本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于強(qiáng)氧化和循環(huán)生化處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的方法。
背景技術(shù)：
所謂醫(yī)藥中間體，是一些用于藥品合成工藝過程中的一些化工原料和化工產(chǎn)品。醫(yī)藥化學(xué)品的分子結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，合成步驟也多，在制藥過程中排放的大量有毒有害廢水嚴(yán)重危害著人們的健康，而化學(xué)藥劑廢水多是高濃度有機(jī)廢水，含有種類繁多的化學(xué)物質(zhì)，如雜環(huán)類化合物、芳香烴類化合物、毒性無機(jī)物以及乙醇、苯、氯仿等有機(jī)溶劑，廢水中cod達(dá)幾萬甚至幾十萬毫克每升，且廢水的成分極其復(fù)雜，可生化性較差，直接采用好氧活性污泥處理，曝氣時(shí)間長，運(yùn)行費(fèi)用高，很難直接生化處理達(dá)標(biāo)排放。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氧化過程對(duì)其處理效果也不明顯，所以醫(yī)藥中間體廢水的處理已成為亟待解決的問題之一。
醫(yī)藥中間體廢水主要表現(xiàn)以下特點(diǎn)：污染物種類多，成分復(fù)雜，廢水濃度高，由于生產(chǎn)工序多，原料用量大，原料利用率較低，生產(chǎn)過程中有幾十倍到幾百倍于藥物產(chǎn)量的殘留原料以廢水的形式高度污染環(huán)境；含有大量復(fù)雜毒性物質(zhì)，可生化性極差。這些特點(diǎn)都給處理帶來非常大的難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于強(qiáng)氧化和循環(huán)生化處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的方法，該方法能夠去除廢水中難降解的有機(jī)物、有毒物質(zhì)以及抗生素，為后續(xù)厭氧菌和好氧菌提供適宜的環(huán)境，多維強(qiáng)氧化結(jié)合后續(xù)的厭氧反應(yīng)和生化反應(yīng)提高了醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的處理效果，并且處理周期也大大縮短了，最終得到的處理水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：
基于強(qiáng)氧化和循環(huán)生化處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的方法，關(guān)鍵點(diǎn)是，所述方法包括以下步驟：
a、將醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水進(jìn)行收集并打入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)和水量調(diào)節(jié)；
b、將調(diào)節(jié)后的廢水打入依次連接的兩個(gè)多維強(qiáng)氧化設(shè)備中進(jìn)行兩級(jí)多維強(qiáng)氧化，多維強(qiáng)氧化設(shè)備為電極間填充有粒狀電極材料的二維電解槽，電流頻率為50-60khz，持續(xù)時(shí)間25-35min，然后向強(qiáng)氧化后的廢水中加氧化劑、助凝劑，氧化劑為雙氧水，添加量為廢水量的千分之零點(diǎn)五至千分之二，助凝劑為pam，添加量為廢水量的萬分之二至萬分之四，絮凝沉淀持續(xù)時(shí)間2.5-3.5h；
c、將沉淀分離后的廢水打入?yún)捬醭刂羞M(jìn)行厭氧反應(yīng)，持續(xù)時(shí)間12-16h，溫度為30-33攝氏度；
d、厭氧反應(yīng)后的廢水打入依次相連的四個(gè)循環(huán)生化系統(tǒng)進(jìn)行四級(jí)循環(huán)生化，循環(huán)生化系統(tǒng)包括曝氣池、沉淀池和活化池，廢水進(jìn)入曝氣池后產(chǎn)生的污泥先打入活化池中進(jìn)行活化，活化后的污泥返回曝氣池中，曝氣池中生化持續(xù)時(shí)間為8-10h，污泥回流量80-100％，污泥濃度8000mg/l，曝氣完畢后的廢水打入沉淀池中，沉淀持續(xù)時(shí)間3.5-4h，沉淀的污泥先打入活化池中進(jìn)行活化，活化后的污泥返回曝氣池中，污泥回流量80-100％，污泥濃度8000mg/l；
e、對(duì)循環(huán)生化處理后的廢水進(jìn)行深度處理，先加混凝劑和助凝劑，混凝劑為pac,添加量為廢水量的千分之二至千分之四，助凝劑為pam，添加量為廢水量的萬分之二至萬分之四，混凝沉淀持續(xù)時(shí)間2.5-3.5h，然后進(jìn)行綜合吸附過濾，持續(xù)時(shí)間10-20min，最終得到合格的處理水。
所述的步驟a中，水質(zhì)調(diào)節(jié)包括ph、ss、cod以及nh3-n的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至ph、ss、cod以及nh3-n值穩(wěn)定。
所述的步驟b中，所述雙氧水的添加量為廢水量的千分之一，所述助凝劑添加量為廢水量的萬分之三，絮凝沉淀持續(xù)時(shí)間3h。
所述的步驟e中，混凝劑添加量為廢水量的千分之三，助凝劑添加量為廢水量的萬分之三。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中的方法通過兩級(jí)多維強(qiáng)氧化將廢水中難以降解的有機(jī)物進(jìn)行分解并將分解得到的簡單有機(jī)物進(jìn)行直接降解，包括雜環(huán)類化合物以及芳香烴類化合物，其中芳香烴類化合物發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝酸鹽，硝基與廢水中的苯形成可供好氧菌消耗的硝基而形成氮?dú)猓枠O生成的強(qiáng)氧化粒子對(duì)抗生素具有顯著的氧化分解作用，為后續(xù)厭氧反應(yīng)中的厭氧菌以及循環(huán)生化反應(yīng)中的好氧菌提供良好的環(huán)境，促進(jìn)菌群的活性，提高厭氧反應(yīng)和生化反應(yīng)的效果，縮短反應(yīng)時(shí)間，此外，電極還能夠吸附收集廢水中的汞、銅類等重金屬，多維強(qiáng)氧化在降解有機(jī)物的過程中，廢水中的溶解氧含量逐漸降低，為后續(xù)的厭氧反應(yīng)提供了適宜的環(huán)境，強(qiáng)氧化反應(yīng)后的廢水經(jīng)過絮凝沉淀消除廢水中的重金屬、無機(jī)化合物，隨后將廢水進(jìn)行厭氧反應(yīng)，利用厭氧菌的新陳代謝來消耗廢水中的有機(jī)污染物，同時(shí)厭氧反應(yīng)的過程也提高了廢水的可生化性，后續(xù)進(jìn)行的四級(jí)循環(huán)生化通過好氧菌的新陳代謝消耗廢水中的有機(jī)污染物，隨后進(jìn)行絮凝沉淀和吸附過濾后得到合格的處理水。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及基于強(qiáng)氧化和循環(huán)生化處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的方法，涉及的方法包括調(diào)節(jié)池中的調(diào)節(jié)過程、兩級(jí)多維強(qiáng)氧化、絮凝沉淀、厭氧池的厭氧反應(yīng)、四級(jí)循環(huán)生化、絮凝沉淀以及吸附過濾，多維強(qiáng)氧化過程為電催化、電絮凝或電芬頓中的至少一種，方法的具體操作過程通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
具體實(shí)施例，如圖1所示，處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的方法具體包括以下步驟：
a、將醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水進(jìn)行收集并打入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)和水量調(diào)節(jié)，該醫(yī)藥中間體包括心血管類、消炎解熱類以及內(nèi)分泌類藥物的醫(yī)藥中間體，水量調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間20h，調(diào)節(jié)池的容積根據(jù)該停留時(shí)間、廢水的實(shí)際產(chǎn)生量以及廢水的處理量進(jìn)行設(shè)計(jì)，醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的處理量為30-50m3/d，水質(zhì)調(diào)節(jié)包括ph、ss、cod以及nh3-n的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至上述指標(biāo)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；
b、將調(diào)節(jié)后的廢水打入相連的兩個(gè)多維強(qiáng)氧化設(shè)備中進(jìn)行兩級(jí)多維強(qiáng)氧化，多維強(qiáng)氧化所使用的設(shè)備是在傳統(tǒng)二維電解槽的電極間填裝粒狀工作電極，粒狀工作電極為直徑5-10mm的石墨顆粒，填裝后形成多維電極結(jié)構(gòu)，通過陽極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或通過陽極反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化粒子，例如氫氧根、氧氣、過氧化氫、羥基自由基、臭氧一類的強(qiáng)氧化劑，這些強(qiáng)氧化劑無選擇地與廢水中的有機(jī)污染物快速發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行氧化降解，降解為二氧化碳和水，這種降解方法使有機(jī)物分解更徹底，優(yōu)勢(shì)在于：1、這些填充在正負(fù)極之間的粒狀工作電極提高了液相傳質(zhì)效率和電流效率；2、電子轉(zhuǎn)移只在電極和廢水組分之間進(jìn)行，氧化反應(yīng)依靠體系自己產(chǎn)生的羥基自由基進(jìn)行，不需要添加藥液，無二次污染；3、進(jìn)水污染物濃度無限制，cod濃度可高達(dá)數(shù)十萬mg/l，脫色、去毒效果顯著，脫色率高達(dá)50-80％以上，有機(jī)污染物降解處理的反應(yīng)過程迅速，廢水停留時(shí)間短，僅需30min，所需設(shè)備體積??；4、可同時(shí)高效去除廢水中的氨氮、總磷及色度；5、反應(yīng)條件溫和，常溫常壓下進(jìn)行，操作靈活，可通過改變電壓、電流隨時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控性好；6、占地面積小，建設(shè)工期短，運(yùn)行成本低；7、非溶出性dsa陽極，無電極腐蝕、鈍化問題，具有高效、長壽命的特點(diǎn)；
多維強(qiáng)氧化的電流頻率為50-60khz，持續(xù)時(shí)間30min，多維強(qiáng)氧化過程中通過電極降解簡單的有機(jī)物并且將難以降解的有機(jī)物分解為簡單有機(jī)物，難以降解的有機(jī)物中包括芳香烴類化合物，其發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基，硝基與廢水中的苯形成可供好氧菌消耗的硝基苯從而去除廢水中的苯，與此同時(shí)，陽極生成的強(qiáng)氧化粒子對(duì)抗生素具有顯著的氧化分解作用，為后續(xù)厭氧反應(yīng)中的厭氧菌以及循環(huán)生化反應(yīng)中的好氧菌提供良好的環(huán)境，避免了抗生素對(duì)菌群的抑制作用，促進(jìn)菌群的活性，提高厭氧反應(yīng)和生化反應(yīng)的效果，縮短反應(yīng)時(shí)間，此外，電極還能夠吸附收集廢水中的汞、鉻、銅類等重金屬以及鹽類電離后游離的金屬離子，多維強(qiáng)氧化在降解有機(jī)物的過程中，廢水中的溶解氧含量逐漸降低，為后續(xù)的厭氧反應(yīng)提供了適宜的環(huán)境，多維強(qiáng)氧化結(jié)束后，向廢水中加氧化劑、助凝劑，氧化劑為雙氧水，添加量為該步驟中廢水重量的千分之一，助凝劑為pam，添加量為該步驟中廢水重量的萬分之三，絮凝沉淀持續(xù)時(shí)間3h，廢水中的懸浮顆粒、重金屬及其他雜物聚集成可分離性的絮凝體，在聚集過程中，絮凝體還能夠吸附廢水中的色素和游離的金屬離子，金屬離子的吸附去除最大限度避免了廢水中的鹽重新合成影響后續(xù)厭氧菌和好氧菌的生存環(huán)境，色素的吸附去除最大限度降低了廢水的色度，兩級(jí)的多維強(qiáng)氧化能夠最大限度清除廢水中難降解的有機(jī)物、重金屬和苯，避免殘留超標(biāo)造成的排放不合格；
c、將絮凝沉淀分離后的廢水打入?yún)捬醭刂羞M(jìn)行厭氧反應(yīng)，持續(xù)時(shí)間14h，溫度為32攝氏度，利用厭氧菌的作用，使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除污水中殘留的有機(jī)物，同時(shí)提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的生化處理，其中，高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段：水解階段(復(fù)雜的非溶解性聚合物被轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程)、發(fā)酵階段(有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，發(fā)酵菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)，相比未經(jīng)發(fā)酵處理的污水處理過程，最大限度減少了污泥量)、產(chǎn)乙酸階段(產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將上一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸及新的細(xì)胞物質(zhì))和產(chǎn)甲烷階段(乙酸、氫氣、碳酸、甲烷和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳以及新的細(xì)胞物質(zhì))，經(jīng)過上述四個(gè)階段，將廢水中高分子有機(jī)物分解為小分子，去除廢水中的有機(jī)物，降低后續(xù)生物處理的生物負(fù)荷并提高其生化性，促進(jìn)生化效果的提高；
d、厭氧反應(yīng)后的廢水打入依次相連的四個(gè)生化系統(tǒng)中進(jìn)行四級(jí)循環(huán)生化，生化系統(tǒng)包括曝氣池、沉淀池和活化池，廢水進(jìn)入曝氣池中生化持續(xù)時(shí)間9h，產(chǎn)生的污泥先打入活化池中進(jìn)行活化，活化后的污泥返回曝氣池中，污泥回流量80-100％，污泥濃度8000mg/l，曝氣完畢后的廢水打入沉淀池中，沉淀持續(xù)時(shí)間3.5-4h，沉淀的污泥先打入活化池中進(jìn)行活化，活化后的污泥返回曝氣池中，污泥回流量80-100％，污泥濃度8000mg/l，經(jīng)過四級(jí)循環(huán)生化，廢水中殘留的有機(jī)污染物被消耗至一個(gè)穩(wěn)定的較低水平，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；
e、對(duì)循環(huán)生化處理后的廢水進(jìn)行深度處理，先加混凝劑和助凝劑，混凝劑為pac,添加量為該步驟中廢水重量的千分之三，助凝劑為pam，添加量為該步驟中廢水重量的萬分之三，混凝沉淀持續(xù)時(shí)間3h，將廢水中殘留的懸浮物和帶電離子進(jìn)行聚集成團(tuán)，然后進(jìn)行綜合吸附過濾，持續(xù)時(shí)間15min，最終得到合格的處理水。
本發(fā)明中方法對(duì)醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理后，其排放水中重金屬、雜環(huán)類化合物、芳香烴類化合物、苯以及抗生素含量均得到高度消除，避免了現(xiàn)有處理工藝處理后排放水中某一成分超標(biāo)造成的環(huán)境影響，符合周邊環(huán)境的可承載能力，實(shí)現(xiàn)了良好環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，該方法處理后的排放水的水質(zhì)和色度均較好，可以用于工業(yè)熱循環(huán)用水、景觀噴水和城市道路噴灑等場合，不會(huì)對(duì)人體和植物造成影響。