公布日：2022.07.08
申請日：2022.04.20
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/148(2019.01)I;C02F1/28(2006.01)I;C02F1/48(2006.01)I;B01J20/24(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;
B01J20/30(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水凈化處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預(yù)處理生活污水的格柵渠‑旋流沉砂池一和預(yù)處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預(yù)處理系統(tǒng)，混合池下游依次連接有厭氧‑一級缺氧‑一級好氧‑二級缺氧‑二級好氧AAOAO生化池、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物BAF濾池、活性砂濾池、接觸消毒池和巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統(tǒng)。能有效將醫(yī)藥污水排氮除磷，令最終凈化水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預(yù)處理生活污水的格柵渠/旋流沉砂池一和預(yù)處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預(yù)處理系統(tǒng)，混合池下游依次連接有厭氧-一級缺氧-一級好氧-二級缺氧-二級好氧生化池AAOAO、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物濾池BAF、活性砂濾池、接觸消毒池、巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述AAOAO連接有曝氣器，中和脫氣池連接有鼓風(fēng)機(jī)，活性砂濾池連接有空壓機(jī)；AAOAO、反硝化深床濾池連接有碳源加藥箱，集水池連接有濃硫酸加藥箱，芬頓催化氧化塔連接有芬頓試劑加藥箱，中和脫氣池連接有液堿加藥箱、聚丙烯酰胺PAM加藥箱和聚合氯化鋁PAC加藥箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述工業(yè)污水預(yù)處理系統(tǒng)包括相繼連接的收集池、格柵渠/旋流沉砂池二、調(diào)節(jié)池、預(yù)臭氧池和水解酸化池，其中收集池和調(diào)節(jié)池之間還連接有事故池，事故池與格柵渠/旋流沉砂池二并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述污泥處理系統(tǒng)包括接收從二沉池來的污泥的污泥回流泵房，污泥回流泵房根據(jù)污泥流向分別連接AAOAO和污泥濃縮池，污泥濃縮池依次連接有污泥調(diào)理池和板框壓濾機(jī)；污泥濃縮池連接終沉池并接收污泥；污泥調(diào)理池連接有氯化鐵加藥箱、氧化鈣加藥箱和聚丙烯酰胺PAM加藥箱。
5.一種用于權(quán)利要求1-3任一所述的醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球，其特征在于，包括多孔活性炭內(nèi)核，活性炭的多孔內(nèi)含有Fe3O4納米粒子，活性炭內(nèi)核由大孔活性炭中間層包裹，大孔活性炭中間層外包裹有殼聚糖-環(huán)糊精層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將蝦蟹殼粉至于惰性氣體下碳化得到包裹有氧化鈣的多孔活性炭內(nèi)核，將冷卻后的活性炭內(nèi)核用納米粉碎機(jī)粉碎至200nm-2μm；（2）將步驟（1）制備的活性炭內(nèi)核在惰性氣體保護(hù)下置于水中并攪拌，滴加鐵鹽、亞鐵鹽于水中，得到磁性活性炭；（3）再向步驟（2）制備的反應(yīng)液中滴加殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合液并攪拌均勻成懸浮液；（4）將步驟（3）制備的懸浮液用乙醇和水將磁性活性炭沖洗干凈，并且用磁鐵固液分離，將磁性活性炭置于管式爐中并在惰性氣體保護(hù)下碳化，冷卻收集得到包裹有大孔活性炭中間層的二次磁性活性炭；（5）將步驟（4）制備的二次磁性活性炭置于水中，滴入殼聚糖和環(huán)糊精混合溶液并充分?jǐn)嚢�，再滴加交�?lián)劑，將交聯(lián)后的二次磁性活性炭用乙醇和水洗干凈，并用磁鐵固液分離得到磁吸附球。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，步驟（1）碳化溫度為450-580℃，碳化時間為3-6h，惰性氣體為氮氣或氬氣；步驟（2）攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，活性炭與鐵鹽、亞鐵鹽混合物的質(zhì)量比為0.6-2:1，鐵離子與亞鐵離子的摩爾比為1.5-2:1，反應(yīng)30min-1.5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，步驟（3）殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合質(zhì)量比為100-110:4-6:18-22:10-30:8-15，殼寡糖與活性炭內(nèi)核的質(zhì)量比為0.5-1.5:1，攪拌溫度為85-90℃，攪拌速度為1400-3000r/min，攪拌時間為20min-1h，交聯(lián)劑為戊二醛、乙二醛、環(huán)氧氯丙烷、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種；步驟（4）碳化溫度為750-950℃，碳化時間為3-4h，惰性氣為氮氣或氬氣；步驟（5）殼聚糖和環(huán)糊精的質(zhì)量比0.8-1.2:1，二次磁性活性炭與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.5-2:1，攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，交聯(lián)劑與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.1-0.2:1，交聯(lián)反應(yīng)時間為20min-1h。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，中和脫氣池和終沉池之間還設(shè)有磁混凝池；終沉池連接有磁分離器和高剪切機(jī)，并將污泥送往污泥濃縮池。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述磁混凝池連接有磁吸附球加藥箱；磁混凝池內(nèi)還設(shè)有攪拌器。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有凈化工藝除磷脫氮功能不盡人意的問題，本發(fā)明提供一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，能有效將醫(yī)藥污水轉(zhuǎn)成可生化處理的污水，并高效除磷脫氮，最終的凈化水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明以以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種醫(yī)藥污水凈化處理工藝，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預(yù)處理生活污水的格柵渠-旋流沉砂池一和預(yù)處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預(yù)處理系統(tǒng)，混合池下游依次連接有厭氧-一級缺氧-一級好氧-二級缺氧-二級好氧生化池AAOAO、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物濾池BAF、活性砂濾池、接觸消毒池和巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統(tǒng)。
將低濃度污染物的生活污水和經(jīng)過預(yù)處理后的工業(yè)污水混合在一起共同處理，能大大減輕后序凈化流程的壓力，AAOAO能將有機(jī)物、氮、磷污染物除去大部分，反硝化深床濾池主要用于脫氮，芬頓催化氧化塔工作原理是外加的H2O2氧化劑與硫酸亞鐵在適當(dāng)?shù)?/span>pH值下會反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(OH•)，利用羥基自由基的高氧化能力與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，可分解氧化為H2O和CO2，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD，同時，芬頓催化氧化塔在水處理中還能促進(jìn)混凝，可降低廢水中懸浮物、膠體，使廢水的COD進(jìn)一步降低；再經(jīng)過充分沉淀、過濾、消毒，將二沉池和終沉池中的污泥運至污泥處理系統(tǒng)壓濾脫水，最終得到的凈化水中除去90％以上的氮磷化合物，最終達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選的，AAOAO連接有曝氣器，中和脫氣池連接有鼓風(fēng)機(jī)，活性砂濾池連接有空壓機(jī)；AAOAO生、反硝化深床濾池連接有碳源加藥箱，集水池連接有濃硫酸加藥箱，芬頓催化氧化塔連接有芬頓試劑加藥箱，中和脫氣池連接有液堿加藥箱、聚丙烯酰胺PAM加藥箱和聚合氯化鋁PAC加藥箱。
優(yōu)選的，工業(yè)污水預(yù)處理系統(tǒng)包括相繼連接的收集池、格柵渠-旋流沉砂池二、調(diào)節(jié)池、預(yù)臭氧池和水解酸化池，其中收集池和調(diào)節(jié)池之間還連接有事故池，事故池與格柵渠-旋流沉砂池二并聯(lián)。
事故池內(nèi)結(jié)構(gòu)包括污水提升泵、潛水?dāng)嚢杵骱碗妱雍J，作為格柵渠-旋流沉砂池二的備用，當(dāng)進(jìn)出水濃度出現(xiàn)異常時即可使用；預(yù)臭氧的作用是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，使水體中的大分子物質(zhì)、難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，預(yù)臭氧池采用接觸式氧化，分成兩組并聯(lián)，接觸時間20min，氧化效果好。水解酸化的作用主要是使成分復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物在細(xì)胞外酶和兼氧菌的生化作用下水解為小分子和可溶性有機(jī)物，進(jìn)行“粗糧細(xì)作”，為后續(xù)的生化處理提供合適的營養(yǎng)物質(zhì)，增加廢水的可生化性，水解酸化池采用升流式，分成多組并聯(lián)，并采用脈沖布水和枝狀布水相結(jié)合的布水方式，傳質(zhì)效果好，運行靈活多變，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。
優(yōu)選的，污泥處理系統(tǒng)包括接收從二沉池來的污泥的污泥回流泵房，污泥回流泵房根據(jù)污泥流向分別連接AAOAO和污泥濃縮池，污泥濃縮池依次連接有污泥調(diào)理池和板框壓濾機(jī)；污泥濃縮池連接終沉池并接收污泥；污泥調(diào)理池連接有氯化鐵加藥箱、氧化鈣加藥箱和PAM加藥箱。
二沉池一部分污泥從污泥回流泵房回流至AAOAO，一部分進(jìn)行污泥濃縮池，終沉池將污泥送至污泥濃縮池，經(jīng)過污泥調(diào)理池加入氯化鐵和氧化鈣的反應(yīng)，并加入PAM沉淀絮凝，再進(jìn)行壓濾脫水，泥餅運走，濾液再回收處理。
一種用于醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球，包括多孔活性炭內(nèi)核，活性炭的多孔內(nèi)含有Fe3O4納米粒子，活性炭內(nèi)核由大孔活性炭中間層包裹，大孔活性炭中間層外包裹有殼聚糖-環(huán)糊精層。
磁吸附球?qū)⒛鹾陀袡C(jī)物快速吸附沉淀下來，最后用物理方法將磁吸附球回收。
一種用于醫(yī)藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，包括以下步驟：(1)將蝦蟹殼粉至于惰性氣體下碳化得到包裹有氧化鈣的多孔活性炭內(nèi)核，將冷卻后的活性炭內(nèi)核用納米粉碎機(jī)粉碎至200nm-2μm；(2)將步驟(1)制備的活性炭內(nèi)核在惰性氣體保護(hù)下置于水中并攪拌，滴加鐵鹽、亞鐵鹽于水中，得到磁性活性炭；(3)再向步驟(2)制備的反應(yīng)液中滴加殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合液并攪拌均勻成懸浮液；(4)將步驟(3)制備的懸浮液用乙醇和水將磁性活性炭沖洗干凈，并且用磁鐵固液分離，將磁性活性炭置于管式爐中并在惰性氣體保護(hù)下碳化，冷卻收集得到包裹有大孔活性炭中間層的二次磁性活性炭；(5)將步驟(4)制備的二次磁性活性炭置于水中，滴入殼聚糖和環(huán)糊精混合溶液并充分?jǐn)嚢�，再滴加交�?lián)劑，將交聯(lián)后的二次磁性活性炭用乙醇和水洗干凈，并用磁鐵固液說 明 書2/9頁5CN114716108A5分離得到磁吸附球。
蝦蟹殼粉含有幾丁質(zhì)、碳酸鈣和蛋白質(zhì)，用蝦蟹殼粉高溫碳化制作活性炭，內(nèi)部的碳酸鈣分解成CO2和氧化鈣，CO2逃離原位，在氧化鈣附近形成細(xì)小的納米多孔，得到多孔活性炭和氧化鈣的包裹物，經(jīng)過粉碎后加水，再加入鐵鹽、亞鐵鹽進(jìn)行反應(yīng)，氧化鈣在水中形成氫氧化鈣為制備Fe3O4磁粒子提供氫氧根離子，由于氫氧化鈣往往包裹在活性炭內(nèi)，氫氧化鈣附近有CO2脫離時形成的納米孔道，而活性炭又對鐵離子和亞鐵離子有較好的吸附作用，因此可以令反應(yīng)在活性炭的多孔深處進(jìn)行，氫氧化鈣緩慢持續(xù)的釋放OH-離子，有利于形成小粒徑的Fe3O4沉淀于活性炭多孔內(nèi)部；再包裹經(jīng)過交聯(lián)的殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3混合層，進(jìn)行二次碳化，K2CO3在270℃即分解成CO2和K2O，此時其它高分子開始脫水，K2O與水形成KOH，KOH的堿性侵蝕活性炭將孔徑擴(kuò)大，由于殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素?zé)岱纸鉁囟鹊牟煌�，碳化速度有所不同，因此形成的孔隙�?/span>CO2脫離得到的，還有殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素不同步碳化分解過程中出現(xiàn)的更大孔徑的多孔，因而形成的較大孔的活性炭外殼，如此將活性炭深處的磁粒子包裹在內(nèi)，阻隔Fe3O4間直接磁性接觸形成無法分散的硬團(tuán)聚，但又不影響大面積多孔的吸附性，再包裹殼聚糖-環(huán)糊精交聯(lián)外層，令殼聚糖和環(huán)糊精深入吸附在活性炭多孔內(nèi)，形成具有對重金屬離子、絮凝固體有高吸附性的磁吸附球。
優(yōu)選的，步驟(1)碳化溫度為450-580℃，碳化時間為3-6h，惰性氣體為氮氣或氬氣；步驟(2)攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，活性炭與鐵鹽、亞鐵鹽混合物的質(zhì)量比為0.6-2:1，鐵離子與亞鐵離子的摩爾比為1.5-2:1，反應(yīng)30min-1.5h。
由于亞鐵離子常常會被氧化，因此需相對鐵離子過量，減少形成Fe2O3-Fe3O4混合物。
優(yōu)選的，步驟(3)殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素、K2CO3、交聯(lián)劑混合質(zhì)量比為100-110:4-6:18-22:10-30:8-15，殼寡糖與活性炭內(nèi)核的質(zhì)量比為0.5-1.5:1，攪拌溫度為85-90℃，攪拌速度為1400-3000r/min，攪拌時間為20min-1h，交聯(lián)劑為戊二醛、乙二醛、環(huán)氧氯丙烷、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種；步驟(4)碳化溫度為750-950℃，碳化時間為3-4h，惰性氣為氮氣或氬氣；步驟(5)殼聚糖和環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.8-1.2:1，二次磁性活性炭與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.5-2:1，攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，交聯(lián)劑與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.1-0.2:1，交聯(lián)反應(yīng)時間為20min-1h。
殼寡糖與活性炭內(nèi)核的質(zhì)量比很重要，殼寡糖過多會造成活性炭大孔堵塞，防礙了鐵離子的吸附，殼寡糖過少，絮凝作用又不足。
優(yōu)選的，中和脫氣池和終沉池之間還設(shè)有磁混凝池；終沉池連接有磁分離器和高剪切機(jī)，并將污泥送往污泥濃縮池。
優(yōu)選的，所述磁混凝池連接有磁吸附球加藥箱；磁混凝池內(nèi)還設(shè)有攪拌器。
磁吸附球加到磁混凝池內(nèi)，在攪拌器攪拌下促進(jìn)與污染物的充分混合吸附，再進(jìn)入終沉池內(nèi)沉淀下來，終沉池底的磁性污泥經(jīng)過磁分離器和高剪切機(jī)實現(xiàn)磁吸附球和污泥的分離，污泥被送往污泥濃縮池。
本發(fā)明的有益效果：(1)將AAOAO、反硝化深床濾池和芬頓氧化催化塔串聯(lián)一起，去除氮磷污染物充分；(2)用醫(yī)藥工業(yè)污水經(jīng)沉淀、預(yù)臭氧池和水解酸化池處理后與生活污水混合進(jìn)一步處理，大大減輕了后序處理的負(fù)擔(dān)；(3)采用磁吸附球加速污染物的絮凝沉淀；(4)磁吸附球采用蝦蟹殼粉碳化成多孔活性炭，用氫氧化鈣供OH-離子令Fe3O4磁粒子形成于活性炭深處，用大孔活性炭殼層隔離，保證了磁吸附球的磁性和分散性穩(wěn)定。
（發(fā)明人：張剛;張顥�。�
