本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理與再生領(lǐng)域，主要涉及一種處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

我國制藥工業(yè)存在著生產(chǎn)企業(yè)多規(guī)模小，布局較為分散的情況，在生產(chǎn)過程中投入量大但是產(chǎn)出量小、污染突出。2009年，我國制藥企業(yè)達(dá)6807家，廢水的排放總量達(dá)到52718噸，制藥工業(yè)占全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.72％，而制藥廢水占工業(yè)廢水排放總量2.52％。因此，制藥工業(yè)已經(jīng)被我國環(huán)保部列入了重點(diǎn)治理的行業(yè)，其產(chǎn)生的廢水成為環(huán)境治理的重中之重。廢水具有高cod、高氨氮、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)。

厭氧生物處理工藝在處理高cod的抗生素廢水上有著獨(dú)特的優(yōu)勢，除了能夠產(chǎn)生綠色燃料甲烷，廢水中殘留的抗生素對厭氧反應(yīng)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(yīng)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(fā)了發(fā)酵類抗生素廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了總氮的排放量。因此，對總氮的去除已經(jīng)成為制藥廢水處理的重點(diǎn)?，F(xiàn)在大多的制藥企業(yè)均采用傳統(tǒng)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(diǎn)：(1)殘留的抗生素對硝化細(xì)菌的活性影響較大，工藝運(yùn)行不穩(wěn)定；(2)一般厭氧反應(yīng)器的出水中的cod都是很難降解的碳源，不利于后續(xù)的反硝化；(3)此工藝需要較大的曝氣量，運(yùn)行費(fèi)用較高。因此，針對高氨氮抗生素廢水處理來說，開發(fā)、研究一些處理效果好，運(yùn)行費(fèi)用低的處理方法，已迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)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(tǒng)和工藝。

本發(fā)明是一種處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池1、第一egsb反應(yīng)器2、第二egsb反應(yīng)器3、snad反應(yīng)器4和臭氧氧化池5；

調(diào)節(jié)池1的出水管與第一egsb反應(yīng)器2的回流管相連后，再與第一egsb反應(yīng)器2的進(jìn)水口相通，第一egsb反應(yīng)器2的出水管與第二egsb反應(yīng)器3的回流管相連后，再與第二egsb反應(yīng)器3的進(jìn)水口相連，第二egsb反應(yīng)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(yīng)器4的進(jìn)水管相通，snad反應(yīng)器4的出水管與臭氧氧化池5進(jìn)水口相連。

進(jìn)一步地，snad反應(yīng)器4的底部設(shè)有曝氣裝置，snad反應(yīng)器4的柱內(nèi)裝填火山巖活性生物陶粒濾料。

進(jìn)一步地，臭氧氧化池5內(nèi)設(shè)有臭氧布?xì)庋b置6，臭氧布?xì)庋b置6外接有臭氧發(fā)生裝置7。

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

本發(fā)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(shí)現(xiàn)：

包括以下步驟：

步驟一、經(jīng)預(yù)處理去除廢水中的懸浮物和無機(jī)顆粒后進(jìn)入調(diào)節(jié)池1；

步驟二、從調(diào)節(jié)池1流出的廢水進(jìn)入第一egsb反應(yīng)器2，在第一egsb反應(yīng)器2內(nèi)厭氧菌對微生物容易利用的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷氣體；

步驟三、從第一egsb反應(yīng)器2流出的廢水進(jìn)入第二egsb反應(yīng)器3后，對大分子的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷；

步驟四、從第二egsb反應(yīng)器3流出的廢水與臭氧氧化池5回流的廢水一起進(jìn)入snad反應(yīng)器4中，利用其中的亞硝化細(xì)菌、厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌對廢水中的總氮和有機(jī)物進(jìn)行去除；

步驟五、從snad反應(yīng)器4流出的廢水進(jìn)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(jī)污染物。

進(jìn)一步地，步驟二中，第一egsb反應(yīng)器2的容積負(fù)荷為8～10kgcod/(m³·d)。

進(jìn)一步地，步驟三中，第二egsb反應(yīng)器3的容積負(fù)荷為3～4kgcod/(m³·d)。

進(jìn)一步地，步驟四中，snad反應(yīng)器4的曝氣量為3～5l·min^-1，水力停留時間為2～5h。

進(jìn)一步地，步驟四中，臭氧氧化池5的回流量為50～100％。

進(jìn)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(fā)明采用生物和化學(xué)組合工藝，將兩相厭氧置于工藝的前端，高有機(jī)物，高氨氮廢水經(jīng)厭氧處理后的出水能夠滿足snad反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的進(jìn)水水質(zhì)，后續(xù)臭氧氧化池的出水回流，為snad反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)反硝化提供可利用的碳源，進(jìn)一步提高了總氮的去除效率，此外高濃度有機(jī)物主要是在兩相厭氧中去除，其余生物無法利用的有機(jī)物通過臭氧氧化池部分去除，并提高其可生化性在snad反應(yīng)器中進(jìn)一步去除，因此本工藝實(shí)現(xiàn)了高cod和高總氮的低成本高效的凈化處理。

綜上，本發(fā)明的處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用了兩相厭氧，能夠?qū)U水中的大部分有機(jī)物進(jìn)行去除，同時能夠產(chǎn)生清潔能源甲烷。

2、兩個egsb反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余污泥較少，占地面積小。

3、利用snad反應(yīng)器處理高氨氮抗生素廢水不僅脫氮途徑簡捷同時節(jié)省了曝氣。

4、采用臭氧氧化池出水回流到snad反應(yīng)器中，不僅對cod進(jìn)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(jī)物全部礦化，減少了臭氧的投加量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的運(yùn)行原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的cod去除效果圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的氨氮的去除效果圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的總氮去除效果圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的cod去除效果圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的氨氮的去除效果圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)和工藝的總氮去除效果圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合圖1對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明：

本發(fā)明的處理高氨氮抗生素廢水的系統(tǒng)，主要包括調(diào)節(jié)池1、第一egsb反應(yīng)器2、第二egsb反應(yīng)器3、snad反應(yīng)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(diào)節(jié)池1的出水管與第一egsb反應(yīng)器2的回流管相連后，再與第一egsb反應(yīng)器2的進(jìn)水口相通。第一egsb反應(yīng)器2的出水管與第二egsb反應(yīng)器3的回流管相連后，再第二與egsb反應(yīng)器3的進(jìn)水口相連。第二egsb反應(yīng)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(yīng)器4的進(jìn)水管相通。snad反應(yīng)器4的出水管與臭氧氧化池5進(jìn)水口相連。

優(yōu)選地，snad反應(yīng)器4的底部設(shè)有曝氣裝置，snad反應(yīng)器4的柱內(nèi)裝填火山巖活性生物陶粒濾料，臭氧氧化池5內(nèi)設(shè)有臭氧布?xì)庋b置6，臭氧布?xì)庋b置6外接有臭氧發(fā)生裝置7。

第一egsb反應(yīng)器2、第二egsb反應(yīng)器3和臭氧氧化池5的回流管上均設(shè)有回流泵。優(yōu)選地，第一egsb反應(yīng)器2和第二egsb反應(yīng)器的上升流速為2～5m·h^-1。

本發(fā)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(jīng)預(yù)處理去除廢水中的懸浮物和無機(jī)顆粒后進(jìn)入調(diào)節(jié)池1；

步驟二、從調(diào)節(jié)池1流出的廢水進(jìn)入第一egsb反應(yīng)器2，在第一egsb反應(yīng)器2內(nèi)厭氧菌對微生物容易利用的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷氣體；

步驟三、從第一egsb反應(yīng)器2流出的廢水進(jìn)入第二egsb反應(yīng)器3后，對大分子的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷；

步驟四、從第二egsb反應(yīng)器3流出的廢水與臭氧氧化池5回流的廢水一起進(jìn)入snad反應(yīng)器4中，利用其中的亞硝化細(xì)菌、厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌對廢水中的總氮和有機(jī)物進(jìn)行去除；

步驟五、從snad反應(yīng)器4流出的廢水進(jìn)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(jī)污染物。

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

步驟三中，第二egsb反應(yīng)器3的容積負(fù)荷為3～4kgcod/(m³·d)。

步驟四中，snad反應(yīng)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(shí)施例1

本實(shí)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(jīng)預(yù)處理去除水中懸浮物和無機(jī)顆粒的廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池1；

步驟二、從調(diào)節(jié)池1流出的廢水首先進(jìn)入第一egsb反應(yīng)器2，在第一egsb反應(yīng)器2內(nèi)厭氧菌對微生物容易利用的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷氣體，且控制積負(fù)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(yīng)器2流出的廢水進(jìn)入第二egsb反應(yīng)器3，對大分子的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，并產(chǎn)生甲烷，且控制容積負(fù)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(yīng)器3流出的廢水與臭氧氧化池回流的廢水一起進(jìn)snad反應(yīng)器4，亞硝化細(xì)菌、厭氧氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌對廢水中的總氮和有機(jī)物進(jìn)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(yīng)器4來的廢水進(jìn)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(jī)污染物，控制臭氧的投加量為8mg/l，廢水回流量為100％。

本實(shí)施案例進(jìn)水采用抗生素廢水發(fā)酵液進(jìn)行稀釋，調(diào)節(jié)進(jìn)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(yīng)系統(tǒng)出水cod、總氮和氨氮進(jìn)行監(jiān)測，穩(wěn)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(dá)到98％、90％和97％以上，成功的實(shí)現(xiàn)對高氨氮抗生素廢水的凈化處理。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1中不同之處在于，第一egsb反應(yīng)器2的容積負(fù)荷為10kgcod/(m³·d)，第二egsb反應(yīng)器3的容積負(fù)荷為4kgcod/(m³·d)，snad反應(yīng)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(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1中不同之處在于，第一egsb反應(yīng)器2的容積負(fù)荷為8kgcod/(m³·d)，第二egsb反應(yīng)器3的容積負(fù)荷為3.5kgcod/(m³·d)，snad反應(yīng)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(shù)是一種經(jīng)濟(jì)的廢水處理方法，但是由于抗生素廢水的復(fù)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(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)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(xì)菌的活性影響較大，工藝運(yùn)行不穩(wěn)定，并且厭氧反應(yīng)器的出水中的cod都是很難降解的碳源，不利于后續(xù)的反硝化。

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

本發(fā)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(yīng)器容積負(fù)荷的提高，該工藝對cod、總氮和氨氮的去除率分別達(dá)到99％、90％和97％以上，也成功的實(shí)現(xiàn)對高氨氮抗生素廢水的凈化處理。