公布日：2022.10.21
申請(qǐng)日：2022.09.21
分類號(hào)：C02F9/04(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，包括以下步驟S1、調(diào)節(jié)抗生素廢水pH為7.5‑10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化劑攪拌均勻，得到混合物B；S3、將混合物B升溫至110‑160℃，得到混合物C；S4、混合物C進(jìn)入膜組件分離氨氣，完成預(yù)處理；所述催化劑包括CaO‑NiO、MgO‑NiO、CaO‑CoO、MgO‑CoO中的一種或多種。通過(guò)上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)化水解處理抗生素廢水的過(guò)程中藥劑添加量大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)抗生素和氨氮同步去除，導(dǎo)致厭氧生物處理不能穩(wěn)定進(jìn)行的問(wèn)題。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、調(diào)節(jié)抗生素廢水pH為7.5-10后，得到混合物A；S2、向混合物A中加入催化劑攪拌均勻，得到混合物B；S3、將混合物B升溫至110-160℃，得到混合物C；S4、混合物C進(jìn)入膜組件分離氨氣，完成預(yù)處理；所述催化劑包括CaO-NiO、MgO-NiO、CaO-CoO、MgO-CoO中的一種或多種；所述步驟S2中催化劑的投入量為0.01-0.1g/L；所述抗生素廢水為發(fā)酵類制藥廢水，水質(zhì)特征為，抗生素800-2000mg/L、氨氮為800-2000mg/L；所述抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法在進(jìn)行強(qiáng)化水解預(yù)處理的同時(shí)，同步進(jìn)行膜組件分離氨氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S1中pH為8-9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S4中膜組件為管式膜，孔徑為0.1-0.3μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S4中膜組件包括氣態(tài)膜，氣態(tài)膜材質(zhì)為聚四氟乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S4中進(jìn)入膜組件的停留時(shí)間為10-30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S4中進(jìn)入膜組件的停留時(shí)間為15-20min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，其特征在于，所述步驟S4中膜組件的吸收液為2-3mol/L硫酸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)化水解處理抗生素廢水的過(guò)程中藥劑添加量大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)抗生素和氨氮同步去除，導(dǎo)致厭氧生物處理不能穩(wěn)定進(jìn)行的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，包括以下步驟：
S1、調(diào)節(jié)抗生素廢水pH為7.5-10后，得到混合物A；
S2、向混合物A中加入催化劑攪拌均勻，得到混合物B；
S3、將混合物B升溫至110-160℃，得到混合物C；
S4、混合物C進(jìn)入膜組件分離氨氣，完成預(yù)處理；
所述催化劑包括CaO-NiO、MgO-NiO、CaO-CoO、MgO-CoO中的一種或多種。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，將預(yù)處理物調(diào)節(jié)pH為6-7后，可進(jìn)行厭氧生物處理。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述抗生素廢水水質(zhì)特征為，抗生素100-2000mg/L、氨氮為500-3000mg/L。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述抗生素廢水水質(zhì)特征為，抗生素800-2000mg/L、氨氮為800-2000mg/L。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述發(fā)酵類制藥廢水包括發(fā)酵方法生產(chǎn)β－內(nèi)酰胺類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、氨基糖苷類、多肽類或其他類抗生素后的產(chǎn)生的有機(jī)廢水。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述抗生素包括土霉素、青霉素、頭孢霉素、紅霉素、螺旋霉素、鏈霉素、慶大霉素、粘菌素中的一種或多種。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S1中pH為8-9。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S2中催化劑的投入量為0.01-0.1g/L。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S4中膜組件為管式膜，孔徑為0.1-0.3μm。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S4中膜組件包括氣態(tài)膜，氣態(tài)膜材質(zhì)為聚四氟乙烯。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S4中進(jìn)入膜組件的停留時(shí)間為10-30min。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S4中進(jìn)入膜組件的停留時(shí)間為15-20min。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述步驟S4中膜組件的吸收液為2-3mol/L硫酸。
作為進(jìn)一步技術(shù)方案，所述厭氧處理包括厭氧生物濾池、上流式顆粒污泥床、顆粒污泥膨脹床、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器、厭氧膜生物反應(yīng)器中的一種。
本發(fā)明的工作原理及有益效果為：
1本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中采用強(qiáng)化水解處理抗生素廢水的過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)氨氮去除，導(dǎo)致其在處理高氨氮制藥廢水時(shí)，后續(xù)厭氧污泥生物受氨氮特別是游離氨抑制，處理能力顯著降低，使得厭氧生物處理不能穩(wěn)定運(yùn)行，甚至喪失處理能力的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種抗生素生產(chǎn)廢水的預(yù)處理方法，該方法的原理如圖2所示，在催化水解同步膜脫氨的處理過(guò)程中，同步發(fā)生兩個(gè)過(guò)程。第一，抗生素的催化水解。在高溫下，抗生素的藥效官能團(tuán)會(huì)與水中的氫離子和氫氧根發(fā)生反應(yīng)，并在微電解和新型催化劑的促進(jìn)作用下，快速失活。第二，同時(shí)，在高溫和較低的pH下，仍能保證90%以上的氨氮以游離氨的形態(tài)存在，在兩側(cè)壓力差的作用下，選擇性透過(guò)疏水膜，被另一側(cè)的酸溶液（如硫酸）吸收。整個(gè)過(guò)程十分快速，約15-20min內(nèi)便可完成反應(yīng)。相較于傳統(tǒng)的處理方式，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、能耗低、反應(yīng)速度快、藥劑投加小，運(yùn)行成本低。
2.本發(fā)明加入了新型催化劑在對(duì)抗生素生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，提高了抗生素的水解速率，降低了能耗，并且在進(jìn)行強(qiáng)化水解預(yù)處理的同時(shí)，同步進(jìn)行膜組件分離氨氣，增加了對(duì)氨氮的去除，一步實(shí)現(xiàn)多重項(xiàng)目，節(jié)省了工藝流程。
3.本發(fā)明利用對(duì)抗生素廢水進(jìn)行強(qiáng)化水解處理的高溫，在較低pH下實(shí)現(xiàn)了氨氮的回收，提高了能量的利用效率，減少了藥劑投加。
4.本發(fā)明通過(guò)在厭氧生物處理前水解處理的同時(shí)脫除氨氮，既解除了氨氮對(duì)厭氧處理的抑制，又降低了后續(xù)硝化-反硝化脫氮的運(yùn)行成本。針對(duì)本發(fā)明中的高溫及堿性環(huán)境，選用聚四氟乙烯氣態(tài)膜的分離效果最佳。
5.本發(fā)明預(yù)處理幾乎不會(huì)降低廢水中的COD，這可以保證幾乎所有的有機(jī)物能夠進(jìn)入?yún)捬跎锾幚韱卧�，然后通過(guò)厭氧發(fā)酵對(duì)可生物利用的部分轉(zhuǎn)化為甲烷，從而實(shí)現(xiàn)能源回收的最大化。
（發(fā)明人：王嘯;田野;田哲;于勇;王運(yùn)）
