公布日：2023.11.03
申请日：2023.07.26
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1
/00(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，包括以下步骤：S1：废水输入絮凝沉淀池，进行絮凝沉淀；S2：步骤S1所得上清液输入高压脉冲电絮凝装置，对废水中污染物进行分解和分离；S3：步骤S2的产水经过泥水分离和调节水质水量后，输入动态水解酸化池，进行水解酸化，提高废水的可生化性；S4：步骤S3的产水进入厌氧池，去除废水中的重金属、细菌和病毒；S5：步骤S4的产水进入缺氧池，缺氧池中加入硝酸盐和硝化液，能有效去碳和脱氮；S6：步骤S5的产水进入好氧池，进行氨化和硝化作用；S7：步骤S6的产水进入溶气气浮装置，去除SS和TP；S8：步骤S7的产水进入多介质过滤器，过滤后得到最终产水。
权利要求书
1.一种针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)预处理阶段：S1：废水输入絮凝沉淀池，进行絮凝沉淀；S2：步骤S1得到的上清液输入电絮凝装置，对废水中的污染物进行分解和分离；S3：步骤S2的产水经过沉淀池进行泥水分离，再经过调节池后，输入动态水解酸化池，进行水解酸化，进一步降低废水的COD，提高可生化性；(二)生化处理阶段：S4：步骤S3的产水进入厌氧池，用于去除废水中的重金属、细菌和病毒；S5：步骤S4的产水进入缺氧池，能有效去碳和脱氮；S6：步骤S5的产水进入好氧池，在曝气充氧条件下，进行氨化和硝化作用；(三)深度处理阶段：S7：步骤S6的产水进入溶气气浮装置，在压力下压缩空气被强制溶解在水中，形成微气泡群，与废水中的悬浮物接触并浮至水面；S8：步骤S7的产水进入多介质过滤器，过滤后得到最终产水。
2.根据权利要求1所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，步骤S1中的絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硅酸(PS)、复合聚二甲基二丙烯基氯化铵；步骤S2中，所述电絮凝装置对废水施加脉冲高电压而产生电化学反应；步骤S3中，所述沉淀池选自斜板沉淀池、平流沉淀池、辐流沉淀池，经过泥水分离后，污泥由排泥泵输入污泥浓缩池，沉淀池的上清液溢流至调节池；废水在调节池内调节水质、控制水量，然后输入动态水解酸化池。
3.根据权利要求1所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，步骤S5中，在缺氧池中加入硝酸盐和硝化液，能有效去碳和脱氮，硝酸盐在缺氧池内的含量为1-3ppm；步骤S6中，好氧池的硝化液回流至缺氧池，硝化液回流比为120-150％，好氧池中经氨化和硝化作用，将水中的氮转化为NO2-和NO3-；好氧池的产水输入出水反应池，进行反硝化作用，出水反应池的上清液输入所述溶气气浮装置。
4.根据权利要求1所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，所述好氧池的内部由上至下设有若干个折流挡板，折流挡板的一端固定在好氧池的内壁上，另一端悬空；上下相邻的两个折流挡板分别固定在好氧池的相对的两个内壁上，使得两个折流挡板在上下空间内形成交错排布，使得水流在好氧池内沿着折流挡板形成折流；好氧池的进水管设在好氧池的顶部，出水管设在好氧池的底部，曝气管设在好氧池的中部和底部。
5.根据权利要求4所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，所述厌氧池与好氧池并排设置，缺氧池设在厌氧池的下方，出水反应池设在好氧池的下方；厌氧池的上部设有总进水管，厌氧池的底部设有第一排水管，第一排水管连通缺氧池的顶部，将厌氧处理后的废水输入缺氧池；缺氧池的底部连接第二排水管，第二排水管向上连通好氧池的进水口，将缺氧处理后的废水输入好氧池；好氧池的出水口连通出水反应池的顶部，出水反应池的下部设有总出水管，用于排出产水。
6.根据权利要求1所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，所述电絮凝装置的内部交替设置若干个阳极板和若干个阴极板，阳极板和阴极板均水平设置，电絮凝装置的底部设有布水管和曝气管，顶部设有出水管；阳极板覆盖电絮凝装置的水平横截面，阳极板的下表面均匀设有若干个过水锥形孔，阳极板的上表面均匀设有若干组通水孔，一个过水锥形孔对应一组通水孔；阴极板的一侧与电絮凝装置的内壁之间有空隙，用于污水通过阴极板。
7.根据权利要求6所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，相邻的两个阳极板之间设置一个阴极板，阳极板和阴极板的数量相等，且都通过电路连接电絮凝装置外部的供电装置；所述电絮凝装置为圆柱形，阳极板为圆形。
8.根据权利要求7所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，每组通水孔包括若干个倾斜设置的倾斜孔，每组通水孔的若干个倾斜孔的顶部在阳极板的上表面围成一个圆形，倾斜孔的其余部分处于阳极板内部；同一组的倾斜孔的底部均连通对应的过水锥形孔的顶部，使得污水通过过水锥形孔和倾斜孔穿过阳极板。
9.根据权利要求8所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，所述阳极板的下方设有可升降的清洁板，所述清洁板包括外部的圆形框架和内部的若干个清洁锥，每个清洁锥对应一个过水锥形孔，清洁锥能够原地自转，且表面设有凸出的外螺纹，清洁锥的形状与过水锥形孔的形状适配，清洁锥凸出的外螺纹与过水锥形孔内壁的螺纹适配，当清洁板上升时，清洁锥能够深入过水锥形孔内部，清洁过水锥形孔内壁。
10.根据权利要求9所述的针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，其特征在于，所述阳极板下方的电絮凝装置的内壁上设有一个水平圆轨道和若干条竖直轨道，若干条竖直轨道沿电絮凝装置内壁的周向均匀设置，每条竖直轨道内卡接一个滑块，圆形框架的外侧面连接所有滑块，使得清洁板能够沿竖直轨道上下移动，且此时清洁板上的清洁锥与阳极板下表面的过水锥形孔的位置一一对应；竖直轨道的顶部贴近阳极板下表面；水平圆轨道水平设置，且沿着电絮凝装置内壁的周向绕设一圈，每条竖直轨道在各自的竖直方向上贯穿并连接水平圆轨道；水平圆轨道与阳极板下表面的距离小于清洁锥的高度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种针对细胞培养基操作所产废水的处理方法，包括以下步骤：
(一)预处理阶段：
S1：废水输入絮凝沉淀池，进行絮凝沉淀；
S2：步骤S1得到的上清液输入高压脉冲电絮凝装置，对废水中的污染物进行分解和分离；
S3：步骤S2的产水经过沉淀池进行泥水分离，再经过调节池调节水质水量后，输入动态水解酸化池，进行水解酸化，进一步降低废水的COD，提高可生化性；
(二)生化处理阶段：
S4：步骤S3的产水进入厌氧池，用于去除废水中的重金属、细菌和病毒；
S5：步骤S4的产水进入缺氧池，缺氧池中加入硝酸盐和硝化液，能有效去碳和脱氮；
S6：步骤S5的产水进入好氧池，在曝气充氧条件下，进行氨化和硝化作用；
(三)深度处理阶段：
S7：步骤S6的产水进入溶气气浮装置，在压力下压缩空气被强制溶解在水中，形成微气泡群，与废水中的悬浮物接触并浮至水面，达到去除SS(悬浮固体)和TP(总磷含量)的目的；
S8：步骤S7的产水进入多介质过滤器，过滤后得到最终产水。
本发明要处理的细胞培养基操作所产废水的pH值为5-6，步骤S1中的絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硅酸(PS)。废水中的部分胶体粒子和较大颗粒粒子絮凝反应而从水中分离沉降，同时产生的污泥由絮凝沉淀池的排泥泵输入污泥浓缩池，再进行污泥处理。
可选的，步骤S2中，所述电絮凝装置对废水施加脉冲高电压而产生电化学反应，有效去除废水中的CN、油脂、磷酸盐、COD和SS等污染物，同时还能对废水进行灭菌、脱色和除臭。
可选的，步骤S3中，所述沉淀池选自斜板沉淀池、平流沉淀池、辐流沉淀池，经过泥水分离后，污泥由排泥泵输入污泥浓缩池，再进行后续常规处理，沉淀池的上清液溢流至调节池；废水在调节池内调节水质、控制水量，然后输入动态水解酸化池。
可选的，步骤S4中，所述厌氧池为光催化活性炭膜反应器。
可选的，步骤S5中，在缺氧池中加入硝酸盐和硝化液，能有效去碳和脱氮，硝酸盐在缺氧池内的含量为1-3ppm。
可选的，步骤S6中，好氧池的硝化液回流至缺氧池，硝化液回流比为120-150％，好氧池中经氨化和硝化作用，将水中的氮转化为NO2-和NO3-；
好氧池的产水输入出水反应池，进行反硝化作用；出水反应池的上清液输入所述溶气气浮装置。
在出水反应池中，好氧池所产生的NO2-和NO3-在缺氧的条件下，通过反硝化菌发生反硝化作用，还原硝酸盐，产生N2和N2O并排出水体，从而去除水中的氮。
可选的，步骤S7中，所述溶气气浮装置设置差时多级压力，例如，在0.25Mpa、0.35Mpa和0.4Mpa作用下，使得水中悬浮物处理得更为彻底；
溶气气浮装置底部排出的污泥可部分回流至厌氧池内，其余部分进行常规化污泥处理。
可选的，步骤S8中，多介质过滤器的滤料选自石英砂、无烟煤、锰砂，最终产水的浊度达到3度以下，且达到《生物制药行业水和大气污染物排放限值(DB32/3560-2019)》中的直接排放限值。
可选的，所述好氧池的内部由上至下设有若干个折流挡板，折流挡板的一端固定在好氧池的内壁上，另一端悬空；上下相邻的两个折流挡板分别固定在好氧池的相对的两个内壁上，使得两个折流挡板在上下空间内形成交错排布，使得水流在好氧池内沿着折流挡板形成折流；
好氧池的进水管设在好氧池的顶部，出水管设在好氧池的底部，曝气管设在好氧池的中部和底部。
可选的，所述生化处理阶段中，厌氧池与好氧池并排设置，缺氧池设在厌氧池的下方，出水反应池设在好氧池的下方；
厌氧池的上部设有总进水管，厌氧池的底部设有第一排水管，第一排水管连通缺氧池的顶部，将厌氧处理后的废水输入缺氧池；缺氧池的底部连接第二排水管，第二排水管向上连通好氧池的进水口，将缺氧处理后的废水输入好氧池；好氧池的出水口连通出水反应池的顶部，出水反应池的下部设有总出水管，用于排出产水。
本发明所处理的废水在通过电絮凝装置的阳极板时，阳极板表面生成致密的氧化膜并附着在电极表面，不仅造成电极钝化，影响电极的性能，而且长期使用可能堵塞阳极板的通孔；电絮凝时产生的胶体颗粒，极易沉积在电极表面，也容易堵塞阳极板的通孔。
可选的，所述电絮凝装置的内部交替设置若干个阳极板和若干个阴极板，阳极板和阴极板均水平设置，电絮凝装置的底部设有布水管和曝气管，顶部设有出水管；
阳极板覆盖电絮凝装置的水平横截面，阳极板的下表面均匀设有若干个过水锥形孔，阳极板的上表面均匀设有若干组通水孔，一个过水锥形孔对应一组通水孔；
阴极板的一侧与电絮凝装置的内壁之间有空隙，用于污水通过阴极板。
可选的，相邻的两个阳极板之间设置一个阴极板，阳极板和阴极板的数量相等，且都通过电路连接电絮凝装置外部的供电装置；
所述电絮凝装置为圆柱形，阳极板为圆形。
可选的，每组通水孔包括若干个倾斜设置的倾斜孔，每组通水孔的若干个倾斜孔的顶部在阳极板的上表面围成一个圆形，倾斜孔的其余部分处于阳极板内部；
同一组的倾斜孔的底部均连通对应的过水锥形孔的顶部，使得污水通过过水锥形孔和倾斜孔穿过阳极板。
可选的，所述阳极板的下方设有可升降的清洁板，所述清洁板包括外部的圆形框架和内部的若干个清洁锥，每个清洁锥对应一个过水锥形孔，清洁锥能够原地自转，且表面设有凸出的外螺纹，清洁锥的形状与过水锥形孔的形状适配，清洁锥凸出的外螺纹与过水锥形孔内壁的螺纹适配，当清洁板上升时，清洁锥能够深入过水锥形孔内部，清洁过水锥形孔内壁。
进一步可选的，所述阳极板下方的电絮凝装置的内壁上设有一个水平圆轨道和若干条竖直轨道，若干条竖直轨道沿电絮凝装置内壁的周向均匀设置，每条竖直轨道内卡接一个滑块，圆形框架的外侧面连接所有滑块，使得清洁板能够沿竖直轨道上下移动，且此时清洁板上的清洁锥与阳极板下表面的过水锥形孔的位置一一对应；竖直轨道的顶部贴近阳极板下表面；
水平圆轨道水平设置，且沿着电絮凝装置内壁的周向绕设一圈，每条竖直轨道在各自的竖直方向上贯穿并连接水平圆轨道；
水平圆轨道与阳极板下表面的距离小于清洁锥的高度。
（发明人：贾冰莹;张传兵;徐亚萍;王慧芳;李小燕;王强强;张岩;王凯;季福东;殷法军;李瑞明;王美强）