一种抗生素生产废水的预处理方法技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，提出了一种抗生素生产废水的预处理方法，包括以下步骤S1、调节抗生素废水pH为7.5

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素生产废水的预处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体的，涉及一种抗生素生产废水的预处理技术。

技术介绍

[0002]我国是世界上发酵类抗生素药物的主要生产基地，发酵类抗生素生产在我国经济中扮演着重要角色。发酵类抗生素的生产主要分为发酵、过滤、提取和精制等步骤，制药废水的化学需氧量(COD)高、氨氮高、抗生物浓度高，并且组成复杂，是典型的高浓度难降解有机废水。从COD和氨氮特征来看，该类废水适用于生物处理，如先经过厌氧生物处理去除COD，再通过硝化
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反硝化生物过程去除氨氮，这是成熟且低成本的处理技术。然而，废水中还存在着高浓度的抗生素，它们会严重抑制废水处理的功能微生物，导致生物处理的失败。因此，在生物处理前增加预处理过程，解除抗生素抑制，是实现该类废水生物处理的关键。
[0003]单一使用强化水解预处理技术只能去除制药废水中的抗生素，无法实现氨氮的去除。也就是说，对于氨氮浓度较低的制药废水来说，可以仅使用强化水解作为预处理工艺，然后再进行后续的厌氧生物处理。而对于氨氮浓度高的制药废水来说，强化水解后还需要经过其他的预处理方式先去除氨氮，再进入厌氧生物处理。这样一来，处理成本高，工艺流程长。对于氨氮的物化法去除，传统的蒸氨法会受到吹脱起沫的影响，这种泡沫不是传统意义理解的泡沫，而是类似于海绵一样的泡沫，如图1所示，会严重限制蒸氨法的应用。而疏水膜脱氮法虽然不需要吹脱，但会受到废水中有机物的影响导致膜的穿透，无法持续使用。
[0004]在回收氨氮的过程中，无论使用哪一种技术，都需要将pH调至碱性，一般为9
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11。厌氧处理的进水pH一般控制为6
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7，因此，需要先加碱后加酸才能满足处理要求，导致废水含盐量增加，药剂成本增加。强化水解过程中，抗生素水解速度较慢，而脱氮速率较快，因此有可能出现氨氮已经被回收，但抗生素尚未完全水解的状况，因此需要提高抗生素的水解速率，使两个过程在相近的时间内完成。申请号 201410185329.X，一种去除发酵类抗生素制药废水中抗生素的预处理方法，强化水解预处理只能实现抗生素的破坏，无法同时去除氨氮。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种抗生素生产废水的预处理方法，解决了现有技术中强化水解处理抗生素废水的过程中药剂添加量大，无法实现抗生素和氨氮同步去除，导致厌氧生物处理不能稳定进行的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种抗生素生产废水的预处理方法，包括以下步骤：S1、调节抗生素废水pH为7.5
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10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化剂搅拌均匀，得到混合物B；S3、将混合物B升温至110
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160℃，得到混合物C；S4、混合物C进入膜组件分离氨气，完成预处理；
所述催化剂包括CaO
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NiO、MgO
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NiO、CaO
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CoO、MgO
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CoO中的一种或多种。
[0007]作为进一步技术方案，将预处理物调节pH为6
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7后，可进行厌氧生物处理。
[0008]作为进一步技术方案，所述抗生素废水水质特征为，抗生素100
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2000 mg/L、氨氮为500
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3000 mg/L。
[0009]作为进一步技术方案，所述抗生素废水水质特征为，抗生素800
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2000 mg/L、氨氮为800
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2000 mg/L。
[0010]作为进一步技术方案，所述发酵类制药废水包括发酵方法生产β－内酰胺类、四环素类、大环内酯类、氨基糖苷类、多肽类或其他类抗生素后的产生的有机废水。
[0011]作为进一步技术方案，所述抗生素包括土霉素、青霉素、头孢霉素、红霉素、螺旋霉素、链霉素、庆大霉素、粘菌素中的一种或多种。
[0012]作为进一步技术方案，所述步骤S1中pH为8
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9。
[0013]作为进一步技术方案，所述步骤S2中催化剂的投入量为0.01
‑
0.1g/L。
[0014]作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件为管式膜，孔径为0.1
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0.3μm。
[0015]作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件包括气态膜，气态膜材质为聚四氟乙烯。
[0016]作为进一步技术方案，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为10
‑
30min。
[0017]作为进一步技术方案，所述步骤S4中进入膜组件的停留时间为15
‑
20min。
[0018]作为进一步技术方案，所述步骤S4中膜组件的吸收液为2
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3mol/L硫酸。
[0019]作为进一步技术方案，所述厌氧处理包括厌氧生物滤池、上流式颗粒污泥床、颗粒污泥膨胀床、内循环厌氧反应器、厌氧膜生物反应器中的一种。
[0020]本专利技术的工作原理及有益效果为：1 本专利技术针对现有技术中采用强化水解处理抗生素废水的过程中无法实现氨氮去除，导致其在处理高氨氮制药废水时，后续厌氧污泥生物受氨氮特别是游离氨抑制，处理能力显著降低，使得厌氧生物处理不能稳定运行，甚至丧失处理能力的技术问题，提出了一种抗生素生产废水的预处理方法，该方法的原理如图2所示，在催化水解同步膜脱氨的处理过程中，同步发生两个过程。第一，抗生素的催化水解。在高温下，抗生素的药效官能团会与水中的氢离子和氢氧根发生反应，并在微电解和新型催化剂的促进作用下，快速失活。第二，同时，在高温和较低的pH下，仍能保证90%以上的氨氮以游离氨的形态存在，在两侧压力差的作用下，选择性透过疏水膜，被另一侧的酸溶液（如硫酸）吸收。整个过程十分快速，约15
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20 min内便可完成反应。相较于传统的处理方式，本专利技术操作简单、能耗低、反应速度快、药剂投加小，运行成本低。
[0021]2. 本专利技术加入了新型催化剂在对抗生素生产废水进行处理，提高了抗生素的水解速率，降低了能耗，并且在进行强化水解预处理的同时，同步进行膜组件分离氨气，增加了对氨氮的去除，一步实现多重项目，节省了工艺流程。
[0022]3. 本专利技术利用对抗生素废水进行强化水解处理的高温，在较低pH下实现了氨氮的回收，提高了能量的利用效率，减少了药剂投加。
[0023]4. 本专利技术通过在厌氧生物处理前水解处理的同时脱除氨氮，既解除了氨氮对厌氧处理的抑制，又降低了后续硝化
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反硝化脱氮的运行成本。针对本专利技术中的高温及碱性环境，选用聚四氟乙烯气态膜的分离效果最佳。
[0024]5. 本专利技术预处理几乎不会降低废水中的COD，这可以保证几乎所有的有机物能够进入厌氧生物处理单元，然后通过厌氧发酵对可生物利用的部分转化为甲烷，从而实现能源回收的最大化。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、调节抗生素废水pH为7.5
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10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化剂搅拌均匀，得到混合物B；S3、将混合物B升温至110
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160℃，得到混合物C；S4、混合物C进入膜组件分离氨气，完成预处理；所述催化剂包括CaO
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NiO、MgO
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NiO、CaO
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CoO、MgO
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CoO中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述抗生素废水为发酵类制药废水，水质特征为，抗生素100
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2000 mg/L、氨氮为500
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3000 mg/L。3.根据权利要求1所述的一种抗生素生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤S1中pH为8
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【专利技术属性】
技术研发人员：王啸，田野，田哲，于勇，王运，
申请(专利权)人：石家庄赛科环保研究院，
类型：发明
国别省市：