一種克林霉素堿性廢水的集成處理工藝的制作方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種融Fe2+A2S2O8氧化預處理、兩級分離 內(nèi)循環(huán)厭氧反應器、復合式A/0于一體的集成處理技術，尤其適用于處理克林霉素堿性廢 水。
【背景技術】：
[0002] 克林霉素是林可霉素的半合成衍生物，與前者相比，其抗菌活性提高2?8倍，目 前國際市場需求量逐年上升，有取代林可霉素之勢。半合成抗生素廢水既有合成藥廢水成 分復雜、難降解物質(zhì)多的特點，又同生物制藥廢水一樣含有抗生素等生物抑制劑，其主要特 征有：水質(zhì)成分復雜；廢水中污染物含量高，COD值高；難降解及有毒有害物質(zhì)多；部分廢水 鹽分含量高。
[0003] 國內(nèi)外許多學者在抗生素廢水處理方面進行了大量研究，處理方法主要有物化方 法、厭氧方法和好氧方法。目前用于抗生素廢水處理的物化方法主要有混凝沉淀、吸附、氣 浮、焚燒和反滲透。這些方法有的需投加大量化學藥劑使得處理成本提高、操作復雜；有的 生成大量副產(chǎn)物，處理不當易造成二次污染。對于厭氧處理，抗生素廢水的殘余抗生素、鹽 類和一些添加劑會嚴重抑制厭氧微生物的正常代謝活動。對于好氧處理，若采用常規(guī)的好 氧活性污泥法，直接處理這種濃度高達數(shù)千以上的廢水，又難以達標排放，除非用大量的廢 水稀釋才能處理這又導致基建和運行費用增加。因此，迫切需要開發(fā)一套高效低牦的集成 處理方法，以減少抗生素廢水對環(huán)境的污染，降低制藥企業(yè)的環(huán)境成本。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于避免克林霉素堿性廢水中殘留的抗生素以及高堿度對后續(xù)生 物處理系統(tǒng)的沖擊，在保證高效去除率的同時盡量減少藥劑投加成本和系統(tǒng)運行成本。
[0005] 基于上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術方案：某工段產(chǎn)生的克林霉素堿性廢水 先進行Fe3A2S2O8氧化預處理，再進入兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧反應器和多級A/0反應器進行生 物處理。
[0006] 針對這種克林霉素堿性廢水，F(xiàn)e2+A2S2O8氧化時，不需另外投加硫酸將原水pH值 調(diào)至酸性或中性，控制K2S2O8投加量為1?I. 5mmol/L，[K2S2O8]/[Fe2I摩爾比為5?8 :4， 反應時間為60?120min。該預處理方法能夠去除大部分有毒有害物質(zhì)，且投加藥劑量小， 運行成本低。
[0007] Fe2A2S2O8氧化的反應器為流化床結構，該反應器出水進入中間水池進行沉降，形 成的沉淀物質(zhì)極易沉降，不需投加額外的絮凝劑和助凝劑。
[0008] 生物處理系統(tǒng)前設置調(diào)節(jié)池，投加適量的硫酸調(diào)節(jié)廢水pH值為6?9。
[0009] 所述中間水池和調(diào)節(jié)池的水力停留時間為3?6h。
[0010] 所述兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧反應器的COD容積負荷為10?15kg?m3 ?d1，要求進水 COD在 10 ?12g?L1、溫度為 28 ?35°C、pH為 6. 5 ?7. 8。
[0011] 所述厭氧反應器的底部均布設有旋流布水器，三相分離器上側(cè)與旋流布水器對應 位置上設有氣液分離器，氣液分離器與三相分離器和集氣器之間設提氣管連通、與旋流布 水器之間設回流管連通；反應器內(nèi)部六根上升管和三根下降管均勻分布，從而達到旋流布 水、多點回流的效果。
[0012] 所述多級A/0反應器即三級串聯(lián)A/0池，在每一級0段曝氣，維持好氧狀態(tài)，A段 維持微氧或厭氧狀態(tài)，廢水在每一級均為完全混合流態(tài)，三級為一個整體，形成推流流態(tài)， 可以提1?廢水的出水水質(zhì)指標。
[0013] 本發(fā)明提供的處理方法合理集成了Fe2A2S2O8氧化技術、兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧反 應器和多級A/0反應器的優(yōu)點，其中，F(xiàn)e2A2S2O8氧化技術能夠高效降解克林霉素堿性廢水 中的有毒物質(zhì)，廢水經(jīng)過預處理和生物處理系統(tǒng)后COD去除率達到99%以上，氨氮去除率 達到95%以上，總氮去除率也達到90%以上，同時還能夠產(chǎn)生有經(jīng)濟價值的沼氣產(chǎn)品，該 集成技術具有藥劑投加量小，抗沖擊負荷能力強，系統(tǒng)運行成本低，運行穩(wěn)定等特點。該處 理方法的具體工作原理如下：
[0014] (I)Fe2A2S2O8 氧化預處理 克林霉素堿性廢水具有成份復雜，COD、BOD5、鉀鹽、抗生素濃度高和堿度高的特點，而 抗生素可以通過與細菌核糖核蛋白體亞單位結合，抑制肽鏈的延長和細菌蛋白質(zhì)的合成， 同時清除了細菌表面蛋白和絨毛狀外衣使其易被吞噬和殺滅而達到殺菌的作用，其對厭氧 菌和革蘭氏陽性需氧菌有較強的抗菌活性，因而不能直接進行好氧或厭氧生化處理，需要 通過物理或者化學方法對該種廢水進行預處理。
[0015] 過硫酸鹽高級氧化技術是繼Fenton法后新興的一門高級氧化技術。過硫酸鹽活 化分解為硫酸根自由基（?SO1)，其氧化還原電位Etl = +2. 6V，遠高于S2O82 (Etl = +2. 01V)， 接近于羥基自由基?OIKEci = +2. 8V)，F(xiàn)e2在常溫下即可活化分解過硫酸鹽產(chǎn)生?SO4, ?SO4 在中性和酸性水溶液中較穩(wěn)定，但是在pH> 8. 5時，?SO1則氧化水或0H_生成? 0H，從而 引發(fā)一系列的自由基鏈反應。
[0016] 同時，克林霉素堿性廢水中的主要抗生素的分子結構由兩個雜環(huán)分子以甲酰胺基 連接，利用酰胺基在強堿性條件下易水解的特點，可以用強堿破壞其分子結構，從而改變原 有的微生物毒性，有利于生化處理。在化學氧化法和高堿度水解的雙重作用下，大大減少了 廢水中的有毒有害物質(zhì)，由此可見，F(xiàn)e2A2S2O8氧化法不但能夠處理酸性、中性廢水，對堿性 廢水同樣適用，此法相對于芬頓法具有更廣泛的適用性，能夠大大降低堿性廢水的處理成 本，具有一定的工程實用性。
[0017] (2)兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧處理 經(jīng)FeVK2S2O8氧化預處理后的廢水先后流經(jīng)中間水池、調(diào)節(jié)池和兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧 反應器，兩級分離內(nèi)循環(huán)厭氧反應器是目前世界上最先進的厭氧處理技術，該技術在第二 代厭氧反應器UASB的基礎上，把多級處理技術、流化床技術、污泥顆?；夹g、內(nèi)外循環(huán)等 技術集合在同一個厭氧反應器內(nèi)，在內(nèi)循環(huán)厭氧反應器中，厭氧顆粒污泥（微生物）將廢水 中的COD厭氧降解轉(zhuǎn)化為沼氣。該反應器處理能力達到IOkgCOD?m3 ?d1以上，COD去除率 達到90%以上。
[0018] (3)多級A/0反應器的生化處理 為了進一步控制出水氨氮和總氮指標，對厭氧出水進行好氧生物處理是十分必要的。 多級A/0工藝是利用活性污泥同時存在好氧、兼氧和厭氧生物菌群的特點，通過人為控制， 在一個處理系統(tǒng)中形成多段A和多段O的生物環(huán)境，使A段和O段按工藝要求進行交替組 合。它是若干由A段（缺氧段）和O段（好氧段）所組成的A/0周期，最終使污水得到凈 化的工藝技術。
[0019] 其主要的理論基礎是非穩(wěn)態(tài)理論與硝化-反硝化反應機理。一般根據(jù)非穩(wěn)態(tài)理論 認為，非穩(wěn)態(tài)條件對生物處理系統(tǒng)的影響應歸結到對系統(tǒng)中微生物的影響，包括微生物活 性、適應外界環(huán)境不斷變化的能力、具有特殊功能的微生物的形成等