一種抗生素廢水深度處理與回用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗生素廢水的深度處理及回用的方法。該方法以生化處理后的抗生素廢水為處理對象，采用活性炭過濾-pH值調節(jié)-納濾組合工藝進行深度處理，利用活性炭過濾進一步去除生化出水中殘留的難降解有機物，減輕納濾膜的有機污染，然后調節(jié)活性炭出水的pH值減輕納濾膜的無機污染，最后利用納濾膜有效去除廢水中剩余有機物和多價離子，納濾產水TOC＜1mg/L，COD＜10mg/L，色度0PCU，SO42-去除率＞98％，實現(xiàn)了抗生素廢水的處理與回用。本發(fā)明的工藝流程簡單，可低成本實現(xiàn)難處理抗生素廢水的回收利用，適用于經生化處理后的抗生素廢水的深度處理。
【專利說明】一種抗生素廢水深度處理與回用的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)廢水深度處理【技術領域】，特別涉及一種以納濾膜技術為核心的抗 生素廢水深度處理與回用的方法。

【背景技術】
[0002] 我國是世界上最大的化學原料藥生產和出口國，其中抗生素類藥物銷售額位居國 內醫(yī)藥市場第一位，人均消費量在138克左右?？股厣a包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結 晶、化學方法提取、精制等過程，其廢水來源主要為：（1)提取工藝的結晶液、廢母液，屬高 濃度有機廢水，每噸產品排放高濃度的廢母液量高達150?850m 3 ; (2)洗滌廢水，屬中濃度 有機廢水；（3)冷卻水。因此，抗生素生產廢水是一類富含難降解有機物和生物毒性物質的 高濃度有機廢水，其污染物主要包括發(fā)酵代謝產物、殘余的消沫劑、凝聚劑、破乳劑、抗生素 及其降解物、溶媒、以及酸、堿有機溶劑和其它化工原料等，成分復雜，對微生物具有很強的 抑制作用，綜合生物降解性能差。
[0003] 目前國內外對抗生素廢水的大規(guī)模處理還是以生物法為主，為增大處理效果，在 傳統(tǒng)的生物法基礎上開發(fā)了 CASS、MBR等工藝，雖然較大程度地提高了廢水處理效果，但由 于仍未解決廢水中含有大量難生物降解物質的問題，所以處理出水仍達不到排放標準，主 要表現(xiàn)在C0D、色度等的超標。此外，廢水中殘留的抗生素得不到有效去除，排放到環(huán)境中的 濃度水平高達mg/L級別，這些殘留抗生素會導致環(huán)境中細菌的耐藥性增強，進而對人類健 康造成潛在威脅。因此非常有必要對抗生素廢水進行深度處理，以去除廢水中殘留抗生素 及其他污染物質，使處理出水可以達標排放甚至回用。
[0004] 膜分離技術因其具有處理效果好、操作方便、運行成本低等特點，近年來在廢水處 理領域受到了廣泛關注。其中納濾（NF)膜技術同時具有篩分效應和荷電效應，操作壓力低 于反滲透技術，可以有效去除生化出水中的殘余有機物和顯色物質，已被應用于印染廢水、 造紙廢水、乳清廢水多種工業(yè)廢水處理中，是工業(yè)廢水深度處理的一種可行技術。
[0005] 由于高濃度難降解工業(yè)廢水的生化出水中有機物濃度仍然較高，若直接進行納濾 處理，很容易造成納濾膜的污染，因此需要對生化處理出水進行進一步處理，作為納濾工藝 的預處理步驟，以達到降低納濾進水的有機物濃度的目的。活性炭吸附法操作簡單、投資 省，對生物系統(tǒng)難以處理的有機物具有非選擇性去除的效果，是納濾工藝的一種理想的預 處理方法。


【發(fā)明內容】

[0006] (一）要解決的技術問題
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種以納濾膜技術為核心的抗生素廢水深 度處理與回用的方法，該方法出水水質優(yōu)異，可以達到回用標準，操作簡便，易于推廣。
[0008] (二）技術方案
[0009] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種抗生素廢水深度處理與回用的方法，包括下 述步驟：步驟1:將經厭氧-好氧處理后的抗生素廢水經過活性炭濾罐進行過濾，以去除廢 水中殘留的部分有機物質；步驟2 :調節(jié)活性炭預處理后出水的pH值并經保安過濾器過濾 后，用高壓泵泵入納濾裝置，納濾裝置出水直接排放或回用，濃水回流至納濾裝置的進料罐 中。
[0010] 上述方案中，步驟1中所述活性炭濾罐的空床流速為1. 〇m/h至1. 5m/h，空床停留 時間為0. 8至1. 2h，過濾方式為上流式。所述活性炭濾罐中的活性炭選用杏殼不定型活性 炭，粒徑為10至24目。
[0011] 上述方案中，步驟2中所述活性炭預處理的pH值被調節(jié)為5. 5至6. 5,采用濃鹽酸 和純水按體積比1 : 1配制的HC1溶液進行調節(jié)；保安過濾器過濾精度為0.5至5μπι;納 濾裝置的操作壓力為6. 0至12. Obar，溫度為25至30°C。
[0012] 上述方案中，步驟2中所述調節(jié)好pH值的廢水連續(xù)進入納濾裝置的進料罐中，納 濾裝置產水直接排放或回用，并設定納濾裝置的水回收率為90%，納濾裝置中的納濾膜定 期采用酸溶液、堿溶液進行化學清洗。
[0013] 上述方案中，所述納濾膜選用卷式納濾膜，膜孔徑150至300Da。所述化學清洗采 用pH值=2. 0至2. 5的HC1溶液和pH值=10. 0至10. 5的Na-EDTA (質量分數(shù)0· 8 % )分 別對納濾膜進行酸堿清洗。
[0014] 上述方案中，步驟1中所述的經厭氧-好氧處理后的抗生素廢水是COD濃度為 300-500mg/L的生化水。步驟1中所述經過活性炭濾罐進行過濾去除廢水中殘留的部分有 機物質后的水是活性炭出水，該活性炭出水為C0D濃度小于100mg/L的活性炭處理出水。
[0015] (三）有益效果
[0016] 本發(fā)明以厭氧-好氧處理后的抗生素廢水為研究對象，采用顆粒活性炭過濾 (GAC)-納濾（NF)組合工藝對其進行深度處理，利用活性炭過濾去除生化處理過程中殘留 的部分有機物，減緩納濾膜的有機污染，再通過調節(jié)進水pH值降低納濾膜的無機污染，最 后經過納濾膜進行深度處理，該技術可以使抗生素廢水中的有機物和顯色物質基本完全去 除，產水TOC < lmg/L，COD < 10mg/L，色度0PCU，S0廣去除率> 98%，處理出水水質達到 《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》（GB/T19923-2005)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為依照本發(fā)明實施例的抗生素廢水深度處理與回用的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0018] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0019] 本發(fā)明所提供的抗生素廢水深度處理與回用的方法，是一種以納濾為核心的深度 處理技術，首先將生化處理后的抗生素廢水經過活性炭濾罐過濾，然后進行納濾膜處理，工 藝流程如圖1所示，具體工藝包括如下步驟：
[0020] 1)將生化處理后的抗生素廢水通過顆?；钚蕴繛V罐進行過濾處理。其中活性炭濾 罐的空床流速為1. 〇m/h至1. 5m/h，空床接觸時間0. 8至1. 2h，處理方式為上流式，炭種選 用杏殼不定型活性炭，粒徑為10至24目；
[0021] 2)經活性炭濾罐處理后的出水排入pH值調節(jié)池用（1+1)HC1(濃鹽酸和純水按體 積比1 : 1配制）將其pH值調節(jié)至5.5至6.5,防止或減緩納濾膜的結垢污染，適應于納濾 膜的進水要求；
[0022] 3)將調節(jié)好pH值的活性炭濾罐出水泵入納濾進料罐，再經保安過濾器過濾后通 過高壓泵泵入納濾膜裝置進行處理。所述保安過濾器過濾精度為〇. 5至5 μ m。納濾膜裝置 的運行壓力為6. 0至12. Obar，設有濃水口和產水口。納濾膜產水直接排放或回用，濃水輸 送至納濾膜的進料罐，設定納濾膜系統(tǒng)的水回收率為90% (即納濾產水/總進水=90% )。
[0023] 其中，納濾膜定期采用酸、堿清洗液進行化學清洗。所述酸清洗液指pH值為2. 0至 2. 5的HC1溶液，堿清洗液為pH值為10. 0至10. 5、質量百分數(shù)為0. 8%的Na-EDTA溶液。
[0024] 實施例：
[0025] 再次參照圖1，本發(fā)明實施例所提供的抗生素廢水深度處理與回用的方法，具體步 驟如下：
[0026] 1)將經過厭氧-MBR處理后的抗生素廢水經蠕動泵泵入活性炭濾柱中，活性炭濾 柱內徑50mm，有效高度1200mm，廢水采用上流式通過活性炭柱。活性炭選用市場上銷售的 KC16杏殼無定形活性炭，粒徑為10至24目?；钚蕴恐幚淼目沾擦魉贋?. Om/h，空床接 觸時間為1. 2h，進水量1. 96L/h，出水COD達100mg/L以下；
[0027] 2)活性炭柱出水的pH值為7. 0-7. 5,利用（1+1)的HC1 (濃鹽酸和純水按體積比 1 : 1配制）將出水pH值調至6. 0左右，以減小納濾膜的結垢污染；
[0028] 3)將調節(jié)好pH值的活性炭出水首先經保安過濾器過濾，過濾精度為5. 0 μ m，然后 通過高壓泵泵入納濾系統(tǒng)。處理過程中向納濾進料罐中連續(xù)進水，納濾產水從產水口排放， 設定納濾膜系統(tǒng)的水回收率為90%。納濾膜定期進行化學清洗，分別采用pH值=2. 5的 HC1溶液和pH值=10. 5的Na-EDTA(質量分數(shù)0. 8% )溶液對納濾膜進行化學清洗。納濾 膜設備采用1812型膜分離試驗設備，其中納濾膜為GE Osmonics生產的DK1812C-34D納濾 膜，截留分子量為150至300Da，有效膜面積為0.32m2。納濾膜系統(tǒng)的操作壓力為lObar，錯 流速率為8. 0L/min，溫度為25至30°C。
[0029] 生化處理后的抗生素廢水COD為300至500mg/L，S042-濃度為273至293mg/L，經 本工藝處理后，產水TOC < lmg/L，COD < 10mg/L，色度0PCU，S0廣去除率> 98%，處理出水 達到出水水質達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》（GB/T19923-2005)。
[0030] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保 護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種抗生素廢水深度處理與回用的方法，包括下述步驟： 步驟1:將經厭氧-好氧處理后的抗生素廢水經過活性炭濾罐進行過濾，以去除廢水中 殘留的部分有機物質； 步驟2 :調節(jié)活性炭預處理后出水的pH值并經保安過濾器過濾后，用高壓泵泵入納濾 裝置，納濾裝置出水直接排放或回用，濃水回流至納濾裝置的進料罐中。
2. 根據權利要求1所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，步驟1中所 述活性炭濾罐的空床流速為1. 〇m/h至1. Sm/h，空床停留時間為0. 8-1. 2h，過濾方式為上流 式。
3. 根據權利要求2所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，所述活性 炭濾罐中的活性炭選用杏殼不定型活性炭，粒徑為10至24目。
4. 根據權利要求1所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，步驟2中 所述活性炭預處理的pH值被調節(jié)為5. 5至6. 5,采用濃鹽酸和純水按體積比1 : 1配制 的HC1溶液進行調節(jié)；保安過濾器過濾精度為0. 5至5 μ m ;納濾裝置的操作壓力為6. 0至 12. Obar，溫度為 25 至 30°C。
5. 根據權利要求1或4所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，步驟2 中所述調節(jié)好pH值的廢水連續(xù)進入納濾裝置的進料罐中，納濾裝置產水直接排放或回用， 并設定納濾裝置的水回收率為90%，納濾裝置中的納濾膜定期采用酸溶液、堿溶液進行化 學清洗。
6. 根據權利要求5所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，所述納濾 膜選用卷式納濾膜，膜孔徑150至300Da。
7. 根據權利要求5所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，所述化學 清洗采用pH值=2. 0至2. 5的HC1溶液和pH值=10. 0至10. 5的Na-EDTA(質量分數(shù) 〇. 8% )分別對納濾膜進行酸堿清洗。
8. 根據權利要求1所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，步驟1中所 述的經厭氧-好氧處理后的抗生素廢水是COD濃度為300至500mg/L的生化水。
9. 根據權利要求1所述的抗生素廢水深度處理與回用的方法，其特征在于，步驟1中所 述經過活性炭濾罐進行過濾去除廢水中殘留的部分有機物質后的水是活性炭出水，該活性 炭出水為COD濃度小于100mg/L的活性炭處理出水。
【文檔編號】C02F9/04GK104118947SQ201310145879
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權日:2013年4月24日
【發(fā)明者】魏源送, 王健行, 李昆, 成宇濤 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心