公布日：2023.12.12
申請日：2023.09.15
分類號：C02F3/12(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了高鹽分制藥廢水處理方法及系統(tǒng)，所述方法包括：(1)將鹽分含量為10000mg/L-35000mg/L的制藥廢水通入均質(zhì)池；(2)將均質(zhì)池內(nèi)的高鹽分制藥廢水泵送至生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)，在其中與耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000充分接觸而使鹽分被吸附于耐鹽復(fù)合微生物，最終以污泥形式從生物除鹽反應(yīng)器的底部排出而降低廢水的鹽分含量至不超過12500mg/L；(3)使來自生物除鹽反應(yīng)器的鹽分含量不超過12500mg/L的制藥廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器處理單元內(nèi)，進(jìn)一步降低污染物含量，并過濾，最終獲得合格水。本發(fā)明方法是一種新的處理高鹽分制藥廢水處理的方法。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽分制藥廢水處理方法，包括以下步驟：(1)使待處理的高鹽分制藥廢水進(jìn)入均質(zhì)池，進(jìn)行儲(chǔ)存、水量緩沖和水質(zhì)均衡；其中，所述高鹽分制藥廢水的鹽分含量為10000mg/L-35000mg/L；(2)在步驟(1)之后，使所述高鹽分制藥廢水進(jìn)入升流式運(yùn)行的生物除鹽反應(yīng)器處理單元，與存在于所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)的耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000充分混合；鹽分被所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000吸附并最終沉降在生物除鹽反應(yīng)器底部，在生物除鹽反應(yīng)器上部獲得鹽分含量不超過12500mg/L的制藥廢水；(3)使在步驟(2)中獲得的鹽分含量不超過12500mg/L的制藥廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器處理單元，經(jīng)進(jìn)一步處理獲得合格水；(4)將在步驟(3)中獲得的合格水自所述膜生物反應(yīng)器處理單元泵送至合格水排放口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，在所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)，攪拌混合所述高鹽分制藥廢水與所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所用的生物除鹽反應(yīng)器為圓柱體，高徑比介于6-8之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000的初始用量為日處理廢水量的1/1000，基于日處理廢水的總質(zhì)量計(jì)。
5.用于實(shí)施前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：均質(zhì)池(1)；生物除鹽反應(yīng)器(16)，在所述生物除鹽反應(yīng)器(16)的下部的器壁上開設(shè)有生物除鹽反應(yīng)器進(jìn)水口(14)，在所述生物除鹽反應(yīng)器(16)的底部開設(shè)有排泥口(6)，在所述生物除鹽反應(yīng)器(16)的上部的器壁上開設(shè)有生物除鹽反應(yīng)器出水口(17)；來自均質(zhì)池的高鹽分制藥廢水從所述生物除鹽反應(yīng)器進(jìn)水口(14)進(jìn)入所述生物除鹽反應(yīng)器(16)，經(jīng)除鹽后從所述生物除鹽反應(yīng)器出水口(17)排出；膜生物反應(yīng)器(3)，在所述膜生物反應(yīng)器(3)的上部的器壁上開設(shè)有連通口(5)，所述連通口(5)與所述生物除鹽反應(yīng)器出水口(17)連接；在所述膜生物反應(yīng)器(3)內(nèi)在底部配置有膜過濾裝置(19)，所述膜過濾裝置(19)的出水口與膜出水泵(15)連接；在所述膜生物反應(yīng)器(3)內(nèi)在底部還配置有剩余污泥泵(9)，所述剩余污泥泵(9)與污泥脫水機(jī)(11)連接；以及污泥脫水機(jī)(11)，污泥脫水機(jī)進(jìn)泥口(10)同時(shí)連接所述剩余污泥泵(9)和排泥泵(13)；所述排泥泵(13)的一端連接所述排泥口(6)，另一端連接所述污泥脫水機(jī)(11)；控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生物除鹽反應(yīng)器為圓柱體，高徑比介于6-8之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌器為潛水?dāng)嚢杵�；所述潛水�(dāng)嚢杵鞯臄?shù)量為1-5個(gè)。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種新的高鹽分制藥廢水處理方法。
本發(fā)明一方面提供一種高鹽分制藥廢水處理方法，包括以下步驟：
(1)使待處理的高鹽分制藥廢水進(jìn)入均質(zhì)池，進(jìn)行儲(chǔ)存、水量緩沖和水質(zhì)均衡；其中，所述高鹽分制藥廢水的鹽分含量為10000mg/L-35000mg/L；(2)在步驟(1)之后，使所述高鹽分制藥廢水進(jìn)入升流式運(yùn)行的生物除鹽反應(yīng)器處理單元，與存在于所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)的耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000充分混合；鹽分被所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000吸附并最終沉降在生物除鹽反應(yīng)器底部，在生物除鹽反應(yīng)器上部獲得鹽分含量不超過12500mg/L的制藥廢水；(3)使在步驟(2)中獲得的鹽分含量不超過12500mg/L的制藥廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器處理單元，經(jīng)進(jìn)一步處理獲得合格水；(4)將在步驟(3)中獲得的合格水自所述膜生物反應(yīng)器處理單元泵送至合格水排放口。
在本發(fā)明方法中，所述待處理的高鹽分制藥廢水，其鹽分含量為10000mg/L-35000mg/L，COD為1000mg/L以上，BOD為500mg/L以上，氨氮為80mg/L以上，懸浮物為100mg/L以上。廢水鹽分含量在10000mg/L以下時(shí)，使用本發(fā)明方法進(jìn)行處理，對后續(xù)單元操作中的COD去除率沒有顯著影響；廢水鹽分含量在35000mg/L以上時(shí)，本發(fā)明方法中使用的耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000在廢水中的存活率下降，除鹽效果不明顯，進(jìn)而對后續(xù)單元操作中去除COD的效果也不能產(chǎn)生明顯的積極影響。
在本發(fā)明方法中，在所述膜生物反應(yīng)器處理單元之前增設(shè)生物除鹽反應(yīng)器，在所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)加入的是新的耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000(購自北京百微特環(huán)境技術(shù)有限公司，生產(chǎn)批號KNBC20000)，并且在所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)當(dāng)使所述高鹽分制藥廢水與耐鹽復(fù)合微生物進(jìn)行充分接觸，以利于鹽分吸附于耐鹽復(fù)合微生物上。
在本發(fā)明方法中，在步驟(2)中，耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000是預(yù)先存在于所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)的，在生物除鹽反應(yīng)器準(zhǔn)備進(jìn)高鹽分制藥廢水前一天，向反應(yīng)內(nèi)加入耐鹽復(fù)合微生物。
在本發(fā)明方法中，“升流式運(yùn)行”是指，所述生物除鹽反應(yīng)器在運(yùn)行時(shí)，從其下部供入廢水而從其上部流出處理后的廢水，流入的廢水的水位是逐漸地上升的，在此期間進(jìn)行除鹽處理，將鹽分含量降低。在生物除鹽反應(yīng)器上部，制藥廢水自行流入后續(xù)處理單元。
在本發(fā)明方法中，所述膜生物反應(yīng)器處理單元簡稱為MBR單元，在該MBR單元內(nèi)，結(jié)合利用活性污泥法與膜分離法進(jìn)行污水處理，在MBR單元內(nèi)進(jìn)行的活性污泥法(在廢水中鹽分含量較低時(shí)才能正常發(fā)揮處理作用)與膜分離法處理均是常規(guī)的污水處理操作。經(jīng)生物除鹽反應(yīng)器去除大部分鹽分后的廢水進(jìn)入MBR單元的膜生物反應(yīng)器內(nèi)，在傳統(tǒng)微生物的作用下進(jìn)一步去除廢水中的污染物；以及在膜生物反應(yīng)器內(nèi)在底部安裝的膜過濾裝置的作用下將傳統(tǒng)微生物與廢水分離，將傳統(tǒng)微生物截留在膜生物反應(yīng)器內(nèi)且膜過濾裝置外，經(jīng)進(jìn)一步去除污染物并過濾后能夠獲得合格水。通過膜過濾裝置的出水管排出所述合格水。其中，所述傳統(tǒng)微生物例如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲、輪蟲、楯纖蟲、裂口蟲等。在MBR單元內(nèi)，所去除的污染物包括例如鹽分、COD、BOD、氨氮、懸浮物等。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在步驟(2)中，在所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)，在鹽分過高的情況下，需要開啟攪拌，攪拌混合所述高鹽分制藥廢水與所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000，這樣才能夠大量地除鹽。具體地，攪拌能夠使所述高鹽分制藥廢水與所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000混合充分，充分接觸，以及減少反應(yīng)器內(nèi)死角，從而能獲得良好的除鹽效果。
在本發(fā)明方法的進(jìn)一步實(shí)施方案中，在步驟(2)中，所述生物除鹽反應(yīng)器為圓柱體，高徑比介于6-8之間。高徑比大于6有利于反應(yīng)器底部進(jìn)水均勻，進(jìn)水同時(shí)分布在反應(yīng)器底部的平面上，廢水在反應(yīng)器內(nèi)向上流動(dòng)時(shí)，是整個(gè)平面一起向上移動(dòng)，這樣就不會(huì)出現(xiàn)死角(水不流動(dòng)的地方)，完全利用了反應(yīng)器內(nèi)的空間，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求，除鹽效果可以達(dá)到預(yù)期。但是，過大的高徑比，會(huì)使反應(yīng)器基礎(chǔ)受力加大，建設(shè)費(fèi)用增加；高度增加，降低了反應(yīng)器在惡劣氣候條件下的穩(wěn)定性，有安全隱患。
在本發(fā)明方法的再進(jìn)一步實(shí)施方案中，在步驟(2)中，所述耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000的初始用量為日處理廢水量的1/1000，基于日處理廢水的總質(zhì)量計(jì)。在本發(fā)明方法中，在耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000的初始用量為日處理廢水量的1/1000時(shí)，在所述高鹽分制藥廢水的水溫范圍為20-40℃時(shí)(在這樣的水溫范圍內(nèi)，KNBC20000的處理能力不受影響)，能夠使生物除鹽反應(yīng)器上部的制藥廢水的鹽分含量低至12500mg/L及以下，達(dá)到不會(huì)對傳統(tǒng)廢水處理用微生物造成影響的含量水平。
本發(fā)明另一方面提供一種高鹽分制藥廢水處理系統(tǒng)，包括：均質(zhì)池；生物除鹽反應(yīng)器，在所述生物除鹽反應(yīng)器的下部的器壁上開設(shè)有生物除鹽反應(yīng)器進(jìn)水口，在所述生物除鹽反應(yīng)器的底部開設(shè)有排泥口，在所述生物除鹽反應(yīng)器的上部的器壁上開設(shè)有生物除鹽反應(yīng)器出水口；來自均質(zhì)池的高鹽分制藥廢水從所述生物除鹽反應(yīng)器進(jìn)水口進(jìn)入所述生物除鹽反應(yīng)器，經(jīng)除鹽后從所述生物除鹽反應(yīng)器出水口排出；膜生物反應(yīng)器，在所述膜生物反應(yīng)器的上部的器壁上開設(shè)有連通口，所述連通口與所述生物除鹽反應(yīng)器出水口連接；在所述膜生物反應(yīng)器內(nèi)在底部配置有膜過濾裝置，所述膜過濾裝置的出水口與膜出水泵連接；在所述膜生物反應(yīng)器內(nèi)在底部還配置有剩余污泥泵，所述剩余污泥泵與污泥脫水機(jī)連接；以及污泥脫水機(jī)，污泥脫水機(jī)進(jìn)泥口同時(shí)連接所述剩余污泥泵和排泥泵；所述排泥泵的一端連接所述排泥口，另一端連接所述污泥脫水機(jī)；控制單元。
在本發(fā)明所述系統(tǒng)中，各主要裝置的作用如下：
所述均質(zhì)池用于將從均質(zhì)池的廢水進(jìn)口進(jìn)入所述均質(zhì)池內(nèi)的高鹽分制藥廢水暫時(shí)儲(chǔ)存、均衡水質(zhì)和緩沖水量變化。在所述均質(zhì)池內(nèi)在底部還配置有均質(zhì)池提升泵，均質(zhì)池提升泵出水口連接生物除鹽反應(yīng)器進(jìn)水口，用于將所述均質(zhì)池內(nèi)的高鹽分制藥廢水輸送至所述生物除鹽反應(yīng)器。
所述生物除鹽反應(yīng)器為高鹽分制藥廢水與耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000發(fā)生相互作用的反應(yīng)器，并且通過其中設(shè)置的攪拌器，攪拌混合耐鹽復(fù)合微生物(購自北京百微特環(huán)境技術(shù)有限公司的批號KNBC20000KN的復(fù)合微生物)與高鹽分制藥廢水中的鹽分，促進(jìn)二者充分接觸，從而有利于促進(jìn)鹽分吸附在耐鹽復(fù)合微生物的細(xì)胞壁上，隨著耐鹽復(fù)合微生物在反應(yīng)器內(nèi)新陳代謝及部分地衰亡(死亡)和沉降，攜帶被吸附的鹽分定期以污泥形式被排出生物除鹽反應(yīng)器。
潛水?dāng)嚢杵�，位于所述生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)部，用于對進(jìn)入的高鹽分制藥廢水與耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000進(jìn)行攪拌混合。
排泥泵，位于所述生物除鹽反應(yīng)器的外部，其一側(cè)通過管道與生物除鹽反應(yīng)器底部的排泥口相連，另一側(cè)通過管道與污泥脫水機(jī)進(jìn)泥口相連，用于將生物除鹽反應(yīng)器底部的污泥輸送至污泥脫水機(jī)。
所述膜生物反應(yīng)器是使用傳統(tǒng)微生物進(jìn)一步降低制藥廢水中污染物含量以及過濾分離傳統(tǒng)微生物與合格水的場所，從而獲得污染物含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的合格水。
剩余污泥泵：位于所述膜生物反應(yīng)器的內(nèi)部，其出口通過管道與污泥脫水機(jī)進(jìn)泥口相連，用于將膜生物反應(yīng)器的底部的剩余污泥輸送至污泥脫水機(jī)。
膜出水泵，位于所述膜生物反應(yīng)器的外部，其一側(cè)通過管路與膜過濾裝置的出水管相連，另一側(cè)為合格水排放口。
污泥脫水機(jī)，位于所述膜生物反應(yīng)器的外部，其一側(cè)通過污泥脫水機(jī)進(jìn)泥口與排泥泵、剩余污泥泵連接，另一側(cè)為污泥出口，用于排出脫水后的污泥。
所述控制單元用于對所述均質(zhì)池、所述生物除鹽反應(yīng)器、所述膜生物反應(yīng)器及其他相關(guān)配套裝置進(jìn)行全面地自動(dòng)控制。所述控制單元包括多個(gè)傳感器、PLC控制器(可編程邏輯控制器)和人機(jī)界面。其中，均質(zhì)池前端設(shè)置流量傳感器；生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置pH傳感器和液位傳感器；MBR單元內(nèi)設(shè)置pH傳感器、DO傳感器(溶解氧傳感器)、SS傳感器(懸浮物濃度傳感器)、液位傳感器、電導(dǎo)率傳感器；膜出水泵后設(shè)置壓力傳感器和流量傳感器。所述多個(gè)傳感器檢測到的信號傳遞給所述PLC控制器，并顯示在所述人機(jī)界面上，同時(shí)所述PLC控制器根據(jù)得到的信號對該系統(tǒng)中的各個(gè)部件進(jìn)行控制。同時(shí)預(yù)留通訊接口，能夠?qū)崿F(xiàn)通過上位機(jī)對其進(jìn)行全面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)就地和控制室內(nèi)雙向控制。
在本發(fā)明所述系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，所述生物除鹽反應(yīng)器為圓柱體，且高徑比介于6-8之間。高徑比大于6有利于反應(yīng)器底部進(jìn)水均勻，不會(huì)出現(xiàn)死角(水不流動(dòng)的地方)，完全利用了反應(yīng)器內(nèi)的空間，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求，除鹽效果可以達(dá)到預(yù)期。但是，過大的高徑比，會(huì)使反應(yīng)器基礎(chǔ)受力加大，建設(shè)費(fèi)用增加；高度增加，也會(huì)降低反應(yīng)器在惡劣氣候條件下的穩(wěn)定性，存在安全隱患。
在本發(fā)明所述系統(tǒng)的進(jìn)一步實(shí)施方案中，所述攪拌器為例如潛水?dāng)嚢杵�。潛水�(dāng)嚢杵鞯臄?shù)量為，例如1-5個(gè)，優(yōu)選1-3個(gè)，更優(yōu)選1-2個(gè)，以便在反應(yīng)器的直徑和高度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高鹽分制藥廢水與耐鹽復(fù)合微生物KNBC20000的充分接觸。潛水?dāng)嚢杵鞯牟贾梦恢每梢晕挥谏锍}反應(yīng)器的進(jìn)水口附近，也可以位于反應(yīng)器的其他位置。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、本發(fā)明方法通過在膜生物反應(yīng)器處理單元之前增加生物除鹽反應(yīng)器處理步驟，去除廢水中大部分鹽分，使高鹽分制藥廢水的鹽分含量降低到傳統(tǒng)活性污泥處理法可接受的程度，避免傳統(tǒng)活性污泥處理單元因入水鹽分含量過高而發(fā)生活性污泥解絮、COD去除率下降、出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況。
高鹽分制藥廢水中的鹽分被生物除鹽反應(yīng)器內(nèi)的耐鹽復(fù)合微生物吸附，微生物在反應(yīng)器內(nèi)新陳代謝，隨著微生物的衰亡，其被定期以污泥形式排出生物除鹽反應(yīng)器，進(jìn)入污泥脫水機(jī)處理。在污泥脫水機(jī)脫水期間，衰亡的耐鹽復(fù)合微生物與鹽分仍保持牢固的吸附狀態(tài)，不會(huì)再次解吸進(jìn)入水體中，而最終形成為脫水后的污泥。脫水后的污泥可以包裹填埋而銷毀，避免了環(huán)境污染。
2、本發(fā)明方法無需引入大量低鹽分水，不會(huì)導(dǎo)致制藥廢水處理量和成本的增加。
3、相比于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，本發(fā)明系統(tǒng)主要涉及的僅為MBR單元之前的工段的變化，因此，在用于處理鹽分在10000mg/L-35000mg/L的制藥廢水處理時(shí)，既可以用于系統(tǒng)的新建，也可以用于系統(tǒng)的改造，使用范圍廣泛，工業(yè)實(shí)用性強(qiáng)。
4、本發(fā)明高鹽分制藥廢水處理系統(tǒng)操作簡單，生物除鹽反應(yīng)器制作成本和運(yùn)行成本均較低，適合工業(yè)推廣應(yīng)用。
（發(fā)明人：翟峰;井亞平）
