一種動物血清類制藥污水的處理系統及處理方法與流程

本發明涉及制藥污水處理技術，尤其是涉及一種動物血清類制藥污水的處理系統及處理方法。

背景技術：

動物血清類制藥污水是一種生物工程類制藥廢水，生物工程類制藥廢水是以動物臟器為原料培養或提取菌苗血漿和血清抗生素及胰島素胃酶等產生的廢水，其主要污染指標為pH、色度、BOD 5、COD、SS、動植物油、氨氮、TOC、揮發酚、甲醛、乙腈、總余氯含量、急性毒性等多種復雜污染物。

由上可知，動物血清類制藥污水的特點歸納起來主要為五點：一、成分復雜；二、COD、SS含量高；三、水質變化大；四、存在難生物降解且有抑菌作用的抗生素；五、污水有時會有較明顯的色度。由于上述成分復雜，從而導致其處理難度大、處理效率低下且處理過程極為復雜。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種動物血清類制藥污水的處理系統及處理方法，解決現有技術中動物血清類制藥污水的處理難度大、處理效率低下、處理過程復雜的技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種動物血清類制藥污水的處理系統，包括回流機構及依次連接的預曝氣調節池、水平三相流化床、曝氣生物濾池、中間水池、光催化氧化裝置；所述回流機構包括第一回流泵和第二回流泵，所述第一回流泵一端與所述水平三相流化床的出水端連接、另一端與所述預曝氣調節池連接，所述第二回流泵一端與所述曝氣生物濾池的出水端連接、另一端與所述預曝氣調節池連接。

優選的，所述處理系統還包括一反沖洗泵，所述反沖洗泵的進水端與所述中間水池連接、出水端與所述曝氣生物濾池連接。

優選的，所述水平三相流化床包括水平三相流化床本體及一用于調節所述水平三相流化床本體的床層高度的調節機構。

優選的，所述光催化氧化裝置包括自沖洗過濾器和光催化氧化反應器，所述自沖洗過濾器的進水端與所述中間水池連接，所述光催化氧化反應器包括與所述自沖洗過濾器出水端連接的筒狀反應器本體、與所述反應器本體連接的氧化劑投擲機構、沿所述反應器本體長度方向布置于所述反應器本體內的燈管、及設于所述反應器本體內壁的超聲波發生機構。

優選的，所述自沖洗過濾器和所述光催化氧化反應器通過一三通閥連接，所述三通閥一出水端口與一循環管道連接，所述循環管道與所述自沖洗過濾器的進水端連接。

優選的，所述反應器本體包括沿污水運動方向依次設置的第一分段和第二分段，所述氧化劑投擲機構連接于所述第一分段，所述超聲波發生機構包括分別布置于所述第一分段和第二分段內的第一超聲波發生機構和第二超聲波發生機構；所述燈管同軸內置于所述第二分段。

優選的，所述第二超聲波發生機構包括沿所述第二分段長度方向布置的多個超聲波發生組件，每個所述超聲波發生組件均包括沿所述第二分段內壁呈環狀布置的多個超聲波發生部。

同時，本發明還提供一種動物血清類制藥污水的處理方法，包括如下步驟：

(1)將動物血清類制藥污水置于預曝氣調節池進行預曝氣處理及pH、水質、水量的調節處理；

(2)將步驟(1)處理后的污水通過水平三相流化床依次進行厭氧生化處理、兼氧生化處理和好氧生化處理；

(3)將步驟(2)處理后的污水通過曝氣生物濾池進行生化處理；

(4)將步驟(3)處理后的污水進行光催化氧化處理。

優選的，所述處理方法包括將水平三相流化床處理后的污水回流至預曝氣調節池，及將曝氣生物濾池處理后的污水回流至預曝氣調節池。

優選的，所述光催化氧化處理的處理過程中還進行超聲波處理。

與現有技術相比，本發明一方面通過通過具有高毒性耐受性的水平三相流化床處理高毒性污水、通過曝氣生物濾池處理低毒性污水，實現分層次處理，其有利于提高整體處理效率；另一方面通過回流機構回流，從而提高各步驟中微生物的耐受性，進而提高生化處理效果。

附圖說明

圖1是本發明的動物血清類制藥污水的處理系統的連接結構示意圖；

圖2是本發明的光催化氧化裝置的連接結構示意圖；

圖3是本發明的濁度控制部件的連接框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1，本發明的實施例提供了一種動物血清類制藥污水的處理系統，包括回流機構6及依次連接的預曝氣調節池1、水平三相流化床2、曝氣生物濾池3、中間水池5、光催化氧化裝置4；所述回流機構6包括第一回流泵61和第二回流泵62，所述第一回流泵61一端與所述水平三相流化床2的出水端連接、另一端與所述預曝氣調節池1連接，所述第二回流泵62一端與所述曝氣生物濾池3的出水端連接、另一端與所述預曝氣調節池1連接。

本實施例水平三相流化床2采用授權公告號為CN 104030441 BD的中國發明專利公開的一種水平式三相生物流化床，其為一種泥膜共生的污水處理裝置，該水平式三相生物流化床具有曝氣、載體(懸浮填料)、載體分離器等裝置，使其成為“流動的生物膜”反應器，生物膜生長在流動的懸浮填料上，在懸浮填料的另外水體中，則有著無數游離的的微生物和細小的活性污泥，這些活性污泥有的是自然形成，但沒有附著在懸浮填料的活性污泥，有的是懸浮填料上脫落的生物膜經水力、空氣剪切形成的活性污泥，這種系統就是典型的泥膜共生污水系統，泥膜共生系統中，游離的微生物和活性污泥與附著在流動載體上的生物膜共同作用。而載體表面所生長的生物膜一般由兩部分組成：靠近載體表面的部分稱為惰性生物層，這部分微生物由于難以獲得食料，活性差，基本不參與生化反應；包裹于惰性層外面的叫活性生物層，有機污染物的去除主要依靠這一層中的微生物。液相主體中的基質通過水膜進入活性生物層并在該層內擴散的速率直接影響著生化反應的速率，也就影響了流化床的處理效率，當生物膜厚較小時，所有的生物膜都是活性的，這時生物膜量的增加當然會使處理效率增大；當膜厚增大到大于最佳膜厚時，盡管生物膜的總量仍在增大，但活性卻降低很快，造成處理效率下降。由此可見，生物膜厚度并不是越大越好，在兩相生物流化床中，一般是通過專門的脫膜設各來控制生物膜厚。由于膜厚決定了床層膨脹高度，在實際運轉中，控制床層高度就達到了控制膜厚的目的。在三相床中，由于反應器內氣泡的攪動，水力紊動劇烈，當生物膜表面有所脫落的時候，游離的微生物或細小的活性污泥能很快補充到生物膜表面，這種泥膜共生的系統中，生物膜更新快，處理效率高，適應能力強，具有高耐毒性。

本實施例首先通過預曝氣調節池1進行曝氣預處理以對污水進行初步氧化，同時并對pH、水質、水量進行均化調節，處理后則通過水平三相流化床2具有高耐毒性的特點對制藥污水進行前期處理以降低其毒性，進而有利于后續的曝氣生物濾池3內低耐受性的微生物的生長、培養及其對污水的處深度處理，進而提高整體COD、氨氮及SS除去效果。而且，水平三相流化床2依次進行的厭氧處理、兼氧處理和好氧處理有利于提高BOD、COD和氨氮除去效率，提高了污水的毒性降低效率；最后進行光催化氧化處理，以處理污水中危害環境的細菌、剩余COD、氨氮及色度，保證出水達標。

同時，本實施例通過設置回流機構6將水平三相流化床2、曝氣生物濾池3處理后的污水回流至預曝氣調節池1內，進而提高水平三相流化床2、曝氣生物濾池3內微生物的耐受性，以提高不同處理過程中優勢菌種的耐受性，進而提高污水的整體處理效率。

其中，本實施例所述處理系統還包括一反沖洗泵7，所述反沖洗泵7的進水端與所述中間水池5連接、出水端與所述曝氣生物濾池3連接，本實施例通過中間水池5內的污水進行反沖洗，其有利于中間水池5內的活性微生物回流至曝氣生物濾池3內，提高曝氣生物濾池3內微生物的耐受性，保證曝氣生物濾池3具有較高的污水處理效率。而且，可將曝氣生物濾池3的反沖洗出水端與水平三相流化床2連接，從而進一步提高其內部的微生物的耐受性。

由于膜厚決定了床層膨脹高度，為了保證生物膜的厚度處于最佳活性狀態，需要調節床層高度來調節填料上的生物膜的厚度，故本實施例所述水平三相流化床2包括水平三相流化床本體21及一用于調節所述水平三相流化床本體21的床層高度的調節機構22。本實施例水平三相流化床本體21為授權公告號為CN 104030441 BD的中國發明專利公開的一種水平式三相生物流化床，其主要通過載體分離器23進行出水，故本實施例的調節機構22包括一設于水平三相流化床本體21的出水端的擋板221及一調節擋板221作豎直向下運動的驅動部件222，而載體分離器23的出水端則連接于該擋板221上并能夠隨擋板221上下運動，即通過調節擋板221的高度調節載體分離器23出水端的高度，進而控制水平三相流化床2內污水的床層高度。

本實施例光催化氧化裝置4可采用常規的光催化氧化處理方式，為了提高光催化氧化處理效果，如圖2、圖3所示，本實施例所述光催化氧化裝置4包括自沖洗過濾器41和光催化氧化反應器42，所述自沖洗過濾器41的進水端與所述中間水池5連接，所述光催化氧化反應器42包括與所述自沖洗過濾器41出水端連接的筒狀反應器本體421、與所述反應器本體421連接的氧化劑投擲機構422、沿所述反應器本體421長度方向布置于所述反應器本體421內的燈管423、及設于所述反應器本體421內壁的超聲波發生機構424。

污水首先通過自沖洗過濾器41進行過濾，以降低污水濁度，避免污水中雜質對后續光照的阻擋，降低光催化效果；過濾后的污水直接輸送至光催化氧化反應器42內，并通過氧化劑投擲機構422向污水中投擲氧化劑，氧化劑在燈管423發出的光的催化作用下，將污水中的有機物氧化；其中，通過設置超聲波發生機構424，利用超聲波的機械作用使污水和污水中的污泥發生振動，避免污泥結塊，同時利用超聲波的空化作用形成氣泡，促進污泥顆粒分散，上述氣泡分為兩種，一種污泥顆粒內部污水產生氣泡直接將顆粒分散、細化，另一種則是污水形成氣泡破滅，產生激蕩，使得氣泡附近的污泥顆粒破碎、分散。

由于自沖洗過濾器41的過濾效率有限，僅僅通過一次過濾并不能達到設定的濁度，故本實施例所述自沖洗過濾器41和所述光催化氧化反應器42之間通過三通閥43連接，所述三通閥43一出水端口與一循環管道44連接，所述循環管道44與所述自沖洗過濾器41的進水端連接，即當自沖洗過濾器41過濾后的濁度未低于設定值時，三通閥43的出水端與循環管道44連通，從自沖洗過濾器41出水端流出的污水再次進行循環過濾，直至污水濁度低于設定值后，三通閥43的出水端與光催化氧化反應器42導通。

實際應用過程中，為了增加使用的便捷性，本實施例所述光催化氧化裝置4包括一濁度控制部件45，如圖2所示，所述濁度控制部件45包括配合設置于所述自沖洗過濾器41內壁的發光體451和光強度傳感器452、及一處理器453，發光體451和光強度傳感器452配合設置用以檢測自沖洗過濾器41出水端的污水濁度，具體可通過光強度傳感器452感應的光照強度判斷污水濁度的高低，即光強度傳感器452感應值越大，則說明污水濁度越低，當光強度傳感器452感應光強度值大于設定值時，則說明污水濁度低于設定濁度，處理器453獲取該光強度傳感器452的感應信號，并控制三通閥43的出水端與光催化氧化反應器42導通，從而實現了自沖洗過濾器41的循環自動過濾。

具體如圖3所示，所述處理器453包括信號采集電路453a、比較電路453b、三通閥驅動電路453c，所述信號采集電路453a用于采集所述光強度傳感器452感應所述發光體451照射的光強度產生的電信號，所述比較電路453b用于判斷所述電信號是否大于設定閾值，若大于設定閾值則啟動三通閥驅動電路453c，所述三通閥驅動電路453c用于驅動三通閥43使所述自沖洗過濾器41和所述光催化氧化反應器42連通。

如圖2所示，本實施例為了增加光催化氧化效果，將所述反應器本體421設置為沿污水運動方向依次設置的第一分段421a和第二分段421b，所述氧化劑投擲機構422連接于所述第一分段421a，所述燈管423內置于所述第二分段421b。相對應的，所述超聲波發生機構424包括分別布置于所述第一分段421a和第二分段421b內的第一超聲波發生機構424a和第二超聲波發生機構424b。

其中，第一分段421a用于對污水進行預處理，第二分段421b用于進行光催化氧化反應。

具體的，氧化劑投擲機構422向所述第一分段421a內的污水中投擲氧化劑，第一超聲波發生機構424a對污水進行預處理，其一方面利用超聲波的機械作用使污水發生振動，保證投擲的氧化劑與污水均勻混合，有利于后續光催化氧化的均衡性，提高光催化氧化效率，同時也能一定程度的分散、細化污泥中較大顆粒；另一方面利用超聲波的空化作用，其可在顆粒中形成氣泡，使顆粒分散、細化，也可在污水中形成氣泡并破碎產生激蕩，使污水與氧化劑進一步的混合均勻、使污泥顆粒進一步的分散、細化。

經過預處理的污水進入第二分段421b進行光催化氧化，為了增加了光催化氧化效果，本實施例燈管423同軸布置于所述第二分段421b內，從而便于向包覆于燈管423外的污水進行光照。其中，本實施例的燈管423優選設置為紫外線燈管。

在第二分段421b進行的光催化氧化過程中，第二分段421b內壁上設置的第二超聲波發生機構424b對燈管423外的污水進行超聲處理，其一方面有利于污水中顆粒進一步的分散、細化，另一方面促進了污水中顆粒的振動，避免污泥沉淀于燈管423的外壁上形成污垢，從而阻擋燈管423發出的光線。為了增加該超聲處理的效果，本實施例所述第二超聲波發生機構424b包括沿所述第二分段421b長度方向布置的多個超聲波發生組件，每個所述超聲波發生組件均包括沿所述第二分段421b內壁呈環狀布置的多個超聲波發生部，即多個超聲波發生組件沿燈管423長度方向布置，且形成的環狀多個超聲波發生部不間斷的向燈管423發射超聲波，使整個燈管423外壁與第二分段421b內壁之間的污水均處于超聲波作用下，保證第二分段421b內的污水不間斷處于超聲波的機械作用和空化作用下。

而且，形成的環狀多個超聲波發生部可避免污泥在第二分段421b底部沉淀，減少或避免了第二分段421b進行污泥清理的問題。

其中，本實施例所述第二分段421b內壁設置有用于檢測所述燈管423的發光強度的在線光強度計46。

為了驗證本實施例動物血清類制藥污水的處理系統的污水處理效果，本實施例對濃度COD為600mg/L、NH₃-N為50mg/L的動物血清類制藥污水采用本處理系統處理后，其出水穩定在一級A的標準，即其主要指標COD<30mg/L，NH3-N<5mg/L，大腸桿菌群數小于1000個/L。

本實施例動物血清類制藥污水的處理系統的污水處理流程如下：首先通過預曝氣調節池進行曝氣預處理以對污水進行初步氧化，同時并對pH、水質、水量進行均化調節，處理后則通過水平三相流化床具有高耐毒性的特點對具有高毒性的制藥污水進行前期處理以降低其毒性，然后通過具有低耐受性的曝氣生物濾池對低毒性的污水進行生化深度處理，進而提高整體COD、氨氮及SS除去效果；最后進行光催化氧化處理，以處理污水中危害環境的細菌、剩余COD、氨氮及色度，保證出水達標；而且，水平三相流化床依次進行的厭氧處理、兼氧處理和好氧處理有利于提高BOD、COD和氨氮除去效率，提高了污水的毒性降低效率。其中，本實施例通過設置回流機構將水平三相流化床、曝氣生物濾池處理后的污水回流至預曝氣調節池內，進而提高水平三相流化床、曝氣生物濾池內微生物的耐受性，以提高不同處理過程中優勢菌種的耐受性，進而提高污水的整體處理效率。

與現有技術相比，本發明一方面通過通過具有高毒性耐受性的水平三相流化床處理高毒性污水、通過曝氣生物濾池處理低毒性污水，實現分層次處理，其有利于提高整體處理效率；另一方面通過回流機構回流，從而提高各步驟中微生物的耐受性，進而提高生化處理效果。

以上所述本發明的具體實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何根據本發明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護范圍內。