一種處理高氨氮抗生素廢水的系統及工藝的制作方法

本發明屬于工業廢水處理與再生領域，主要涉及一種處理高氨氮抗生素廢水的系統及工藝。

背景技術：

我國制藥工業存在著生產企業多規模小，布局較為分散的情況，在生產過程中投入量大但是產出量小、污染突出。2009年，我國制藥企業達6807家，廢水的排放總量達到52718噸，制藥工業占全國工業總產值的1.72％，而制藥廢水占工業廢水排放總量2.52％。因此，制藥工業已經被我國環保部列入了重點治理的行業，其產生的廢水成為環境治理的重中之重。廢水具有高cod、高氨氮、成分復雜、可生化性差等特點。

厭氧生物處理工藝在處理高cod的抗生素廢水上有著獨特的優勢，除了能夠產生綠色燃料甲烷，廢水中殘留的抗生素對厭氧反應器中的微生物的活性影響也較小，從而推動了厭氧工藝在抗生素廢水處理上的應用。但是對于厭氧工藝的出水來說一般都含有高濃度的氨氮，同時在2010年我國頒發了發酵類抗生素廢水的排放標準，明確規定了總氮的排放量。因此，對總氮的去除已經成為制藥廢水處理的重點。現在大多的制藥企業均采用傳統的硝化-反硝化工藝來處理高濃度的抗生素廢水，但是此工藝存在著很多的缺點：(1)殘留的抗生素對硝化細菌的活性影響較大，工藝運行不穩定；(2)一般厭氧反應器的出水中的cod都是很難降解的碳源，不利于后續的反硝化；(3)此工藝需要較大的曝氣量，運行費用較高。因此，針對高氨氮抗生素廢水處理來說，開發、研究一些處理效果好，運行費用低的處理方法，已迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有抗生素廢水中，總氮去除效果不理想的問題，而提出了這種處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝。

本發明是一種處理高氨氮抗生素廢水的系統，包括調節池1、第一egsb反應器2、第二egsb反應器3、snad反應器4和臭氧氧化池5；

調節池1的出水管與第一egsb反應器2的回流管相連后，再與第一egsb反應器2的進水口相通，第一egsb反應器2的出水管與第二egsb反應器3的回流管相連后，再與第二egsb反應器3的進水口相連，第二egsb反應器3的出水管與臭氧氧化池5的回流管相連后，再與snad反應器4的進水管相通，snad反應器4的出水管與臭氧氧化池5進水口相連。

進一步地，snad反應器4的底部設有曝氣裝置，snad反應器4的柱內裝填火山巖活性生物陶粒濾料。

進一步地，臭氧氧化池5內設有臭氧布氣裝置6，臭氧布氣裝置6外接有臭氧發生裝置7。

進一步地，第一egsb反應器2、第二egsb反應器3和臭氧氧化池5的回流管上均設有回流泵，并通過改變回流量使第一egsb反應器2和第二egsb反應器3的上升流速為2-5m·h^-1。

本發明還涉及一種處理高氨氮抗生素廢水的工藝，按照以下步驟實現：

包括以下步驟：

步驟一、經預處理去除廢水中的懸浮物和無機顆粒后進入調節池1；

步驟二、從調節池1流出的廢水進入第一egsb反應器2，在第一egsb反應器2內厭氧菌對微生物容易利用的有機物質進行降解，并產生甲烷氣體；

步驟三、從第一egsb反應器2流出的廢水進入第二egsb反應器3后，對大分子的有機污染物進行降解，并產生甲烷；

步驟四、從第二egsb反應器3流出的廢水與臭氧氧化池5回流的廢水一起進入snad反應器4中，利用其中的亞硝化細菌、厭氧氨氧化細菌和反硝化細菌對廢水中的總氮和有機物進行去除；

步驟五、從snad反應器4流出的廢水進入臭氧氧化池5中，以提高廢水的可生化性，同時去除廢水中的部分有機污染物。

進一步地，步驟二中，第一egsb反應器2的容積負荷為8～10kgcod/(m³·d)。

進一步地，步驟三中，第二egsb反應器3的容積負荷為3～4kgcod/(m³·d)。

進一步地，步驟四中，snad反應器4的曝氣量為3～5l·min^-1，水力停留時間為2～5h。

進一步地，步驟四中，臭氧氧化池5的回流量為50～100％。

進一步地，步驟四中，臭氧氧化池5中的臭氧的投加量為8～10mg/l。

本發明采用生物和化學組合工藝，將兩相厭氧置于工藝的前端，高有機物，高氨氮廢水經厭氧處理后的出水能夠滿足snad反應器穩定運行的進水水質，后續臭氧氧化池的出水回流，為snad反應器內部實現反硝化提供可利用的碳源，進一步提高了總氮的去除效率，此外高濃度有機物主要是在兩相厭氧中去除，其余生物無法利用的有機物通過臭氧氧化池部分去除，并提高其可生化性在snad反應器中進一步去除，因此本工藝實現了高cod和高總氮的低成本高效的凈化處理。

綜上，本發明的處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝具有以下優點：

1、采用了兩相厭氧，能夠對廢水中的大部分有機物進行去除，同時能夠產生清潔能源甲烷。

2、兩個egsb反應器產生的剩余污泥較少，占地面積小。

3、利用snad反應器處理高氨氮抗生素廢水不僅脫氮途徑簡捷同時節省了曝氣。

4、采用臭氧氧化池出水回流到snad反應器中，不僅對cod進一步去除，同時提高了總氮的去除效率。

5、臭氧氧化池在廢水處理過程中無需將廢水中的有機物全部礦化，減少了臭氧的投加量。

附圖說明

圖1為本發明處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的運行原理圖。

圖2為本發明實施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的cod去除效果圖。

圖3為本發明實施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的氨氮的去除效果圖。

圖4為本發明實施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的總氮去除效果圖。

圖5為本發明實施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的cod去除效果圖。

圖6為本發明實施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的氨氮的去除效果圖。

圖7為本發明實施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統和工藝的總氮去除效果圖。

具體實施方式

以下結合圖1對本發明進行進一步說明：

本發明的處理高氨氮抗生素廢水的系統，主要包括調節池1、第一egsb反應器2、第二egsb反應器3、snad反應器4和臭氧氧化池5。

請參閱圖1，圖1中箭頭的方向為廢水的流動方向，圖中a、b、c均為水箱。調節池1的出水管與第一egsb反應器2的回流管相連后，再與第一egsb反應器2的進水口相通。第一egsb反應器2的出水管與第二egsb反應器3的回流管相連后，再第二與egsb反應器3的進水口相連。第二egsb反應器3的出水管與臭氧氧化池5的回流管相連后，再與snad反應器4的進水管相通。snad反應器4的出水管與臭氧氧化池5進水口相連。

優選地，snad反應器4的底部設有曝氣裝置，snad反應器4的柱內裝填火山巖活性生物陶粒濾料，臭氧氧化池5內設有臭氧布氣裝置6，臭氧布氣裝置6外接有臭氧發生裝置7。

第一egsb反應器2、第二egsb反應器3和臭氧氧化池5的回流管上均設有回流泵。優選地，第一egsb反應器2和第二egsb反應器的上升流速為2～5m·h^-1。

本發明還涉及一種處理高氨氮抗生素廢水的工藝，包括以下步驟：

步驟一、經預處理去除廢水中的懸浮物和無機顆粒后進入調節池1；

步驟二、從調節池1流出的廢水進入第一egsb反應器2，在第一egsb反應器2內厭氧菌對微生物容易利用的有機物質進行降解，并產生甲烷氣體；

步驟三、從第一egsb反應器2流出的廢水進入第二egsb反應器3后，對大分子的有機污染物進行降解，并產生甲烷；

步驟四、從第二egsb反應器3流出的廢水與臭氧氧化池5回流的廢水一起進入snad反應器4中，利用其中的亞硝化細菌、厭氧氨氧化細菌和反硝化細菌對廢水中的總氮和有機物進行去除；

步驟五、從snad反應器4流出的廢水進入臭氧氧化池5中，以提高廢水的可生化性，同時去除廢水中的有機污染物。

步驟二中，第一egsb反應器2的容積負荷為8～10kgcod/(m³·d)。

步驟三中，第二egsb反應器3的容積負荷為3～4kgcod/(m³·d)。

步驟四中，snad反應器4的曝氣量為3～5l·min^-1，水力停留時間為2～5h，臭氧氧化池5的回流量為50～100％，臭氧氧化池5中的臭氧的投加量為8～10mg/l。

實施例1

本實施例的處理高氨氮抗生素廢水的工藝，包括以下步驟：

步驟一、經預處理去除水中懸浮物和無機顆粒的廢水進入調節池1；

步驟二、從調節池1流出的廢水首先進入第一egsb反應器2，在第一egsb反應器2內厭氧菌對微生物容易利用的有機物質進行降解，并產生甲烷氣體，且控制積負荷為9kgcod/(m³·d)，回流后的上升流速2m·h^-1；

步驟三、從第一egsb反應器2流出的廢水進入第二egsb反應器3，對大分子的有機污染物進行降解，并產生甲烷，且控制容積負荷為3kgcod/m³·d)，回流后的上升流速為2m·h^-1；

步驟四、從第二egsb反應器3流出的廢水與臭氧氧化池回流的廢水一起進snad反應器4，亞硝化細菌、厭氧氨氧化細菌和反硝化細菌對廢水中的總氮和有機物進行去除，且曝氣量為5l·min^-1，水力停留時間為2h

步驟五、從snad反應器4來的廢水進入臭氧氧化池5，提高廢水的可生化性，同時去除廢水中的部分有機污染物，控制臭氧的投加量為8mg/l，廢水回流量為100％。

本實施案例進水采用抗生素廢水發酵液進行稀釋，調節進水的cod在6000-7000mg/l，總氮450-550mg/l，氨氮濃度在400-500mg/l，ph在6.5-7.6，對反應系統出水cod、總氮和氨氮進行監測，穩定后兩相厭氧(egsb)/snad/臭氧氧化組合工藝對cod、總氮和氨氮的去除率分別達到98％、90％和97％以上，成功的實現對高氨氮抗生素廢水的凈化處理。

實施例2

本實施例與實施例1中不同之處在于，第一egsb反應器2的容積負荷為10kgcod/(m³·d)，第二egsb反應器3的容積負荷為4kgcod/(m³·d)，snad反應器4的曝氣量為3l·min^-1，水力停留時間為5h，臭氧氧化池5控制臭氧的投加量為10mg/l，廢水回流量為50％。

實施例3

本實施例與實施例1中不同之處在于，第一egsb反應器2的容積負荷為8kgcod/(m³·d)，第二egsb反應器3的容積負荷為3.5kgcod/(m³·d)，snad反應器4的曝氣量為3.5l·min^-1，水力停留時間為3h，臭氧氧化池5控制臭氧的投加量為9mg/l，廢水回流量為70％。

廢水生物處理技術是一種經濟的廢水處理方法，但是由于抗生素廢水的復雜性以及最近幾年國家對抗生素廢水排放的要求越來越高，僅靠生物處理時無法實現。傳統的硝化-反硝化工藝一般都是egsb+a/o。殘留的抗生素對硝化細菌的活性影響較大，工藝運行不穩定，并且厭氧反應器的出水中的cod都是很難降解的碳源，不利于后續的反硝化。

因此，為了提高廢水的去除效果，本發明將生物與化學處理工藝的有效結合，保證了廢水的出水水質。在snad的工藝中，主要是利用亞硝化細菌，厭氧氨氧化細菌和反硝化細菌，而硝化細菌不是本工藝的功能微生物，從而消除了傳統工藝中殘留的抗生素對硝化細菌的活性影響。同時，將snad工藝應用到高氨氮抗生素廢水中，實現了對廢水中總氮的低能高效的去除。

本發明的處理效果請參閱圖5至7，在cod、氨氮和總氮去除效果圖上可看出：即使對egsb反應器容積負荷的提高，該工藝對cod、總氮和氨氮的去除率分別達到99％、90％和97％以上，也成功的實現對高氨氮抗生素廢水的凈化處理。