一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法

摘要

本发明公开了一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，所述的方法以改良型序批间歇反应器进行废水处理，所述的反应器依次由厌氧区、中央曝气区，分别与中央曝气区串联的左曝气区和右曝气区，以及分别与厌氧区串联的左序批区和右序批区组成；所述废水由厌氧区进入，开启厌氧区搅拌器，制药废水先后进入中央曝气区、左曝气区或右曝气区，在车轮形多孔悬浮填料上泥膜作用下，污水进行有机物的好氧硝化反应，污水DO值达到2～4mg/L，污水达标排放；本发明泥膜共存大大提高污泥容积负荷、延长污泥龄、减少剩余污泥量、避免了污泥膨胀现象。

权利要求

1.一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，所述的方法以改良型序批间歇反应器进行制药废水处理，其特征在于所述的反应器依次由厌氧区、中央曝气区，分别与中央曝气区串联的左曝气区和右曝气区，以及分别与厌氧区串联的左序批区和右序批区组成；所述左曝气区与左序批区连接，右曝气区与右序批区连接；所述反应器的进水口与厌氧区连接，所述左序批区和右序批区分别设有出水口；所述厌氧区设有搅拌器；所述中央曝气区、左曝气区和右曝气区分别添加有车轮形多孔悬浮填料；所述出水口各自设有可调式堰板；所述厌氧区与中央曝气区，中央曝气区与左曝气区、右曝气区，以及左曝气区与左序批区，右曝气区与右序批区之间分别设有截留器，所述的截留器为圆柱形不锈钢网格，所述的网格间隙为20mm；所述的中央曝气区、左曝气区和右曝气区分别布置有三角可升降式穿孔曝气管，所述的三角可升降式穿孔曝气管包括曝气总管和三角曝气支管，所述曝气总管左右两侧有若干对称三角曝气支管，所述曝气支管与曝气总管通过多通管连接，所述曝气支管上有若干曝气孔，所述曝气总管两端固定于滑轮支架上，所述滑轮支架固定于外部钢支架上，所述外部钢支架通过曝气区上方定滑轮和绕线卷筒进行升降调节；所述制药废水的处理方法为：所述废水由厌氧区进入，开启厌氧区搅拌器，制药废水先后进入中央曝气区、左曝气区或右曝气区，在车轮形多孔悬浮填料上泥膜作用下，污水进行有机物的好氧硝化反应，污水DO值达到2~4mg/L，调节出水口可调式堰板，污水达标排放。

2.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述的车轮形多孔悬浮填料为车轮形聚乙烯丙烯塑料。

3.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述的车轮形多孔悬浮填料的加入量为曝气区容积的30~40%。

4.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述的截留器有10个，所述左曝气区与左序批区、中央曝气区与厌氧区、右曝气区与右序批区、中央曝气区与左曝气区和右曝气区之间分别设有两个截留器，按水流方向呈高低布置。

5.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述的厌氧区一条对角线的两端分别设有搅拌器。

6.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述的三角可升降式穿孔曝气管中所述曝气总管和曝气支管均为塑料管。

7.如权利要求1所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，其特征在于所述进入厌氧区制药废水的COD值为1000~3000mg/L。

说明书

一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种污水的处理方法，特别涉及一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法。(二)背景技术

[0002] 制药废水是当前公认的较难处理的工业废水之一，这是因为该类废水中不仅含有抑制细菌增殖的抗生素类杀菌剂，还含有苯环、醛类等微生物难降解物质，以及一些如铬镍类的重金属等。其处理的难度有：1、pH低(pH值在4～5)；2、COD值高，废水COD值有的高达40000～50000mg/L；3、B/C比值低，可生化较差；4、色度深，且组分复杂。在探索高浓度制药废水达标化处理工艺技术方面，国内外学术刊物上已有许多文献报道，其中尤以CASS、气浮等常规的生化处理方法。

[0003] 这些方法虽然可行，但还存在一些缺点。例如，CASS工艺就是简单利用连续进水，分批次处理，其实质是降低生化处理的进水COD浓度，该法并未做到有效的增大容积负荷和高效的去除率效果；气浮法是利用在一定条件下，部分颗粒通过上浮的气泡带走，使水中悬浮性成分和胶体成分脱离。它可以作为独立的处理单元，可以作为预处理，或和其他处理法配合。因此，高浓度制药废水达标化处理工艺技术方面还没有一个很好的方法，本发明是一个土建投入少、高效快捷地处理高浓度制药废水的工艺改造方法。(三)发明内容

[0004] 本发明目的是提供一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，该方法处理污水高效快捷，成本低，环境友好。

[0005] 本发明采用的关键技术是一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，此方法以改良型序批间歇反应器(MSBR)进行污水处理，改良型MSBR由厌氧区、曝气区和两个序批区组成(见图1和图2)。

[0006] 改良型MSBR与传统MSBR的主要区别：

[0007] 改良型MSBR有：

[0008] (1)厌氧区一条对角线两端安装有搅拌器，模拟生物选择器的生物增效作用；

[0009] (2)曝气区添加有车轮形多孔悬浮填料，作为生物膜载体与曝气区的活性污泥形成泥膜共存的环境，增大了容积负荷的处理功效；

[0010] (3)曝气区与进水的厌氧处、曝气区与曝气区之间以及曝气区与出水的序批区均安装有截留器，防止填料流失，保障整体生物量平衡与稳定，确保处理效果；

[0011] (4)曝气区安装有三角可升降式穿孔曝气管，以便于根据处理情况来调节曝气强度，还有一个重要因素是便于检修。

[0012] 传统MSBR则无以上设施，因此改良型MSBR有利于处理高浓度制药废水。

[0013] 本发明采用的技术方案为：

[0014] 一种泥膜共存处理高浓度制药废水的方法，所述的方法以改良型序批间歇反应器(MSBR)进行制药废水处理，所述的反应器依次由厌氧区、中央曝气区，分别与中央曝气区串联的左曝气区和右曝气区，以及分别与厌氧区串联的左序批区和右序批区组成；所述左曝气区与左序批区连接，右曝气区与右序批区连接；所述反应器的进水口与厌氧区连接，所述左序批区和右序批区分别设有出水口；所述厌氧区设有搅拌器；所述中央曝气区、左曝气区和右曝气区分别添加有车轮形多孔悬浮填料；所述出水口各自设有可调式堰板；所述厌氧区与中央曝气区，中央曝气区与左曝气区、右曝气区，以及左曝气区与左序批区、右曝气区与右序批区之间分别设有截留器；所述制药废水的处理方法为：所述废水由厌氧区进入，开启厌氧区搅拌器，制药废水先后进入中央曝气区、左曝气区或右曝气区，在车轮形多孔悬浮填料上泥膜作用下，污水进行有机物的好氧硝化反应，污水DO值达到2～4mg/L，调节出水口处可调式堰板，污水达标排放。

[0015] 所述的中央曝气区、左曝气区和右曝气区分别布置有三角可升降式穿孔曝气管。

[0016] 所述的车轮形多孔悬浮填料为车轮形聚乙烯丙烯塑料。

[0017] 所述的车轮形多孔悬浮填料的加入量为曝气区容积的30～40％。

[0018] 所述的截留器为圆柱形不锈钢网格，所述的网格间隙为20mm。

[0019] 所述的截留器有10个，所述左曝气区与左序批区、中央曝气区与厌氧区、右曝气区与右序批区、中央曝气区与左曝气区和右曝气区之间分别设有两个截留器，按水流方向呈高低布置。

[0020] 所述的厌氧区优选一条对角线的两端分别设有搅拌器。

[0021] 所述的三角可升降式穿孔曝气管包括曝气总管和三角曝气支管，所述曝气总管左右两侧有若干对称三角曝气支管，所述曝气支管与曝气总管通过多通管连接，所述曝气支管上有若干曝气孔，所述曝气总管两端固定于滑轮支架上，所述滑轮支架固定于外部钢支架上，所述外部钢支架可以通过曝气区上方定滑轮和绕线卷筒进行升降调节。

[0022] 所述的三角可升降式穿孔曝气管中所述曝气总管和曝气支管均为塑料管。

[0023] 所述进入厌氧区制药废水的COD值为1000～3000mg/L。

[0024] 本发明所述的制药废水DO值采用DO仪在线监测。

[0025] 本发明所述的出水口处可调式堰板为可升降式，污水达标排放时将堰板下调，污水经过可调式堰板从出水口流出，污水在处理过程中，可调式堰板与出水口对应并垂直于池底，阻挡污水流出。

[0026] 本发明所述的三角可升降式穿孔曝气管既便于检修且曝气盘形成三角形，有一定的固定性，不宜脱落。

[0027] 本发明所述的中央曝气区的三角可升降式穿孔曝气管孔径较大于左曝气区和右曝气区曝气管，即优选为左右两区的曝气管孔径为3mm，间距为50mm，中央区的曝气管孔径为2mm，间距为50mm。中央曝气区曝气强度较强于左曝气区和右曝气区，按照进水浓度逐渐递减，控制三角式曝气管的曝气强度。

[0028] 本发明所述的改良型MSBR，厌氧区内的对角线搅拌器为连续运行，曝气区在整个运行周期过程中亦保持连续曝气，而每半个周期过程中，两个序批区交替分别作为反应池和沉淀池。

[0029] 本发明所述的高浓度制药废水经格栅、一级组合气浮池、地下集水井、并列兼氧池及斜管沉淀池，经过上述的预处理后再进入改良型MSBR厌氧区-曝气区-序批区，同回流污泥合并在厌氧区完成微生物释磷后，混合液进入曝气区，于曝气区中在泥膜共存的环境下完成有机物降解及氨氮的硝化，然后分别进入两个交替序批区；在厌氧区-曝气区-序批区的系统内，完成厌氧搅拌、好氧曝气和静止沉淀，完成脱氮、硝化及反硝化过程，上清液经过出水口可调式堰板，流入浮池，后段集水池，达标排放。

[0030] 与现有技术(即传统MSBR)相比，本发明的有益效果主要体现在：

[0031] 1)本发明泥膜共存处理废水，即在活性污泥与生物挂膜共存废水处理装置中，其优点是：大大提高污泥容积负荷、延长污泥龄、减少剩余污泥量、避免了污泥膨胀现象；厌氧区对角线安装有搅拌器可防止厌氧膨胀，充分发挥生物选择池功效；截留器防止填料流失，保障整体生物量平衡与稳定，确保处理效果；三角可升降式穿孔曝气管便于调节曝气强度、检修以及固定不脱落功效；

[0032] 2)在相同的进水浓度下，泥膜共存法COD去除率、NH3-N等指标远远优化于单一的活性污泥法；

[0033] 3)在相同的温度条件下，生物硝化与反硝化速率均远远大于单一的普通活性污泥法；

[0034] 4)在相同的温度条件下，生物除磷效果均远远优化于单一的活性污泥法；

[0035] 5)减少了投资费用，减少土建构筑物成本，为制药厂废水的后续污水处理大大节约了成本，进一步减少了环境污染。(四)附图说明

[0036] 图1改良型MSBR废水处理平面图，1-厌氧区，2-中央曝气区，3-右曝气区，4-左曝气区，5-左序批区，6-右序批区，7-搅拌器，8-截留器，9-三角可升降式穿孔曝气管，10-曝气孔(Φ3@50)，11-绕线卷筒，12-曝气孔(Φ2@50)，13-可调式堰板；

[0037] 图2改良型MSBR废水处理立面流程图(A-A剖面)，3-右曝气区，6-右序批区，9-三角可升降式穿孔曝气管，14-定滑轮，15-车轮形多孔悬浮填料；

[0038] 图3改良型MSBR废水处理立面流程图(B-B剖面)，2-中央曝气区，3-右曝气区，4-左曝气区，9-三角可升降式穿孔曝气管，15-车轮形多孔填料，18-滑轮支架；

[0039] 图4三角可升降式曝气管结构图，16-外部钢支架，17-曝气总管，18-滑轮支架，19-三角曝气支管，20-多通管。

具体实施方式

[0040] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

[0041] 实施例1

[0042] 参照图1-图4，本发明所述的泥膜共存处理高浓度制药废水的方法以改良型序批间歇反应器进行污水处理，所述的反应器依次由厌氧区1、中央曝气区2，分别与中央曝气区串联的左曝气区4和右曝气区3，以及分别与厌氧区串联的左序批区5和右序批区6组成；所述左曝气区4与左序批区5连接，右曝气区3与右序批区6连接；所述反应器的进水口与厌氧区1连接，所述左序批区4和右序批区3分别设有出水口；所述厌氧区1设有搅拌器7；所述中央曝气区2、左曝气区4和右曝气区3分别布置有车轮形多孔悬浮填料15和三角可升降式穿孔曝气管9；所述出水口各自设有可调式堰板13；所述厌氧区1与中央曝气区2，中央曝气区2与左曝气区4、右曝气区3，以及左曝气区4与左序批区5、右曝气区3与右序批区6之间分别设有截留器8；所述制药废水的处理方法为：所述废水由厌氧区1进入，开启厌氧区搅拌器7，制药废水先后进入中央曝气区2、左曝气区4或右曝气区3，在车轮形多孔悬浮填料15上泥膜作用下，污水进行有机物的好氧硝化反应，采用DO仪(厂家HACH，型号COM253-WX0010)在线监测，污水DO值达到3.5mg/L，调节出水口处可升降式堰板13，污水达标排放。

[0043] 所述的三角可升降式穿孔曝气管9包括曝气总管17和三角曝气支管19，所述曝气总管17左右两侧有若干对称三角曝气支管19，所述曝气支管19与曝气总管17通过多通管20连接，所述曝气支管19上有若干曝气孔10或12，所述曝气总管17两端固定于滑轮支架
18上，所述滑轮支架18固定于外部钢支架16上，所述外部钢支架16可以通过曝气区上方定滑轮14和绕线卷筒11进行升降调节。

[0044] 所述的车轮形多孔悬浮填料为车轮形聚乙烯丙烯塑料，所述的车轮形多孔悬浮填料的加入量为50kg，占曝气区容积的45％。

[0045] 上述中央曝气区2三角可升降式穿孔曝气管孔径较大于左曝气区3、右曝气区4，即左右两区的曝气管10孔径为3mm，间距为50mm，中央区的曝气管12孔径为2mm，间距为50mm。且中央曝气区曝气强度较强于左曝气区和右曝气区，按照进水浓度逐渐递减，控制三角式曝气管的曝气强度。

[0046] 将COD值为8000-12000mg/L的高浓度制药废水经格栅、一级组合气浮池、地下集水井、并列兼氧池及斜管沉淀池，此时COD降低到1000～3000mg/L左右，分别将COD值1500mg/L、1900mg/L和2200mg/L的制药废水分不同时段进入改良型MSBR，经厌氧区-曝气区-序批区处理，废水达标排放，；以传统MSBR在同样条件下为参照，对改良型MSBR与传统MSBR处理污水情况进行比较，所述传统MSBR为厌氧区、曝气区、序批区三部分组成，进水通过厌氧区直接进入一个整体曝气区，再分别流入序批区。曝气区不添加任何填料，曝气也采用普通的曝气盘曝气方式，结果见表1。可见改良型MSBR泥膜共存法比传统MSBR老法处理污水相比，由传统MSBR老法的去除率50％左右提高到86％～90％。

[0047] 表1改良型MSBR泥膜共存法与传统MSBR处理污水的效果比较

[0048]

[0049] 表2改良型MSBR主要构筑物参数

[0050]改良型MSBR 主要参数
厌氧区 DO＝0.2-0.5mg/l，HRT＝1.5h
曝气区 DO＝2-4mg/l，HRT＝56h，容积负荷2.0-3.0kgCOD/(m3.d)
序批区 容积负荷1.5kgCOD/(m3.d)，DO＝2-4mg/l，HRT＝24h