一种用于维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺

技术领域

本发明涉及制药废水处理技术领域，特别涉及一种用于维生素制 药废水处理的膜生物反应器工艺。

背景技术

随着国家对过程工业节水减排要求的日益严格，建设节水型和水 环境友好型的制药企业，已经是维生素生产企业面临的最紧迫的任 务。

20世纪90年代后期至今新建的Vc废水处理厂多采用厌氧+好氧 组合处理工艺。单独对Vc废水处理成功的工程实例较少，就已见报 道的工程实例讲，采用的后续好氧处理工艺有生物接触氧化工艺、氧 化沟工艺和深井曝气工艺，SBR工艺处理Vc废水的工程实践较少。

对于Vc生产过程中产生的未经其它废水稀释的高浓度母液，有 滚筒焚烧法和催化湿式氧化技术等处理工艺。但催化湿式氧化技术目 前仅限于实验室研究阶段，且废水经过催化湿式氧化处理后虽然能有 效提高废水的可生化性，但很难做到一次达标排放，同时处理费用较 高也是其推广到实际工程中的一个重要限制因素。

例如某公司是我国比较大的Vc生产企业之一，目前生产能力为 8000吨/年，日排废水量为7000吨，其中COD最高浓度1.0×10⁵mg/L，平均为8000mg/L，1995年建造了一座污水处理站并进行改进。 现主要工艺流程：废水→集水池→中和→混凝沉淀→ClO₂氧化→二沉 池→外排。这套工艺使COD的排放浓度降至200mg/L左右，对水中 的色、味去除能力强，解决了因细菌发酵分解而引起的黑、臭现象。 该工艺的劣势是已不能满足逐渐提高的废水排放标准，且流程复杂， 占地面积大，操作复杂。

针对目前使用的处理方法不能满足污染水处理要求，以及现有技 术方法的诸多弊端，如一次处理不达标，设备投资大，能耗高、运行 费用高等，迫切需要研究开发一种高效、实用、经济的新型处理工艺。

膜分离技术已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要高 新技术之一，其中与生化处理耦合的膜生物反应器工艺已经应用于各 种工业废水的处理，如造纸废水处理、食品废水处理、石化工业废水 处理等。利用膜分离技术及其组合工艺处理维生素废水，不但可以大 大降低能耗、减少维生素废水的处理成本、提高处理效率，而且还可 以大幅度地提高维生素生产企业的技术水平。

Vc制药废水的成分比较复杂，含有高浓度的有机物质，pH值波 动较大，废水带有颜色和异味、治理投资高、治理难度较大。我国对 于Vc这类高浓度有机废水的处理仍处于实验探索阶段。下述的两方 面有望在今后的废水处理中起到重要的作用：(1)几种处理技术的联 用，如先用絮凝、内电解、光催化氧化等技术破坏水中难降解的有机 物，改善废水的可生化性，再联用生化方法，如接触氧化工艺、活性 污泥工艺等；(2)开发新工艺、新设备，如高效低耗厌氧和好氧反应 器，特别是复合式反应器的研究和开发，以此来满足越来越严格的环 保要求，适应环保发展的需要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于 维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺，具有操作简单、能耗低、 无二次污染等优点，是一种高效、经济、对环境友好的废水处理新技 术。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺，包括以下步 骤：

步骤1)：利用高效复配絮凝剂去除Vc废水中小分子有机物，经 过絮凝、混凝反应器后由斜板沉淀池进行沉淀处理，澄清液进入JET  LOOP MBR，污泥脱水外运；

步骤2)：经过步骤1)初步处理的废水在JET LOOP MBR中被好 氧处理，MBR内的膜去除废水中的悬浮颗粒、有机物大分子，将微 生物截留在反应器内，MBR出水再进入Green line+UF；

步骤3)：Green line用太阳光做能源，利用藻类生物的光合作用 进行碳捕捉，吸附分解转化氨氮磷，去除步骤2)出水中的重金属和 有机小分子，系统增加一套UF将多余和老化的藻类生物分离；

步骤4)：将步骤3)得到的滤出液经活性炭吸附脱色，去除部分 COD和微量颜色。

所述的高效复配絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、 非离子聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、氯化铁、硫酸铝铁中任意一种或任 意两种的组合,特别针对小分子有机物，去除效果好，沉淀速度快。

所述JET LOOP MBR是美国授权专利JET LOOP SYSTEM与平 板或中空纤维膜组成的超级膜生物反应器，集射流曝气、深井曝气、 流化床MBR于一体，外形为组合罐体，或是方形结构。

所述的Green line是由一组垂直或水平放置的透明玻璃管组成的 光生物反应器的矩形方阵装置，能耗非常低，是目前污水深度处理能 耗最低的技术，90％来自太阳，外部能源只需一个供水泵。

所述的UF采用中空纤维膜组件或平板式膜组件。

所述的Green line+UF中多余的藻类生物能够做肥料进行土壤修 复，或做生物质燃料，循环利用。

所述的步骤1)、步骤2)中的污泥处理或采用污泥脱水方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及显著效果：(1)高效复配 絮凝剂可取代传统工艺中的厌氧反应，缩短处理时间，节省土地和能 源；(2)JET LOOP MBR是美国授权专利JET LOOP SYSTEM与平板 膜或中空纤维膜组成的超级膜生物反应器。集射流曝气、深井曝气、 硫化床、MBR于一体，曝气效率高，能耗仅为传统曝气的1/4，污泥 分离系统独特，剩余污泥仅为传统工艺的1/10，处理效率较高，处理 成本较低；(3)Green line是目前污水深度处理能耗最低的技术，系统 的能源90％来自太阳，在处理过程中剩余藻类生物可以用UF膜分离 循环再利用，真正实现零排放和工业用水的绿色循环。本发明在降低 维生素制药废水处理成本的同时，可以有效提高处理效率，且不受废 水COD高低的限制，能耗低，操作简便，占地面积小，与现有技术 相比，是一种低能耗、无污染、操作简便的维生素制药废水处理工艺。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作一步的说明。

实施例1

以维生素制药厂的制药废水为处理对象，废水中有机物浓度高、 酸碱度较低，废水中含有大量的蛋白质、山梨糖、古龙酸钠、VC-Na 及各种酸类污染物质，属于高难度处理制药废水；其中，CODcr为 500mg/L，BOD₅为23.7mg/L，总氮含量为90mg/L，pH6.0-9.0。

一种用于维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺，包括以下步 骤：

步骤1)：利用高效复配絮凝剂去除Vc废水中小分子有机物，经 过絮凝、混凝反应器后由斜板沉淀池进行沉淀处理，澄清液进入JET  LOOP MBR，污泥脱水外运；

步骤2)：经过步骤1)初步处理的废水在JET LOOP MBR中被好 氧处理，MBR内的膜去除废水中的悬浮颗粒、有机物大分子，将微 生物截留在反应器内，MBR出水再进入Green line+UF；

步骤3)：Green line用太阳光做能源，利用藻类生物的光合作用 进行碳捕捉，吸附分解转化氨氮磷，去除步骤2)出水中的重金属和 有机小分子，系统增加一套UF将多余和老化的藻类生物分离；

步骤4)：将步骤3)得到的滤出液经活性炭吸附脱色，去除部分 COD和微量颜色。

所述的高效复配絮凝剂为质量浓度为2％的聚合氯化铝水溶液和 和质量浓度为0.1％的阴离子型聚丙烯酰胺水溶液的组合。

所述JET LOOP MBR是美国授权专利JET LOOP SYSTEM与平 板或中空纤维膜组成的超级膜生物反应器，集射流曝气、深井曝气、 流化床MBR于一体，外形为组合罐体。

所述的Green line是由一组垂直或水平放置的透明玻璃管组成的 光生物反应器的矩形方阵装置，能耗非常低，是目前污水深度处理能 耗最低的技术，90％来自太阳，外部能源只需一个供水泵。

所述的UF采用平板式膜组件。

经过絮凝-JET LOOP MBR-Green line-吸附处理之后，维生素制药 废水水质指标明显下降，出水CODcr为40.1mg/L，总氮含量为 14mg/L，色度为15度，出水无异味，达到国家一级A处理标准。

实施例2

以维生素制药厂的制药废水为处理对象，废水中有机物浓度高、 酸碱度较低，废水中含有大量的蛋白质、山梨糖、古龙酸钠、VC-Na 及各种酸类污染物质，属于高难度处理制药废水。其中，CODcr为 223mg/L，pH6.0-9.0。

一种用于维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺，包括以下步 骤：

步骤1)：利用高效复配絮凝剂去除Vc废水中小分子有机物，经 过絮凝、混凝反应器后由斜板沉淀池进行沉淀处理，澄清液进入JET  LOOP MBR，污泥脱水外运；

步骤2)：经过步骤1)初步处理的废水在JET LOOP MBR中被好 氧处理，MBR内的膜去除废水中的悬浮颗粒、有机物大分子，将微 生物截留在反应器内，MBR出水再进入Green line+UF；

步骤3)：Green line用太阳光做能源，利用藻类生物的光合作用 进行碳捕捉，吸附分解转化氨氮磷，去除步骤2)出水中的重金属和 有机小分子，系统增加一套UF将多余和老化的藻类生物分离；

步骤4)：将步骤3)得到的滤出液经活性炭吸附脱色，去除部分 COD和微量颜色。

所述的高效复配絮凝剂为质量浓度为1％的氯化铁水溶液和和质 量浓度为0.01％的非离子型聚丙烯酰胺水溶液的组合。

所述JET LOOP MBR是美国授权专利JET LOOP SYSTEM与平 板或中空纤维膜组成的超级膜生物反应器，集射流曝气、深井曝气、 流化床MBR于一体，外形为方形结构。

所述的Green line是由一组垂直或水平放置的透明玻璃管组成的 光生物反应器的矩形方阵装置，能耗非常低，是目前污水深度处理能 耗最低的技术，90％来自太阳，外部能源只需一个供水泵。

所述的UF采用中空纤维式膜组件。

经过絮凝-JET LOOP MBR-Green line-吸附处理之后，维生素制药 废水水质指标明显下降，出水CODcr为39mg/L，总氮含量为12mg/L， 色度为8度，出水无异味，达到GB18918-2002一级A处理标准。

实施例3

以维生素制药厂的制药废水为处理对象，废水中有机物浓度高、 酸碱度较低，废水中含有大量的蛋白质、山梨糖、古龙酸钠、VC-Na 及各种酸类污染物质，属于高难度处理制药废水。其中，CODcr为 107mg/L，pH6.0-9.0。

一种用于维生素制药废水处理的膜生物反应器工艺，包括以下步 骤：

步骤1)：利用高效复配絮凝剂去除Vc废水中小分子有机物，经 过絮凝、混凝反应器后由斜板沉淀池进行沉淀处理，澄清液进入JET  LOOP MBR，污泥脱水外运；

步骤2)：经过步骤1)初步处理的废水在JET LOOP MBR中被好 氧处理，MBR内的膜去除废水中的悬浮颗粒、有机物大分子，将微 生物截留在反应器内，MBR出水再进入Green line+UF；

步骤3)：Green line用太阳光做能源，利用藻类生物的光合作用 进行碳捕捉，吸附分解转化氨氮磷，去除步骤2)出水中的重金属和 有机小分子，系统增加一套UF将多余和老化的藻类生物分离；

步骤4)：将步骤3)得到的滤出液经活性炭吸附脱色，去除部分 COD和微量颜色。

所述的高效复配絮凝剂为质量浓度为2％的硫酸铝铁水溶液和和 质量浓度为0.1％的阳离子型聚丙烯酰胺水溶液的组合。

所述JET LOOP MBR是美国授权专利JET LOOP SYSTEM与平 板或中空纤维膜组成的超级膜生物反应器，集射流曝气、深井曝气、 流化床MBR于一体，外形为组合罐体。

所述的Green line是由一组垂直或水平放置的透明玻璃管组成的 光生物反应器的矩形方阵装置，能耗非常低，是目前污水深度处理能 耗最低的技术，90％来自太阳，外部能源只需一个供水泵。

所述的UF采用平板式膜组件。

经过絮凝-JET LOOP MBR-Green line-吸附处理之后，维生素制药 废水水质指标明显下降，出水CODcr为23mg/L，总氮含量为10mg/L， 色度为5度，出水无异味，达到GB18918-2002一级A处理标准。