申请日2011.08.11
公开(公告)日2012.01.25
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F103/36; C02F1/461; C02F1/04
摘要
本发明提供一种化学合成维生素B6废水的处理方法，包括如下步骤：A废水进行三效减压蒸发器脱盐-铁碳微电解氧化法处理，B进入UASB厌氧反应器进行厌氧生化处理，C进入射流曝气池进行好氧生化处理，经沉淀池泥水分离后上清液达标排放。本发明设计了多效蒸发-铁碳微电解-升流式厌氧污泥床UASB-射流曝气器工艺处理维生素B6生产废水，工艺简单，处理效果好，适用于维生素B6生产废水处理，处理后的废水COD、色度等指标浓度达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。
权利要求书
1.一种化学合成维生素B6废水的处理方法，包括如下步骤：
A废水进行三效减压蒸发器脱盐-铁碳微电解氧化法处理，
B进入UASB厌氧反应器进行厌氧生化处理，
C进入射流曝气器池进行好氧生化处理，经沉淀池泥水分离后上清液达标排放。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的铁碳微电解氧化，废水在池中停留时间为1.0～4.0小时，温度20～35℃，pH值控制在5.0～6.5，铁碳体积比1：1～2：1。
3.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于所述的UASB厌氧反应器水力停留时间为15～24小时，温度20～35℃。
4.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于所述的好氧生化处理的沉淀池包括射流曝气器曝气培养，水力停留时间24小时。
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于所述的好氧生化处理的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。
说明书
一种化学合成维生素B6废水的处理方法
技术领域
本发明涉及医药化学合成废水的处理方法，特别是涉及到化学合成维生素B6废水的处理方法。
背景技术
国内外广泛采用噁唑化学合成法生产维生素B6，合成过程复杂，其主要步骤为丙氨酸与草酸、草酸二乙酯同步酯化制备N-乙氧草酰丙氨酸乙酯;后者在三氯氧磷、三乙胺、甲苯系统中经环合、碱水解、酸化、脱羧制得合成4-甲基-5-乙氧基噁唑;再与正丙基七环经Diels-Alder、芳构化、水解后制得维生素B6。这种经过多次缩合、水解、酸化的合成工艺使大量难降解的有色机团和无机盐分进入了生产废水，给废水处理带来了极大的难度。
维生素B6生产废水有机物COD浓度一般为5000～50000mg/L，BOD5为1000～4200mg/L，含盐量5～12%。废水中含有大量难以生物降解的苯、甲苯、酯等有机物质，且盐分(如氯化钠、磷酸钠等)浓度高，色度差，可生化性差，采用传统废水处理工艺要求预处理高、低浓度废水混合，这样就增加大量的水，同时很传统工艺治理维生素B6生产废水难达到排放标准。
发明内容
本发明针对维生素B6生产废水的特点，提供一种废水处理方法，该方法盐分、COD、色度等污染物的除去率较高，处理后的废水能达到国家规定的排放标准。
本发明提供一种化学合成维生素B6废水的处理方法，包括如下步骤：
A废水进行三效减压蒸发器脱盐-铁碳微电解氧化法处理，
B进入UASB厌氧反应器进行厌氧生化处理，
C进入射流曝气池进行好氧生化处理，经沉淀池泥水分离后上清液达标排放。
铁碳微电解氧化，废水在池中停留时间为1.0～4.0小时，温度20～35℃，pH值控制在5.0～6.5，铁碳比(体积比)1：1～2：1。
UASB厌氧反应器水力停留时间为15～24小时，温度20～35℃。
射流曝气器曝气培养，水力停留时间24小时。
好氧生化处理的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。
维生素B6生产废水含有大量的无机盐，如氯化钠、磷酸钠等。鉴于废水含有大量盐份难以生物降解的特点，故本工艺首先对废水进行三效减压蒸发脱盐预处理，去除废水中的盐分，降低有机物浓度，提高废水的可生化性。三效减压蒸发器，部分溶于水的有机物会和无机盐一起结晶。
经脱盐预处理后的废水含有部分难以生物降解的有机物，如苯、甲苯、有机酯等，用盐酸调pH值5.0～6.5后经铁碳微电解氧化，在新生态Fe的作用下发生氧化一还原反应，破坏其化学结构，使有色物质的发色或助色等有机大分子基团发生断链降解,提高了废水可生化性，降低了废水的色度。由于反应过程中产生新生态的Fe(OH)2和Fe(OH)3一般都带有正电荷，具有极强表面活性和吸附能力，具有沉淀、絮凝和吸附作用，可有效地吸附、包裹和共聚沉淀废水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。
本发明铁碳微电解处理废水工进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。铁碳微电解氧化，废水在池中停留时间为1.0-4.0小时，温度20-35℃，pH值控制在5.0～6.5，铁碳比(体积比)1：1～2：1。艺原理:微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生高低电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当污水通过含铁和碳的填料时，铁成为阳极，碳成为阴极，并有微电流流动，形成了千千万万个微小电池，产生“内电解”，发生腐蚀，也就是氧化还原反应：
阳极反应： Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
阴极反应： 2H++2e→H2↑ E0(H+/H2)=0.00V
当有氧气时：O2+4H++4e→2H2O E0(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e→40H- E0(O2/OH-)=0.40V
Fe 在电解质溶液中进一步发生如下反应：
4Fe2+ + 80H→4Fe(OH)2
4Fe2+ + 80H + O2 + 2H2O →4Fe(OH)3
在中性或偏酸性的环境中，微电解剂本身及其产生的新生态【H】、Fe2+具有强还原性，能与废水中难降解的有机污染物发生氧化一还原反应，破坏其化学结构，比如能破坏废水中的有色物质的发色或助色基团，甚至断链，可以脱色，降低COD，提高可生化性，还可以氧化金属离子，降低其毒性。活性炭除作为原电池的阴极参与电极反应外，还具有还原吸附的作用。另外，由于电池的电极周围存在电场效应，废水中带电胶粒和杂质通过静电引力和表面能的作用附集、凝聚，也可使废水得到净化。
经铁碳微电解氧化后的废水进入UASB厌氧反应器，利用水解细菌、发酵细菌和产酸菌(包括产氢产乙酸菌)，在厌氧条件下，将复杂的大分子、不溶性有机物水解为小分子、溶解性有机物，使污水COD浓度进一步降低的同时，有效提高污水的可生化性，将大大降低后序生化反应阶段的负荷，提高生化反应的效率。
UASB厌氧反应器的水力停留时间为15～24小时，温度20～35℃。
经厌氧生化处理的废水进入好氧生化处理，好氧生化系统为射流曝气器曝气培养，利用好氧菌的代谢等作用，进一步降低有机物。经好氧处理后的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。传统的曝气方式目前仍在用的是鼓风曝气，但曝气头容易堵塞、损坏，造成曝气效率下降、曝气不均匀，直接影响到污水处理系统的处理效果。
射流曝气器利用负压吸气原理，采用大口径水利喷头, 在水泵驱动下自身产生负压吸取空气,空气与高速通过的水流同时进入气水反应腔,在气水反应腔内氧气通过高压原理迅速溶解到水体中。无可动部分，无易损件，无堵塞的可能。
本发明的有益效果：本发明设计了多效蒸发-铁碳微电解-升流式厌氧污泥床UASB-射流曝气器工艺处理维生素B6生产废水，工艺简单，处理效果好，适用于维生素B6生产废水处理，处理后的废水COD、色度等指标浓度达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。以下是经过各处理阶段的废水主要指标COD、色度的含量变化：
具体实施方式
实施例1
维生素B6生产废水中的COD浓度为35000mg/L、含盐量8.0%。首先进入三效减压蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发后冷凝水COD浓度为5500mg/L、含盐量0.6%，色度为35。蒸发浓缩后的结晶物冷却后离心分离，得到白色氯化钠和磷酸钠结晶。
蒸发后的冷凝水进入进入铁碳微电解氧化池，用盐酸调pH值5.5，铁碳微电解氧化，氧化时间1.9小时，温度28℃，铁碳比(体积比)1.5：1。经微电解氧化后的废水COD浓度为3600mg/L，色度为9。
微电解氧化后的上清液进入UASB厌氧反应池，废水在厌氧阶段的停留时间为19小时，温度25℃，经厌氧生物处理后的废水COD浓度为730mg/L，色度为8。微电解氧化后的沉降物经板框压滤，所得废渣焚烧处理。
厌氧生化后的水进入曝气池，采用射流曝气器曝气培养，水力停留时间24小时。经好氧处理后的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。经厌氧生化系统处理后的废水中的COD浓度和色度分别为101mg/L和8，达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。
实施例2
维生素B6生产废水中的COD浓度为50000mg/L、含盐量5.0%。首先进入三效减压蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发后冷凝水COD浓度为5000mg/L、含盐量0.5%，色度为30。蒸发浓缩后的结晶物冷却后离心分离，得到白色氯化钠和磷酸钠结晶。
蒸发后的冷凝水进入进入铁碳微电解氧化池，用盐酸调pH值5.0，铁碳微电解氧化，氧化时间1.0小时，温度25℃，铁碳比(体积比)1：1。经微电解氧化后的废水COD浓度为3500mg/L，色度为8。
微电解氧化后的上清液进入UASB厌氧反应池，废水在厌氧阶段的停留时间为15小时，温度25℃，经厌氧生物处理后的废水COD浓度为700mg/L，色度为7。微电解氧化后的沉降物经板框压滤，所得废渣焚烧处理。
厌氧生化后的水进入曝气池，采用射流曝气器曝气培养，水力停留时间24小时。经好氧处理后的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。经厌氧生化系统处理后的废水中的COD浓度和色度分别为95mg/L和7，达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。
实施例3
维生素B6生产废水中的COD浓度为42000mg/L、含盐量12.0%。首先进入三效减压蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发后冷凝水COD浓度为6000mg/L、含盐量0.7%，色度为40。蒸发浓缩后的结晶物冷却后离心分离，得到白色氯化钠和磷酸钠结晶。
蒸发后的冷凝水进入进入铁碳微电解氧化池，用盐酸调pH值6.0，铁碳微电解氧化，氧化时间4小时，温度30℃，铁碳比(体积比)2：1。经微电解氧化后的废水COD浓度为3692mg/L，色度为9。
微电解氧化后的上清液进入UASB厌氧反应池，废水在厌氧阶段的停留时间为24小时，温度35℃，经厌氧生物处理后的废水COD浓度为750mg/L，色度为9。微电解氧化后的沉降物经板框压滤，所得废渣焚烧处理。
厌氧生化后的水进入曝气池，采用射流曝气器曝气培养，水力停留时间24小时。经好氧处理后的出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池中的一部分污泥回流至曝气池，回流比0.7，上清液达标后排入排水管网。经厌氧生化系统处理后的废水中的COD浓度和色度分别为105mg/L和9，达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。