公布日：2023.12.12
申请日：2023.09.15
分类号：C02F3/12(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了高盐分制药废水处理方法及系统，所述方法包括：(1)将盐分含量为10000mg/L-35000mg/L的制药废水通入均质池；(2)将均质池内的高盐分制药废水泵送至生物除盐反应器内，在其中与耐盐复合微生物KNBC20000充分接触而使盐分被吸附于耐盐复合微生物，最终以污泥形式从生物除盐反应器的底部排出而降低废水的盐分含量至不超过12500mg/L；(3)使来自生物除盐反应器的盐分含量不超过12500mg/L的制药废水进入膜生物反应器处理单元内，进一步降低污染物含量，并过滤，最终获得合格水。本发明方法是一种新的处理高盐分制药废水处理的方法。
权利要求书
1.一种高盐分制药废水处理方法，包括以下步骤：(1)使待处理的高盐分制药废水进入均质池，进行储存、水量缓冲和水质均衡；其中，所述高盐分制药废水的盐分含量为10000mg/L-35000mg/L；(2)在步骤(1)之后，使所述高盐分制药废水进入升流式运行的生物除盐反应器处理单元，与存在于所述生物除盐反应器内的耐盐复合微生物KNBC20000充分混合；盐分被所述耐盐复合微生物KNBC20000吸附并最终沉降在生物除盐反应器底部，在生物除盐反应器上部获得盐分含量不超过12500mg/L的制药废水；(3)使在步骤(2)中获得的盐分含量不超过12500mg/L的制药废水进入膜生物反应器处理单元，经进一步处理获得合格水；(4)将在步骤(3)中获得的合格水自所述膜生物反应器处理单元泵送至合格水排放口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，在所述生物除盐反应器内，搅拌混合所述高盐分制药废水与所述耐盐复合微生物KNBC20000。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所用的生物除盐反应器为圆柱体，高径比介于6-8之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述耐盐复合微生物KNBC20000的初始用量为日处理废水量的1/1000，基于日处理废水的总质量计。
5.用于实施前述权利要求任一项所述方法的高盐废水处理系统，其特征在于，包括：均质池(1)；生物除盐反应器(16)，在所述生物除盐反应器(16)的下部的器壁上开设有生物除盐反应器进水口(14)，在所述生物除盐反应器(16)的底部开设有排泥口(6)，在所述生物除盐反应器(16)的上部的器壁上开设有生物除盐反应器出水口(17)；来自均质池的高盐分制药废水从所述生物除盐反应器进水口(14)进入所述生物除盐反应器(16)，经除盐后从所述生物除盐反应器出水口(17)排出；膜生物反应器(3)，在所述膜生物反应器(3)的上部的器壁上开设有连通口(5)，所述连通口(5)与所述生物除盐反应器出水口(17)连接；在所述膜生物反应器(3)内在底部配置有膜过滤装置(19)，所述膜过滤装置(19)的出水口与膜出水泵(15)连接；在所述膜生物反应器(3)内在底部还配置有剩余污泥泵(9)，所述剩余污泥泵(9)与污泥脱水机(11)连接；以及污泥脱水机(11)，污泥脱水机进泥口(10)同时连接所述剩余污泥泵(9)和排泥泵(13)；所述排泥泵(13)的一端连接所述排泥口(6)，另一端连接所述污泥脱水机(11)；控制单元。
6.根据权利要求5所述的高盐废水处理系统，其特征在于，所述生物除盐反应器为圆柱体，高径比介于6-8之间。
7.根据权利要求6所述的高盐废水处理系统，其特征在于，所述搅拌器为潜水搅拌器；所述潜水搅拌器的数量为1-5个。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种新的高盐分制药废水处理方法。
本发明一方面提供一种高盐分制药废水处理方法，包括以下步骤：
(1)使待处理的高盐分制药废水进入均质池，进行储存、水量缓冲和水质均衡；其中，所述高盐分制药废水的盐分含量为10000mg/L-35000mg/L；(2)在步骤(1)之后，使所述高盐分制药废水进入升流式运行的生物除盐反应器处理单元，与存在于所述生物除盐反应器内的耐盐复合微生物KNBC20000充分混合；盐分被所述耐盐复合微生物KNBC20000吸附并最终沉降在生物除盐反应器底部，在生物除盐反应器上部获得盐分含量不超过12500mg/L的制药废水；(3)使在步骤(2)中获得的盐分含量不超过12500mg/L的制药废水进入膜生物反应器处理单元，经进一步处理获得合格水；(4)将在步骤(3)中获得的合格水自所述膜生物反应器处理单元泵送至合格水排放口。
在本发明方法中，所述待处理的高盐分制药废水，其盐分含量为10000mg/L-35000mg/L，COD为1000mg/L以上，BOD为500mg/L以上，氨氮为80mg/L以上，悬浮物为100mg/L以上。废水盐分含量在10000mg/L以下时，使用本发明方法进行处理，对后续单元操作中的COD去除率没有显著影响；废水盐分含量在35000mg/L以上时，本发明方法中使用的耐盐复合微生物KNBC20000在废水中的存活率下降，除盐效果不明显，进而对后续单元操作中去除COD的效果也不能产生明显的积极影响。
在本发明方法中，在所述膜生物反应器处理单元之前增设生物除盐反应器，在所述生物除盐反应器内加入的是新的耐盐复合微生物KNBC20000(购自北京百微特环境技术有限公司，生产批号KNBC20000)，并且在所述生物除盐反应器内应当使所述高盐分制药废水与耐盐复合微生物进行充分接触，以利于盐分吸附于耐盐复合微生物上。
在本发明方法中，在步骤(2)中，耐盐复合微生物KNBC20000是预先存在于所述生物除盐反应器内的，在生物除盐反应器准备进高盐分制药废水前一天，向反应内加入耐盐复合微生物。
在本发明方法中，“升流式运行”是指，所述生物除盐反应器在运行时，从其下部供入废水而从其上部流出处理后的废水，流入的废水的水位是逐渐地上升的，在此期间进行除盐处理，将盐分含量降低。在生物除盐反应器上部，制药废水自行流入后续处理单元。
在本发明方法中，所述膜生物反应器处理单元简称为MBR单元，在该MBR单元内，结合利用活性污泥法与膜分离法进行污水处理，在MBR单元内进行的活性污泥法(在废水中盐分含量较低时才能正常发挥处理作用)与膜分离法处理均是常规的污水处理操作。经生物除盐反应器去除大部分盐分后的废水进入MBR单元的膜生物反应器内，在传统微生物的作用下进一步去除废水中的污染物；以及在膜生物反应器内在底部安装的膜过滤装置的作用下将传统微生物与废水分离，将传统微生物截留在膜生物反应器内且膜过滤装置外，经进一步去除污染物并过滤后能够获得合格水。通过膜过滤装置的出水管排出所述合格水。其中，所述传统微生物例如钟虫、盖纤虫、累枝虫、轮虫、楯纤虫、裂口虫等。在MBR单元内，所去除的污染物包括例如盐分、COD、BOD、氨氮、悬浮物等。
在本发明方法的一个实施方案中，在步骤(2)中，在所述生物除盐反应器内，在盐分过高的情况下，需要开启搅拌，搅拌混合所述高盐分制药废水与所述耐盐复合微生物KNBC20000，这样才能够大量地除盐。具体地，搅拌能够使所述高盐分制药废水与所述耐盐复合微生物KNBC20000混合充分，充分接触，以及减少反应器内死角，从而能获得良好的除盐效果。
在本发明方法的进一步实施方案中，在步骤(2)中，所述生物除盐反应器为圆柱体，高径比介于6-8之间。高径比大于6有利于反应器底部进水均匀，进水同时分布在反应器底部的平面上，废水在反应器内向上流动时，是整个平面一起向上移动，这样就不会出现死角(水不流动的地方)，完全利用了反应器内的空间，废水在反应器内的停留时间符合设计要求，除盐效果可以达到预期。但是，过大的高径比，会使反应器基础受力加大，建设费用增加；高度增加，降低了反应器在恶劣气候条件下的稳定性，有安全隐患。
在本发明方法的再进一步实施方案中，在步骤(2)中，所述耐盐复合微生物KNBC20000的初始用量为日处理废水量的1/1000，基于日处理废水的总质量计。在本发明方法中，在耐盐复合微生物KNBC20000的初始用量为日处理废水量的1/1000时，在所述高盐分制药废水的水温范围为20-40℃时(在这样的水温范围内，KNBC20000的处理能力不受影响)，能够使生物除盐反应器上部的制药废水的盐分含量低至12500mg/L及以下，达到不会对传统废水处理用微生物造成影响的含量水平。
本发明另一方面提供一种高盐分制药废水处理系统，包括：均质池；生物除盐反应器，在所述生物除盐反应器的下部的器壁上开设有生物除盐反应器进水口，在所述生物除盐反应器的底部开设有排泥口，在所述生物除盐反应器的上部的器壁上开设有生物除盐反应器出水口；来自均质池的高盐分制药废水从所述生物除盐反应器进水口进入所述生物除盐反应器，经除盐后从所述生物除盐反应器出水口排出；膜生物反应器，在所述膜生物反应器的上部的器壁上开设有连通口，所述连通口与所述生物除盐反应器出水口连接；在所述膜生物反应器内在底部配置有膜过滤装置，所述膜过滤装置的出水口与膜出水泵连接；在所述膜生物反应器内在底部还配置有剩余污泥泵，所述剩余污泥泵与污泥脱水机连接；以及污泥脱水机，污泥脱水机进泥口同时连接所述剩余污泥泵和排泥泵；所述排泥泵的一端连接所述排泥口，另一端连接所述污泥脱水机；控制单元。
在本发明所述系统中，各主要装置的作用如下：
所述均质池用于将从均质池的废水进口进入所述均质池内的高盐分制药废水暂时储存、均衡水质和缓冲水量变化。在所述均质池内在底部还配置有均质池提升泵，均质池提升泵出水口连接生物除盐反应器进水口，用于将所述均质池内的高盐分制药废水输送至所述生物除盐反应器。
所述生物除盐反应器为高盐分制药废水与耐盐复合微生物KNBC20000发生相互作用的反应器，并且通过其中设置的搅拌器，搅拌混合耐盐复合微生物(购自北京百微特环境技术有限公司的批号KNBC20000KN的复合微生物)与高盐分制药废水中的盐分，促进二者充分接触，从而有利于促进盐分吸附在耐盐复合微生物的细胞壁上，随着耐盐复合微生物在反应器内新陈代谢及部分地衰亡(死亡)和沉降，携带被吸附的盐分定期以污泥形式被排出生物除盐反应器。
潜水搅拌器，位于所述生物除盐反应器内部，用于对进入的高盐分制药废水与耐盐复合微生物KNBC20000进行搅拌混合。
排泥泵，位于所述生物除盐反应器的外部，其一侧通过管道与生物除盐反应器底部的排泥口相连，另一侧通过管道与污泥脱水机进泥口相连，用于将生物除盐反应器底部的污泥输送至污泥脱水机。
所述膜生物反应器是使用传统微生物进一步降低制药废水中污染物含量以及过滤分离传统微生物与合格水的场所，从而获得污染物含量达到排放标准的合格水。
剩余污泥泵：位于所述膜生物反应器的内部，其出口通过管道与污泥脱水机进泥口相连，用于将膜生物反应器的底部的剩余污泥输送至污泥脱水机。
膜出水泵，位于所述膜生物反应器的外部，其一侧通过管路与膜过滤装置的出水管相连，另一侧为合格水排放口。
污泥脱水机，位于所述膜生物反应器的外部，其一侧通过污泥脱水机进泥口与排泥泵、剩余污泥泵连接，另一侧为污泥出口，用于排出脱水后的污泥。
所述控制单元用于对所述均质池、所述生物除盐反应器、所述膜生物反应器及其他相关配套装置进行全面地自动控制。所述控制单元包括多个传感器、PLC控制器(可编程逻辑控制器)和人机界面。其中，均质池前端设置流量传感器；生物除盐反应器内设置pH传感器和液位传感器；MBR单元内设置pH传感器、DO传感器(溶解氧传感器)、SS传感器(悬浮物浓度传感器)、液位传感器、电导率传感器；膜出水泵后设置压力传感器和流量传感器。所述多个传感器检测到的信号传递给所述PLC控制器，并显示在所述人机界面上，同时所述PLC控制器根据得到的信号对该系统中的各个部件进行控制。同时预留通讯接口，能够实现通过上位机对其进行全面监控，实现就地和控制室内双向控制。
在本发明所述系统的一个实施方案中，所述生物除盐反应器为圆柱体，且高径比介于6-8之间。高径比大于6有利于反应器底部进水均匀，不会出现死角(水不流动的地方)，完全利用了反应器内的空间，废水在反应器内的停留时间符合设计要求，除盐效果可以达到预期。但是，过大的高径比，会使反应器基础受力加大，建设费用增加；高度增加，也会降低反应器在恶劣气候条件下的稳定性，存在安全隐患。
在本发明所述系统的进一步实施方案中，所述搅拌器为例如潜水搅拌器。潜水搅拌器的数量为，例如1-5个，优选1-3个，更优选1-2个，以便在反应器的直径和高度范围内实现高盐分制药废水与耐盐复合微生物KNBC20000的充分接触。潜水搅拌器的布置位置可以位于生物除盐反应器的进水口附近，也可以位于反应器的其他位置。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明方法通过在膜生物反应器处理单元之前增加生物除盐反应器处理步骤，去除废水中大部分盐分，使高盐分制药废水的盐分含量降低到传统活性污泥处理法可接受的程度，避免传统活性污泥处理单元因入水盐分含量过高而发生活性污泥解絮、COD去除率下降、出水水质不达标的情况。
高盐分制药废水中的盐分被生物除盐反应器内的耐盐复合微生物吸附，微生物在反应器内新陈代谢，随着微生物的衰亡，其被定期以污泥形式排出生物除盐反应器，进入污泥脱水机处理。在污泥脱水机脱水期间，衰亡的耐盐复合微生物与盐分仍保持牢固的吸附状态，不会再次解吸进入水体中，而最终形成为脱水后的污泥。脱水后的污泥可以包裹填埋而销毁，避免了环境污染。
2、本发明方法无需引入大量低盐分水，不会导致制药废水处理量和成本的增加。
3、相比于现有技术系统，本发明系统主要涉及的仅为MBR单元之前的工段的变化，因此，在用于处理盐分在10000mg/L-35000mg/L的制药废水处理时，既可以用于系统的新建，也可以用于系统的改造，使用范围广泛，工业实用性强。
4、本发明高盐分制药废水处理系统操作简单，生物除盐反应器制作成本和运行成本均较低，适合工业推广应用。
（发明人：翟峰;井亚平）