申请日2012.03.27
公开(公告)日2013.10.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种抗生素废水的处理及其回用方法。该方法以含高浓度氨氮、COD和无机盐的抗生素废水兼氧段出水为处理对象，采用膜生物反应器(MBR)和纳滤(NF)组合工艺，利用MBR的生物降解和NF对有机物及无机多价离子的高效截留等作用，同时将NF浓水回流至膜生物反应器，提高了MBR-NF组合工艺的水回收率，从而实现了抗生素废水的处理与回用。本发明的工艺流程简单，可以较低成本实现难处理抗生素废水的回收利用，适用于经预处理后能进行好氧生物处理的抗生素废水。
权利要求书
1.一种抗生素废水处理方法，包括下述步骤：
1)将预处理后的抗生素废水泵入膜生物反应器进行有机物的降解，降解后的 废水经膜生物反应器内的分离膜分离得到渗滤液，即膜生物反应器出水，所述出水 由自吸泵抽出;
2)将所述膜生物反应器出水经保安过滤器后由高压泵泵入纳滤装置，生产的 淡水可直接回用，纳滤装置中生产的浓水回流至步骤1)中所述膜生物反应器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述膜生物反应器的 曝气量为3.6～6.0m3/(m2·h)，所述膜生物反应器内活性污泥的浓度为 4000～10000mg/L，污泥负荷为0.15～0.22Kg COD/(KgMLVSS·d-1)，膜通量为6～ 20L/(m2·h)，跨膜压差控制在40KPa以内，所述膜生物反应器的温度控制在4℃～ 30℃，溶解氧控制在2mg/L以上，所述膜生物反应器内废水和污泥的混合液的pH 值维持在6～8之间，所述膜生物反应器中的水力停留时间为24～48h。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述膜生物反应 器内的分离膜为平板膜。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)所述自吸泵采用间 隙运行方式;具体条件为：运行5～10min，待机2min。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中泵入纳滤 装置中进水的pH值在5.0～7.0之间，所述进水的压力为0.05～0.15MPa，所述进 水的流量1～3m3/(m2·h)，进水的体积浓缩因子为3～4，所述纳滤装置中纳滤膜的 渗透通量为0.02～0.07m3/(m2·h)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述浓水 回流至膜生物反应器的比例为浓水流量的50%～80%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述预处 理的抗生素废水是指经预处理后能进行好氧生物处理的抗生素废水。
说明书
基于浓水回流的MBR-NF抗生素废水处理与回用方法
技术领域
本发明涉及一种基于浓水回流的MBR-NF抗生素废水处理与回用方法。
背景技术
2009年，我国抗生素产量和出口量位居世界第一，其中抗生素产量约14.7万吨。 目前国内已有300多家企业从事抗生素的生产，产品种类多达70个。然而，在抗生素 相关产品的制备过程中会产生大量的抗生素废水，包括废母液和冲洗废水等.每生产 一吨抗生素便会产生150～850m3废母液，加上冲洗废水，抗生素企业每年产生上亿吨 抗生素废水。
抗生素废水成分复杂，主要含发酵残余基质和营养物、溶媒提取过程的萃取液、 水中不溶性抗生素的发酵液、发酵产生的微生物菌丝体等。废水水质特征主要表现为： 高COD、高盐度、生物毒性大、高色度和浊度等。由于废水中残留的抗生素和高盐度 会抑制微生物的活性，直接采用好氧生物法处理抗生素废水效果较差。针对抗生素废 水有机物含量高、难以被好氧微生物直接处理的特点，国内外处理抗生素废水的方法 主要有物化法和以生物法为核心的组合工艺。
已经报道的物化法有物理吸附法(炉渣、木炭、活性炭等)、高级氧化法(Fenton 氧化、O3氧化、Q3/H2O2氧化、TiO2光催化等)、电解法(Fe/C微电解、铁屑微电解等) 以及膜分离法(NF/RO)。使用物化法处理抗生素废水，往往需要投加大量的化学试剂， 造成操作成本高，难以实现规模化应用。因此物化法大多应用在抗生素废水的预处理 阶段。
生物法具有运行成本低且环境友好等特点，其在处理抗生素废水的技术中占据主 流地位。处理抗生素废水的生物方法主要有厌氧法(升流式厌氧污泥床法、折流式厌 氧反应器法和厌氧复合床法等)和好氧法(接触氧化法、序批式活性污泥法、生物膜 法和膜生物反应器法等)。在生物法中，厌氧法主要用于抗生素废水的预处理，好氧法 进一步降解废水中的有机物，满足达标排放要求。
整体来看，目前的处理方法仅仅是将抗生素废水处理至满足国家规定的标准而达 标排放，没有将其作为生活用水或工业用水的另外一种水源来看待。随着我国抗生素 产量逐年增加，抗生素废水产生数量也日趋巨大，因此抗生素废水的再生利用对实现 企业的可持续发展、响应国家的节能减排政策具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济高效的抗生素废水处理方法。
本发明所提供的抗生素废水处理方法，包括下述步骤：
1)将预处理后的抗生素废水泵入膜生物反应器进行有机物的降解，降解后的废水 经膜生物反应器内的分离膜分离得到膜生物反应器出水，所述出水由自吸泵抽出;
2)将所述膜生物反应器出水经保安过滤器后由高压泵泵入纳滤装置，生产的淡水 可直接回用，纳滤装置中生产的浓水回流至步骤1)中所述膜生物反应器中。
其中，步骤1)中所述膜生物反应器的曝气量为3.6～6.0m3/(m2·h)，所述膜生物 反应器内活性污泥的浓度为4000～10000mg/L，污泥负荷为0.15～0.22Kg COD/ (KgMLVSS·d-1)，膜通量为6～20L/(m2·h)，跨膜压差控制在40KPa以内，所述膜生 物反应器的温度控制在4℃～30℃，溶解氧控制在2mg/L以上，所述膜生物反应器内 混合液(废水和污泥混合后的液体)的pH值维持在6～8之间，所述膜生物反应器中 的水力停留时间为24～48h。膜生物反应器内所用的分离膜具体可为平板膜。
步骤1)中用于抽出膜生物反应器出水的自吸泵采用间隙运行方式，具体条件为： 运行5～10min，待机2min。
步骤2)中泵入纳滤装置中的水(即纳滤进水)的pH值在5.0～7.0之间，其pH 通过计量泵向纳滤进水管道中注入浓度为1mol/L的盐酸进行调节。泵入纳滤装置中的 水的压力为0.05～0.15MPa，进水流量1～3m3/(m2·h)，纳滤装置中纳滤膜的渗透通 量为0.02～0.07m3/(m2·h)，纳滤进水的体积浓缩因子为3～4。
步骤2)中纳滤装置生产的浓水按照一定比例回流至膜生物反应器中以提高整个 系统的水回收率。通常回流比例为浓水流量的50%～80%。
本发明所述预处理的抗生素废水是指经预处理后能进行好氧生物处理的抗生素废 水，即含高浓度氨氮(300～450mg·L-1)、COD(1000～2000mg·L-1)和无机盐(7～12mS·cm-1) 的抗生素废水兼氧段出水。
本发明方法以含高浓度氨氮、COD和无机盐的抗生素废水兼氧段出水为处理对 象，采用膜生物反应器(MBR)和纳滤(NF)组合工艺，利用MBR的生物降解和 NF对有机物及无机多价离子的高效截留等作用，纳滤出水可满足抗生素生产企业的用 水要求，同时将纳滤装置的浓水按一定比例回流至前段膜生物反应器，这样既可减少 纳滤浓水产生量，又可提高抗生素废水的回收率，从而实现了抗生素废水的处理与回 用。该方法利用双膜技术处理抗生素废水，既可减少抗生素企业需要的新鲜水量，同 时解决了抗生素废水排放产生的环境污染问题。
与现有抗生素废水处理方法相比，本发明的方法具有如下优点：
(1)减少了MBR进水的水力停留时间，从而降低了抗生素废水的初次投资成本 和运行成本;
(2)使用纳滤膜作为MBR出水的深度处理单元，不仅可以在较低运行压力下高 效截留进水中的有机物和多价离子，同时纳滤出水可直接回用，节约了抗生素制药厂 的自来水用量。