。系统稳定后,2005年3个月的例行监测结果见下表。
表2 系统运行结果1
项目
进水
调节池出水
水解酸化池出水
**R池出水
接触氧化池出水
反应沉淀池出水
总去除率( %)
CODcr
3576.5
3397.6
2582.3
870.8
174.2
145.6
95.9
BOD5
1931.3
1833.5
1649.6
244.1
48.8
29.7
98.5
SS
235.0
225.6
142.1
109.5
120.6
23.6
90.0
色度(倍)
390
378
215
166
100
40
89.7
pH
7.50
7.35
6.30
7.45
7.65
7.80
-
注:数据为2005年3月10监测值,各项目单位除pH、色度外均为mg/L。
表3 系统运行结果2
项目
进水
调节池出水
水解酸化池出水
**R池出水
接触氧化池出水
反应沉淀池出水
总去除率( %)
CODcr
3893.6
3681.9
2945.4
983.9
285.8
213.5
94.5
BOD5
2132.7
2026.1
1824.8
273.5
55.6
28.3
98.7
SS
268.5
219.6
137.3
106.2
115.8
25.3
90.7
色度(倍)
420
408
235
175
105
43
89.7
pH
7.12
7.43
6.25
7.60
7.73
7.95
-
注:数据为2005年4月15日监测值,各项目单位除pH、色度外均为mg/L。
表4 系统运行结果3
项目
进水
调节池出水
水解酸化池出水
**R池出水
接触氧化池出水
反应沉淀池出水
总去除率( %)
CODcr
4085.2
2935.8
2818.4
1268.3
380.5
285.7
93.0
BOD5
2065.8
2087.1
1878.3
289.8
60.5
30.0
98.5
SS
280
265.8
171.5
130.5
127.1
27.2
90.3
色度(倍)
350
340
250
185
115
70
80.0
pH
6.95
7.20
6.15
7.30
7.50
7.80
-
注:数据为2005年5月13日监测值,各项目单位除pH、色度外均为mg/L。
5.2运行结果分析
①调节池单元主要起混合各类废水、调节水质的作用,对各污染物的去除率不大。
②水解酸化处理单元对CODcr的去除率在20%左右,其主要作用是消除抑菌性污染物对后继生化处理的影响,提高废水的可生化性。
③**R池对CODcr去除率大于65%,表明水解酸化处理单元破坏了废水中有机物的发色基团,降低了毒性物质对后继处理单元处理效率的不良影响。
④接触氧化池对CODcr去除率大于70%,说明生物接触氧化池内的生物膜经过培养驯化后,逐渐适应了制药废水的环境。
⑤在反应沉淀池处理单元,为提高泥水分离的效果,可投加聚合氯化铝(PAC),与有机物和SS发生絮凝反应,使上清液达标排放。在系统运行中发现,接触氧化池出水水质良好,不必投加PAC出水即可达标。
6.技术经济指标
工程占地2400m2,构筑物占地1700 m2。总投资约700万元,单位建设费约3500元/立方米。总装机容量252.46Kw,运行负荷为93.25Kw。直接运行费用约0.96元/立方米(主要为电费、药剂费及人工费)。工程削减污染负荷约2700tCODcr/a。
7.结论
(1)采用“水解酸化-S BR-接触氧化”工艺处理含抗生素的高浓度制药废水具有良好的处理效果,出水完全符合国家二级排放标准(GB8978-1996)。
(2)水解酸化的设计是合理的,水解-酸化菌的世代周期较短,整个降解过程迅速,不但可以消除抗生素抑菌性对生化反应的不良影响,而且厌氧发酵控制在水解酸化阶段,可以避免进一步发酵产生臭气,有利于维护制药厂的内部环境。
(3)该工艺将高浓度生产废水、工艺废水、生活污水进行混合后集中处理,既无需外加清水调节水质,节约了水资源;又避免了重复建设,节约了投资成本。工艺对污染物去除效率高、投资低、运行稳定且不产生臭气,是一条行之有效的方法,经济合理,值得同类工程项目借鉴。
参考文献
[1]潘志彦,陈朝霞,王泉源等.制药业水污染防治技术研究进展[J].水处理技术,2004,30(2):67-71.
[2]范永哲,戚鹏,赵仁兴.水解酸化处理青霉素、土霉素废水实验研究[J].环境保护科学,2002,28:19-21.
[3]白明超.厌氧-好氧生化法处理制药废水工程调试及管理[J].广东化工,2004,(3):45-47.
[4]北京市环境保护科学研究院等.三废处理工程技术手册-废水卷[M].北京,化学工业出版社,2000,673-679.
[5]唐受印,戴友芝.水处理工程师手册[M].北京,化学工业出版社,2000,376-378.
⑵ 求助青霉素废水处理方法
青霉素制药废水处理项目采用两级生物处理工艺,浓废水经格栅去除大颗粒物质后进入沉砂池,沉砂池主要用于去除废水中的泥砂等无机物,去除了泥砂的废水又进入调节池中,调节池的主要作用是均化水质水量,以保证进入间歇曝气池废水水质水量的相对稳定。间歇曝气池是本废水处理项目的主体构筑物,85%的COD在这里去除。废水从间歇曝气池出来后又进入生物接触氧化池,以进一步去除剩余的COD。从接触氧化池出来的废水进入气浮池进行固液分离,产生的泥渣排入污泥池中,废水达标后排放。淡废水的一部分在间歇曝气池前加入,一部分在生物接触氧化池前加入。
⑶ 废水全盐量的保护剂是什么
一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂及其应用,属于微生物保藏技术领域,解决了现有的微生物菌剂保藏方法存在方法繁琐、要求低温或保藏有效期短、易染菌且性能退化迅速的问题。本发明保护剂由抗氧化剂、缓冲剂、营养剂和抑制剂等组成。抗氧化剂成分为抗坏血酸与柠檬酸,缓冲剂成分为磷酸盐缓冲液与甘油,营养剂成分为有机工业废水特征污染物(如青霉素、苯酚等)与复合营养液,抑制剂成分为硫酸钠或氯化钠或硫酸钠和氯化钠。本发明所述一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其成本低廉、使用方便,并可有效保持菌剂性能、延长菌剂使用寿命,降低菌剂保藏成本。
权利要求书
1.一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:其由抗氧化剂、缓冲剂、营养剂和抑制剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的抗氧化剂成分为抗坏血酸和柠檬酸,其中抗坏血酸在保护剂中的添加浓度为0.003%~0.03%,柠檬酸在保护剂中的添加浓度为0.005%~0.1%。
3.根据权利要求1或2所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的缓冲剂成分为磷酸盐缓冲液与甘油,其体积配比为(1~4):1,其中磷酸盐缓冲液浓度为0.05mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的营养剂成分为有机工业废水特征污染物与复合营养液,其中特征污染物在保护剂中的添加浓度为0.02%~0.2%,复合营养液在保护剂中的添加浓度为0.1%~0.6%。
5.根据权利要求1所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的高盐有机工业废水为盐度高于1%、COD浓度高于2000mg/L的工业废水。
6.根据权利要求4或5所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的复合营养液的组成成分及各组分的质量分数为:0.8~3‰氯化铁、0.08~0.3‰硼酸、0.01~0.03‰硫酸铜、0.09~0.36‰碘化钾、0.1~0.3‰氯化锰、2.5~10‰氯化钙、0.03~0.12‰钼酸钠、0.06~0.24‰硫酸锌、0.08~0.3‰氯化钴、5~20‰硫酸镁、35~140‰氯化铵、5~20‰EDTA-4Na,余量为水。
7.根据权利要求6所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的复合营养液的制备方法为:按比例将各组分物质溶入适量水中,在25~40℃条件下超声溶解,然后定容。
8.根据权利要求4或7所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的复合营养液的pH为6.5~7.8。
9.根据权利要求1或2或4或5所述的一种高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂,其特征在于:所述的抑制剂成分为硫酸钠和氯化钠中的一种或两种,其中硫酸钠或氯化钠在保护剂中的添加浓度为1%~5%;硫酸钠和氯化钠在保护剂中的添加浓度为1%~5%,两者的质量配比为(1:9)~(9:1)。
10.权利要求1中所述的高盐有机工业废水处理微生物菌剂保护剂在微生物菌剂保藏领域中的应用。
⑷ 制药废水有哪些特点
您好,很高兴为您解答:
制药废水主要表现为:(1)有机污染物浓度高。不完全原材料,包括发酵残余基质和发酵残余基质和养分、溶萃残余液、溶溶萃残余液、印染灌注废液以及印染灌注废水、以及大量副产品、少量成产品将流出水,少量成产品将流出水,导致COD浓度在废水中COD浓度在5000mg/L以上5000mg/L以上;
(2)难生物分解物、有毒有害物多。医药生产废水中残留的抗生素、卤素化合物、醚类、硝类、硫醚、矾类、一些杂环化合物和有机溶剂等药物,大多属于生物难降解物质,当浓度达到一定程度时,对微生物有抑制作用。此外,卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物、分散剂或具有杀菌作用的表面活性剂对微生物有很大的毒性作用,给制药废水的生化处理带来很大的困难;
(3)大冲击载荷。制药厂的废水由于生产工艺要求,一般是间歇排放,温度、污染物浓度和酸碱度均随时间变化较大。此外,大量高浓度、短时间集中排放的废水,如发酵罐倒罐出水,会造成较大的负荷影响;
(4)高铬和高浓重的高铬和重臭和重臭味。医药废水是利用大量的化学剂和动植物组织作为原料生产出来的,这些材料进入废水中会产生更大的气味和更深的铬。并且经一般污水处理流程后难以彻底去除,对环境影响较大。
(5)悬浮固体浓度高。抗生素、中药等药用废水常含有大量的微生物菌丝体或中药残留物,废水ss高。例如青霉素生产废水SS一般为5000~23000mg/L。
⑸ 含毒有机废水生物处理前的预处理
大量的资料表明,我国目前及今后相当长一段时间内的环境问题主要是水环境问题,水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此,有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。
有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性( 无二次污染或二次污染较小)以及运行费用低廉等优点决定的。
根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类:①废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等; ②废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等;③废水中所含的有机物难于生物降解(生物降解速度极其缓慢),同时,废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。
第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂,此处不作讨论。本文主要对第② 类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。
1、毒物及其作用机制
废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒物。这些毒物,从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如H2S、苯酚等,或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如NaCl、汞、铜等,或称稳定性毒物)两大类。
毒物对微生物的作用机制主要有如下方式:
(1)损伤细胞结构成分和细胞外膜。如:70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用;酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜,破坏细胞膜的半透性。
(2)损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用,甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-SH基结合,并改变这些蛋白质的三级和四级结构。
(3)竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合,它们的竞争将抑制中间产物的形成,使酶的催化反应速率降低。
(4)对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时,它们便会被细胞吸收并同化,结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。
(5)抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成,如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。
(6)抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系C会选择性地阻止DNA的合成,从而抑制微生物的生长。
(7)对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。
2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法
需说明的是,微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株,有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系,并随微生物的驯化而发生变化,经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100 000个蛋白质分子所能容纳的空间,如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的,许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性,才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度),正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。
前已说过,微生物由于其体积的细小,而具有巨大的适应性(变异)。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异,让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用,是处理含毒有机废水的一种基本方法。
在城市生活污水处理厂中,当进水中酚的浓度突然增加到50 mg/L时,便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时,会导致全系统的崩溃。可是,某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法,使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在,便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明,进水中酚的平均浓度为117.5 mg/L时,酚的去除率高达99.6%.
含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子,当毒物很稳定时,亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意,这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。
3、预处理方法
前已说过,驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的,毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前,预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。