[发明专利]一种维生素类发酵制药废水达标排放的处理方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水达标排放的处理方法及设备，尤其是一种维生素类发 酵制药废水达标排放的处理方法及设备。

背景技术

众所周知，制药工业废水成分复杂、污染物含量高、生物毒性大，治理难 成本高，是国内外环保领域都亟待解决的难题。发酵工程是一种重要的制药工 艺，产品主要为抗生素、维生素和氨基酸等，其中维生素类产量约占发酵药物 总产量的70％。维生素生产废水主要来自工艺用水、生产冲洗和釜残液，偏酸 性，具有较重的气味和色度，主要污染物为高浓度有机物(根据HJ2044-2014 《发酵类制药工业废水治理工程技术规范》的推荐参考，COD_CR浓度1000～ 14000mg/l)、悬浮物(SS浓度100～3150mg/l)、氨氮(NH₃-N浓度80～420mg/l) 和硫酸盐等(100～1000mg/l)。虽然维生素发酵废水毒性较小，可生化性好， 但要实现达标排放，处理难度仍然很大，往往工艺复杂、成本高昂，效果却不 尽如人意。在严峻的污染形势下，我国日益严格的废水排放标准又对发酵废水 处理提出了新挑战。2008年施行的GB21903《发酵类制药工业水污染物排放标 准》明确提出12种污染物的排放限制，其中包括总氮浓度。旧企业提标改造 及新企业建设迫切需要效果更加切实稳定，成本更加合理经济的新型处理工 艺。

目前发酵废水处理工艺大体分为预处理、生化处理和深度处理三个步骤。 预处理的主要目的是水质水量均化、悬浮物去除及pH调节，对于难降解的废 水，可采用高级氧化如微电解、臭氧氧化等方法提高生化性；对于氨氮浓度高 的废水，可采用吹脱等物理方法脱除部分氨氮。实际上，物理方法耗能高，二 次污染处理额外增加成本，对于处理维生素发酵废水并不经济。如果可以提高 生化阶段的氨氮处理浓度及脱氮效率，则可以节省预处理段的成本支出。

生化处理包括厌氧处理和缺氧好氧处理。厌氧处理可大幅降低有机物浓 度，目前市场上广泛应用的是以UASB为代表的第二代厌氧反应器和以IC、EGSB 等为代表的第三代反应器，第三代反应器有机负荷高，处理效果更突出稳定， IC反应器还具有占地少的优点，但自动控制和造价要求更高。同时，维生素废 水硫酸盐含量较高，对反应器竞争抑制及沼气处理的影响不可忽视。厌氧反应 器类型的选择应从有机负荷、脱硫、占地、成本等多方面综合考虑。传统的缺 氧好氧处理指硝化反硝化及其组合工艺，以实现有机物和氨氮的同步脱除。这 一工艺段的主要问题有：(一)由于厌氧反应后，氨氮含量有可能升高(高分 子氨化)，而有机物含量和碳氮比迅速降低，可能无法满足反硝化需求，因此 需大量添加外部碳源；(二)为使高浓度氨氮处理达标，需大幅增加硝化段耗 氧并增加工艺段，系统复杂，成本居高不下，企业无法承担。近年来兴起的短 程硝化反硝化工艺可有效解决以上问题，该工艺是通过pH、溶解氧等参数调节， 将硝化控制在亚硝化阶段：(一)节省25％的氧气消耗和40％的碱度消耗；(二) 多级设计时，可实现不添加外部碳源实现氨氮处理达标；(三)通过与后置反 硝化联用，实现总氮处理达标，外部碳源需求大大降低(四)省却氨氮预处理 的步骤，从而大大降低并将成本控制在合理范围。

深度处理的主要目的是去除剩余难降解COD，使废水脱色脱臭并达标排放。 目前主要应用技术有Feton法、微电解及臭氧催化等。Feton法和微电解法有 机物去除率高，脱色效果好，但药剂成本高、劳动强度大、设备腐蚀快、产生 二次污染如大量铁泥，处理难且费用昂贵。非均相催化臭氧氧化技术是今年新 兴的先进技术，利用催化剂大幅强化臭氧的氧化作用，有效增强有机物降解和 脱色效果，同时：(一)节省至少50％臭氧用量；(二)无化学药剂消耗；(三) 无二次污染；(四)占地小，自控程度高，操作便捷。

维生素发酵废水达标排放处理工艺的设计难点在于，如何在实现达标排放 的前提下控制成本在合理范围。采用更加高效经济的新工艺、新技术，并通过 合理的设计可实现这一目标。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种维生素类发酵制药废水达标排放的处 理方法及设备。