一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法

專利名稱：一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法
技術領域：
本發明屬于污水處理領域，特別涉及一種抗生素發酵廢水的加載絮凝處理方法。
背景技術：
目前，我國抗生素生產企業多達300多家，可生產占世界產量20% 30%的70個品種的抗生素，產量年年增加，現已成為世界上主要的抗生素制劑生產國之一。抗生素生產包括微生物發酵、過濾、萃取結晶、提煉、精制等工藝過程。抗生素的發酵生產通常以糧食或糖蜜為原料，生產過程的廢水主要來自分離、提取、精制純化工藝的高濃度有機廢水，如結晶液、廢母液、種子罐洗滌廢水、發酵罐洗滌廢水等。該類廢水COD含量高(10000-15000mg/ L)、SS濃度高(1500 2500mg/L)、硫酸鹽濃度高、成分復雜。此外，抗生素發酵廢水還具有色度高、PH波動大(約為6. 5-8. 9)、間歇排放等特點，是處理成本高、治理難度大的有毒有機廢水之一。上述廢水的生物化學處理是廢水處理系統中最重要的過程之一。廢水的生化處理是利用微生物的生命活動過程將廢水中的有機物去除。生化處理能力與反應池環境、廢水中抑制性成分含量及有機物、懸浮物濃度有關。生化處理后的廢水經固液分離產生可回收利用的生物活性污泥和上清液，使廢水得到凈化。與其他處理方法相比，生化處理法具有能耗低、處理效果好、處理費用低等特點，是目前制藥廢水處理領域廣泛采取的處理方法之一。目前，處理抗生素發酵工藝產生的高濃度有機廢水，通常的工藝是首先采用無機混凝劑復配高分子有機絮凝劑進行預處理，然后采用生化處理方式進行后續處理。由于此類廢水成分復雜，廢水中殘留的硫酸鹽、營養成分有機物以及廢菌絲等懸浮物濃度高，色度高、PH 波動大，往往造成現有的處理方式預處理效果不佳，絮凝沉淀量不足，增加了后續生化處理的難度，從而產生COD去除率低、處理不達標的現象。為增強絮凝沉淀效果，需要增加絮凝劑的加入量，造成處理成本增加。特別是對于間歇排放的制藥污水，該種處理方式成本高昂。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種對抗生素發酵生產過程中產生的高濃度有機廢水的加載絮凝處理方法，其簡便、成本低、效果穩定，使處理后的廢水能夠達到后續生化處理的要求。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，為抗生素生產終端廢水，包括結晶液，廢母液，種子罐洗滌廢水，發酵罐洗滌廢水及加工和生產過程中的各種沖洗水和洗滌水，加載絮凝預處理方法的工藝步驟包括先以攪拌的方式向廢水中加入加載劑進行水質調節，然后再以攪拌的方式加入絮凝劑；或者先以攪拌的方式向廢水中加入絮凝劑，然后再以攪拌的方式加入加載劑；將經過上述步驟處理的廢水通入絮凝反應池中，進行攪拌、混合，再進行固液分離；固液分離得到沉淀污泥和上清液，此上清液通入生化處理裝置進行生化處理，處理完成后，經分離得到活性污泥和可排放的廢水，所述絮凝劑包括聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，絮凝劑的加入順序為先加入聚合氯化鋁，再加入聚丙烯酰胺；所述加載劑包括抗生素發酵廢水加載絮凝預處理固液分離時得到的沉淀污泥、固液分離得到的上清液經生化處理時產生的活性污泥的其中一種或兩種的混合物、活性炭、粉煤灰；經絮凝劑和加載劑處理過的廢水通入絮凝反應池中，以40 60r/ min的轉速進行攪拌、混合時間為1 5min。本發明所述加載劑為活性污泥或沉淀污泥的一種或兩種時，具體用法為將活性污泥或沉淀污泥的一種或兩種配制成6000 10000mg/L的懸濁液，并將懸濁液的pH調節至7. 0 9. 0，按照100份廢水加入0. 1 20份懸濁液的體積比，在攪拌速度為250 350r/ min的條件下將懸濁液加入到廢水中，混合時間為5 15s。本發明所述加載劑為粉煤灰或粉末狀的活性炭時，具體用法為將粉煤灰或粉末狀的活性炭，按照每IL廢水中加入5 200mg加載劑的用量，在攪拌速度為250 350r/ min的條件下加入到廢水中，混合時間為5 15s。本發明所述聚合氯化鋁的具體用法為將聚合氯化鋁配制成質量濃度為5 15% 的混合液，按照每IL廢水中加入200 IOOOmg聚合氯化鋁的用量，在攪拌速度為200 400r/min的條件下將混合液加入到廢水中，混合時間為5 10s。本發明所述聚丙烯酰胺的具體用法為將聚丙烯酰胺配制成質量濃度為0. 1 0. 3%的混合液，按照每IL廢水中加入2. 5 IOmg聚丙烯酰胺的用量，在攪拌速度為200 400r/min的條件下將混合液加入到廢水中，混合時間為10 20s。本發明所述的絮凝反應池優選為折板絮凝反應池。由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是本發明采用絮凝加載技術對抗生素發酵過程產生的廢水進行預處理，極大地促進了絮凝效果，便于進行后續的生化處理。采用加載劑對廢水進行調質，可以增加廢水中的 SS，提高膠體的碰撞效率，并且加載劑也可以充當吸附劑，吸附廢水中的溶解性有機物，從而有效提高溶解性有機物的去除效率，減少化學絮凝劑的使用量，并能夠使預處理的出水穩定，達到后續的生化處理的需要。廢水中加入加載劑和絮凝劑進行混合的過程中，采用較快的攪拌速度，使加載劑和絮凝劑短時間內在廢水中均勻分散，成為膠核，實現協同作用， 利用加載劑的吸附和沉降性能提高絮凝劑的絮凝效果。依次先后加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺作為絮凝劑，可以充分地發揮兩者的協同作用。先加入聚合氯化鋁與廢水中的有機物和懸浮雜質反應，調節廢水的電性，增強了廢水中污染物的凝聚性；再加入高分子有機絮凝劑聚丙烯酰胺，利用聚丙烯酰胺的長鏈結構，進一步使廢水中的污染物凝聚成團，從而實現了固液分離的目的。采用抗生素發酵廢水生化處理產生的活性污泥和抗生素發酵廢水絮凝沉淀產生的沉淀污泥作為加載劑，可以充分利用本發明工藝流程中產生的沉淀污泥以及后續生化處理產生的活性污泥，從而實現了廢料的部分回收和再利用，將處理過程有效地整合為一個整體，節約了處理成本。活性碳和粉煤灰具有良好的沉降作用，與絮凝劑聯用后，能夠使廢水中凝聚的污染物迅速地絮凝沉降。活性炭除了可以增加顆粒的碰撞，還能一定程度的吸附廢水中的可溶性物質，并且可以加速污泥的沉降速度。粉煤灰具有較大的比表面積，能夠對廢水中雜質產生吸附作用，并能夠增加廢水中膠體接觸碰撞機會，加速污泥的沉降速度等，從而改善污泥后續的處理條件。將加載劑和絮凝劑加入到廢水中快速混合(250r/min 350r/min)后，采用慢速攪拌的方式(40 60r/min)，處理1 5min，能夠使絮凝反應進行完全。本發明能夠顯著提高抗生素發酵廢水的COD、SS去除率。針對某抗生素生產廠的終端廢水，采用現有處理方式，COD、SS去除率分別為6 18%和65 80%;采用本發明所述的處理方法進行加載絮凝處理的廢水COD和SS去除率分別達M 和80 94%。 本發明能夠有效提高廢水的COD、SS去除率、從而降低后續生化處理的負荷，提高總體處理效率。
具體實施例方式下面結合具體實施方案對本發明做進一步詳細說明實施例1某藥廠抗生素發酵工藝終端調節池廢水，廢水溫度36 °C，pH為7. 69，COD為 11514mg/L, SS為2!355mg/L，其處理過程如下將一定量的聚合氯化鋁分散在水中，配制成質量濃度為5%的混合液，將此混合液在攪拌的狀態下加入到廢水中，使聚合氯化鋁在廢水中的含量為300mg/L，攪拌速度為 300r/min，攪拌時間為10s。將一定量的聚丙烯酰胺分散在水中，配制成質量濃度為0. 的混合液，將上述混合液在攪拌的狀態下加入到上述用聚合氯化鋁處理過的廢水中，使聚丙烯酰胺在廢水中的含量為2. 5mg/L，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為20s。取一定量的抗生素發酵廢水絮凝預處理后經固液分離所得的沉淀污泥，和一定量的抗生素發酵廢水絮凝處理后經固液分離所得的上清液再通過生化處理時產生的活性污泥，以1 1的比例分散在水中，配制成總含量為8000mg/L的懸濁液，調節懸濁液的PH為 8。按廢液懸濁液體積比=100 3的比例將此混懸液在攪拌的狀態下加入到上述用聚丙烯酰胺處理過的廢液中，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為10s。將經上述處理的廢液通入折板絮凝反應池中進行絮凝沉淀，攪拌速度為50r/min， 反應時間為anin。廢水中的懸浮物、膠體、沉淀物等非可溶性的物質和廢水中部分的溶解性有機物生成沉降和脫水性較好的絮狀物，形成絮狀物的廢水通過沉淀池進行固液分離。固液分離所得的沉淀固體作為加載劑使用。固液分離所得上清液進入后續的生化處理過程， 將此上清液通入生化反應池進行生化處理，再經過固液分離產生活性污泥和凈化后的可排放的廢水，產生的部分活性污泥作為加載劑使用。經加載絮凝預處理后的廢水中，SS為 117mg/L, COD 為 8418mg/L, SS 和 COD 的去除率分別為 90. 03%禾口 26. 89%。實施例2 10某藥廠抗生素發酵工藝終端調節池廢液，廢液溫度34°C，pH為7. 06，COD為 14264mg/L, SS為172%ig/L，其處理過程如下取一定量加載劑，分散在水中，配制成濃度為C1的懸濁液，調節懸濁液的pH。在攪拌的條件下向廢液中加入上述懸濁液，攪拌速度為V1，攪拌時間為1\。廢液與懸濁液的體積比為100 a。
將一定量的聚合氯化鋁分散在水中，配制成質量百分含量為C2的混合液，將此聚合氯化鋁混合液在攪拌的條件下加入到上述用活性污泥處理過的廢水中，攪拌速度為V2, 攪拌時間為τ2。聚合氯化鋁混合液的用量為使聚合氯化鋁在廢水中的含量為b。將一定量的聚丙烯酰胺分散在水中，配制成質量濃度為C3混合液，將此聚丙烯酰胺混合液在攪拌的條件下加入到上述經聚合氯化鋁混合液處理過的廢水中，攪拌速度為 V3，攪拌時間為T3。聚丙烯酰胺混合液的用量為使聚丙烯酰胺在廢水中的含量為C。將經上述處理的廢液通入折板絮凝反應池中在攪拌的條件下進行絮凝沉淀，攪拌速度為v4，時間為τ4。廢水中的懸浮物、膠體、沉淀物等非可溶性的物質和廢水中部分的溶解性有機物生成沉降和脫水性較好的絮狀物，形成絮狀物的廢水通過沉淀池進行固液分離。固液分離所得上清液進入后續的生化處理過程，將此上清液通入生化反應池進行生化處理，再經過固液分離產生活性污泥和凈化后的可排放的廢水，產生的部分活性污泥可作為加載劑使用。測定經加載絮凝預處理后的廢水中的SS、C0D，計算SS和COD去除率；上述的不同實驗條件下的工藝采參數(如=C1NCyT1Nl^V1NVdlKc等)及實驗結果詳見表1、表2，其中，實施例2 4的加載劑為抗生素發酵廢水絮凝處理后經固液分離所得的上清液通過生化處理產生的活性污泥；實施例5 7的加載劑為抗生素發酵廢水絮凝預處理后經固液分離所得的沉淀污泥；實施例8的加載劑為抗生素發酵廢水絮凝處理后經固液分離所得的上清液通過生化處理產生的活性污泥和抗生素發酵廢水絮凝預處理后經固液分離所得的沉淀污泥，， 以11的比例混合；實施例9的加載劑與實施例8的區別是混合比例為1:2;實施例10的加載劑與實施例8的區別是混合比例為3:1。實施例11 16某藥廠抗生素發酵工藝終端調節池廢水，廢水溫度34°C，pH*6.71，COD為 12382mg/L, SS為2036mg/L，其處理過程如下稱取一定量加載劑，在攪拌的條件下加入到廢水中，使加載劑在廢水中的濃度為 a'，攪拌速度為V/，攪拌時間為T1'。將一定量的聚合氯化鋁分散在水中，配制成質量濃度為C2'的混合液，將此混合液在攪拌的狀態下加入到上述經粉煤灰處理過的廢水中，使聚合氯化鋁在廢水中的含量為 b'，攪拌速度為V2'，攪拌時間為T2'。表 權利要求
1.一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，所述廢水為抗生素生產終端廢水，包括結晶液，廢母液，種子罐洗滌廢水，發酵罐洗滌廢水及加工和生產過程中的各種沖洗水和洗滌水，加載絮凝預處理方法的工藝步驟包括先以攪拌的方式向廢水中加入加載劑進行水質調節，然后再以攪拌的方式加入絮凝劑；或者先以攪拌的方式向廢水中加入絮凝劑，然后再以攪拌的方式加入加載劑；將經過上述步驟處理的廢水通入絮凝反應池中，進行攪拌、 混合，再進行固液分離；固液分離得到沉淀污泥和上清液，此上清液通入生化處理裝置進行生化處理，處理完成后，經分離得到活性污泥和可排放的廢水，其特征在于所述絮凝劑包括聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，絮凝劑的加入順序為先加入聚合氯化鋁， 再加入聚丙烯酰胺；所述加載劑包括抗生素發酵廢水加載絮凝預處理固液分離時得到的沉淀污泥、固液分離得到的上清液經生化處理時產生的活性污泥的其中一種或兩種的混合物、活性炭、粉煤灰；經絮凝劑和加載劑處理過的廢水通入絮凝反應池中，以40 60r/min 的轉速進行攪拌、混合時間為1 5min。
2.根據權利要求1所述的一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，其特征在于 所述加載劑為用所述活性污泥或沉淀污泥的一種或兩種配制成6000 10000mg/L的懸濁液，并將懸濁液的PH調節至7. 0 9. 0，按照100份廢水加入0. 1 20份懸濁液的體積比， 在攪拌速度為250 350r/min的條件下將懸濁液加入到廢水中，混合時間為5 15s。
3.根據權利要求1所述的一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，其特征在于 所述加載劑為粉煤灰或粉末狀的活性炭時，是將粉煤灰或粉末狀的活性炭，按照每IL廢水中加入5 200mg加載劑的用量，在攪拌速度為250 350r/min的條件下加入到廢水中， 混合時間為5 15s。
4.根據權利要求1所述的一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，其特征在于 所述聚合氯化鋁的加入方式是將聚合氯化鋁配制成質量濃度為5 15%的混合液，按照每 IL廢水中加入200 IOOOmg聚合氯化鋁的用量，在攪拌速度為200 400r/min的條件下將混合液加入到廢水中，混合時間為5 10s。
5.根據權利要求1所述的一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，其特征在于 所述聚丙烯酰胺的加入方式是將聚丙烯酰胺配制成質量濃度為0. 1 0. 3%的混合液，按照每IL廢水中加入2. 5 IOmg聚丙烯酰胺的用量，在攪拌速度為200 400r/min的條件下將混合液加入到廢水中，混合時間為10 20s。
6.根據權利要求1 5任一項所述的一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，其特征在于所述絮凝反應池為折板絮凝反應池。
全文摘要
本發明公開了一種抗生素發酵廢水的加載絮凝預處理方法，適用于對抗生素發酵各工藝段排放的混合廢水的處理。本發明采用加載絮凝技術對抗生素生產過程中的結晶液、廢母液、種子罐洗滌廢水、發酵罐的洗滌廢水的混合廢水進行絮凝預處理，所述絮凝劑包括聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，絮凝劑的加入順序為先加入聚合氯化鋁，再加入聚丙烯酰胺；所述加載劑包括活性炭、粉煤灰、活性污泥、沉淀污泥的其中一種或兩種的混合物。本發明能夠對抗生素發酵生產過程中產生的高濃度有機廢水進行有效地絮凝處理，方法簡便、成本較低、效果穩定，使處理后的廢水能夠達到后續生化處理的要求。
文檔編號C02F9/14GK102351368SQ201110182740
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者劉洪泉, 盧瓊, 石亞靜, 趙永強 申請人:石家莊開發區德賽化工有限公司