環(huán)境工程專業(yè)】畢業(yè)論文 開題報(bào)告 文獻(xiàn)綜述】生物制藥公司廢水處理的工藝設(shè)計(jì)

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1、 (20 屆) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 生物制藥公司廢水處理的工藝設(shè)計(jì) 摘 要 生物制藥公司在其生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水具有COD濃度高、色度及味度大、硫酸鹽濃度高、難于生物降解等特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)某生物制藥公司的廢水進(jìn)行混凝預(yù)處理及生化處理研究,確定其所用的混凝劑為三氯化鐵,每1L廢水中應(yīng)投加濃度為10%質(zhì)量百分比濃度的三氯化鐵0.2ml,最適pH為7.99。經(jīng)過(guò)混凝預(yù)處理后,COD濃度及硫酸鹽濃度均有一定的一下降,從而減少了硫酸鹽對(duì)于后續(xù)生物處理中的微生物的毒害作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可得,該種廢水中含有大量的難生物降解物質(zhì),造成廢水采

2、用普通的生化處理效率低。在本論文中討論了采用其他方式諸如生物強(qiáng)化技術(shù)、紫外光照等對(duì)此種含大量難降解物質(zhì)的廢水的研究情況。文中還通過(guò)試驗(yàn)確定了此種廢水的仄氧水解常數(shù),為4.35d-1。此外,采用活性炭對(duì)此種廢水進(jìn)行吸附,可使出水COD達(dá)到國(guó)家生物制藥行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)GB978-1996,300mg/L,從而為此種廢水的進(jìn)一步處理研究提供參考。 關(guān)鍵詞:生物藥廠廢水;混凝預(yù)處理;生化處理;活性炭吸附 Abstract Antibiotic is the widest-used material in the world. Its

3、 production will produce large amount of waste water, which is higher COD concentration etc. According to Preliminary treatment Study, in the course of coagulate process, the best flocculating agent is Fecl3, The quality concentration is 10%, the quantity is 0.2ml/L,and the waste water pH is 7.99. A

4、fter that the concentrations of COD and SS,are lower so that they will not poison tiny organism later, The efficiency is low because of all the inert constituents. We discussed other methods to treat the effluent strengthening quantity of tiny organism. We determined coefficient of anaerobic decompo

5、sition with experiments is 4.35d. Activated carbon can adsorb COD of water so that it is lower than the standard of producing antibiotic 300mg/L. Keywords: effluent of producing antibiotic; coagulate treatment; Biochemical treatment; aetivatedcarbon absorbing 目錄 1緒論 1 1.1生物制藥公司廢水概述

6、1 1.2生物制藥公司廢水的水質(zhì)特征 2 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)、依據(jù)及原則 3 1.4生物制藥公司廢水處理的工藝評(píng)述 3 1.4.1物化處理 3 1.4.2好氧生物處理 3 1.4.3厭氧生物處理 4 1.4.4組合式廢水處理流程 4 1.4.5其他處理方法 4 2方案選擇 5 2.1混凝處理 5 2.1.1混凝的基本原理 5 2.1.2混凝劑的確定 6 2.1.3 PH值 6 2.1.4投放量 6 2.2生化處理 6 2.2.1 廢水的厭氧處理 6 2.2.2 廢水的好氧處理 8 2.3 活性炭吸附 9 3生物制藥廠廢水處理的工藝設(shè)計(jì)和投資預(yù)算 11 3.

7、1主要處理構(gòu)建筑物設(shè)計(jì) 11 3. 2 工程投資及成本分析 13 3.2.1.工程投資 13 3.2.2.成本分析 14 3.3 經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益 14 4.結(jié)論 15 參考文獻(xiàn) 16 致謝 17 附錄 18 1緒論 1.1生物制藥公司廢水概述 目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的較多的藥物種類就是生物制藥。所謂生物制藥,是指通過(guò)微生物的生命活動(dòng),將糧食等有機(jī)原料進(jìn)行發(fā)酵、過(guò)濾、提煉而成,屬發(fā)酵工業(yè)范圍。此類藥品是具有在低濃度下選擇性抑制或殺滅其它菌種微生物或腫瘤細(xì)胞能力的化學(xué)物質(zhì),是人類控制感染性疾病、保障身體健康及防治動(dòng)植物病害的重要化學(xué)藥品,但是由于

8、抗生素在篩選和生產(chǎn)、菌種選育等方面仍存在著許多技術(shù)難點(diǎn),從而出現(xiàn)原料利用率低、提煉度低、廢水中殘留抗生素含量高等諸多問(wèn)題,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染與不必要的浪費(fèi),影響了生物制藥公司的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)利益。生物制藥生產(chǎn)工藝包括微生物發(fā)酵、過(guò)濾、萃取結(jié)晶、化學(xué)方法提取、精制等過(guò)程。由生物藥廠的生產(chǎn)流程可知,廢水主要為: 1提取工藝的結(jié)晶液、一廢母液,屬高濃度有機(jī)廢水。本類廢水如果不含最終成品,則BoD為4000-13000mL;如果發(fā)酵過(guò)程不正常,發(fā)酵罐出現(xiàn)染菌現(xiàn)象時(shí),導(dǎo)致整個(gè)發(fā)酵過(guò)程失敗,必須將廢發(fā)酵液排放到廢水中,從而增大了廢水中有機(jī)物及抗生素類藥物的濃度,使得廢水中COD、BOD值出現(xiàn)波動(dòng)高

9、峰,此時(shí)廢水的BOD可高達(dá)l04mg/L。 2洗滌廢水,屬中濃度有機(jī)廢水。洗滌水的成份與發(fā)酵廢水相似,BOD為500-1500mg/L。 3冷卻水。廢水中污染物的主要成份是發(fā)酵殘余的營(yíng)養(yǎng)物,如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪和無(wú)機(jī)鹽類,其中包括酸、堿、有機(jī)溶劑和化工原料等。 抗生素廢水是國(guó)際上公認(rèn)的毒性強(qiáng)、處理難度高的工業(yè)廢水。在醫(yī)藥工業(yè)中采用的復(fù)合生物技術(shù)處理抗生素廢水具有較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。抗生素工業(yè)有機(jī)廢水主要是經(jīng)過(guò)提煉后的廢發(fā)酵液,包括蒸餾回收溶媒后的殘留液、離子交換吸附后的廢液以及染菌倒灌的廢液等。廢水中含有高濃度有機(jī)物和懸浮固體,一般不含重金屬和劇毒的化學(xué)物質(zhì),但化學(xué)需

10、氧量很高,排入江河后將嚴(yán)重耗氧,破壞天然水質(zhì)的自凈能力,引起水質(zhì)變黑,傳播病菌,釀成公害。一般情況下,發(fā)酵液中抗生素的分離提取率僅60%-70%,未被提取的抗生素隨廢水排放,因此廢水中含有殘留抗生素及其中間代謝產(chǎn)物,它們會(huì)對(duì)微生物活性產(chǎn)生抑制。同時(shí),培養(yǎng)基的高濃度有機(jī)成分、抗生素發(fā)酵和提取工藝中使用的氨水、硫酸鹽、表面活性劑和酸、堿、有機(jī)溶劑等也隨同結(jié)晶母液一起排放,這些污染組分中的許多物質(zhì)也都對(duì)生物處理過(guò)程有抑制作用。所以抗生素工業(yè)廢水是一類含高硫酸鹽、高氮和多種抑制物的難生物降解高濃度有機(jī)廢水。在眾多的部分發(fā)酵工程制藥產(chǎn)品中,抗生素是目前國(guó)內(nèi)外研究較多的生物制藥,其生產(chǎn)廢水也占醫(yī)藥廢水的大

11、部分。 抗生素廢水可分為:提取廢水、洗滌廢水和其他廢水,廢水排污點(diǎn)見圖1-1。 抗生素廢水的主要來(lái)源包括以下幾個(gè)方面: ①發(fā)酵廢水 本類廢水如果不含有最終成品,BoD:為4000-13000mg/L。 ②酸、堿廢水和有機(jī)溶劑廢水 是在發(fā)酵產(chǎn)品的提取過(guò)程,需采用一些提取工藝和特殊的化學(xué)藥品造成的。 ③設(shè)備與地板等的洗滌廢水 洗滌水的成份與發(fā)酵廢水相似,BOD:為500一巧0mg/L。 ④冷卻水 主要成份是發(fā)酵殘余的營(yíng)養(yǎng)物,如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪和無(wú)機(jī)鹽類,其中包括酸、堿、有機(jī)溶劑和化工原料等到。 因而,該類

12、廢水成份復(fù)雜,有機(jī)物濃度高,溶解性和膠體性固體濃度高,pH值經(jīng)常變化,溫度較高,帶有顏色與氣味,懸浮物含量高,含有難降解物質(zhì)和抑菌性作用的抗生素,并有生物毒性。其具體特征如下: ①COD濃度高5~809 mg/L ② ③存在難生物降解和抑菌作用的抗生素類等毒性物質(zhì) ④硫酸鹽濃度高 ⑤水質(zhì)成份復(fù)雜 ⑥水量小且間歇排放,沖擊負(fù)荷較高 圖1-1生物制藥廠生產(chǎn)廢水排污點(diǎn)示意圖 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)、依據(jù)及原則 以糧食或糖蜜為主要原料生產(chǎn)抗生素生產(chǎn)工藝流程見圖1-2。 下面對(duì)傳統(tǒng)青霉素的生產(chǎn)工藝作簡(jiǎn)單的介紹,以便了解抗菌

13、素類制藥廢水 的來(lái)源和水質(zhì)特征。青霉素是p一內(nèi)酞胺類抗生素的主要代表,生產(chǎn)過(guò)程如下: ①種子制備 ②發(fā)酵生產(chǎn) ③青霉素的提取與精制 圖1-2以糧食或糖蜜為主要原料生產(chǎn)抗生素生產(chǎn)工藝流程 劉言軍等人公司采用自制的聚合氯化硫酸鋁PACS和聚合氯化硫酸鋁鐵PAFCS處理某制藥廠廢水,一次與二次混凝處理COD去除率均在80%以上,可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此外,采用含ca2+復(fù)合絮凝劑對(duì)抗生素制藥廢水進(jìn)行混凝處理,COD去除率可達(dá)71-77%,SS去除率達(dá)87-89%,可大輻度地削減廢水中殘留抗生素的抑菌效力,抗生素處理廢水的藥物效價(jià)去除率大于90%。物化處理還可作為

14、其他處理方式的前處理方式,如絮凝-電解法處理麻黃素廢水,絮凝-厭氧-好氧處理抗菌素廢水。 宋雷等人采用低氧一好氧工藝處理某制藥廢水,處理后各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定,COD去除率為92.5%,用活性污泥法處理小諾霉素發(fā)酵廢水,COD去除率在85.40-89.7%之間。生物接觸氧化法處理含制藥殘液廢水,出水可達(dá)標(biāo):生物膜法處理四環(huán)素工業(yè)廢水,微生物對(duì)廢水COD在2天內(nèi)可達(dá)76%。 UASB十AF處理維C廢水,COD去除率大于80%;而采用常溫UASB反應(yīng)器處理VC、SD和葡萄糖廢水,COD去除率也可大于80%。 混凝+兼氧一好氧生物接觸氧化法十氧化脫色處理?yè)錈嵯⑼磸U水,水解

15、---好氧法處理青霉素、慶大霉素、鏈霉素等十多種產(chǎn)品的生產(chǎn)廢水,均取得了良好的處理效果。還有SBR法處理生物制藥廢水,當(dāng)廢水COD在1180-3061mg/L之間變化時(shí),出水COD都小于300mgL,能滿足國(guó)家制藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。 用納濾膜對(duì)潔霉素廢水進(jìn)行分離,即減少了潔霉素對(duì)微生物的抑制作用,又可回收潔霉素。用聚丙烯中空纖維膜一生物反應(yīng)器處理生物制藥廠廢水,由于生化作用的增強(qiáng)及膜對(duì)微生物及溶解性有機(jī)大分子膠粒的截留,COD、55去除率都有很大的提高,并且由于維持了較長(zhǎng)的泥齡及膜的截留作用,使硝化菌在曝氣池中積累,對(duì)NH:一N去除率可達(dá)80%左右。

16、 2方案選擇 抗生素是目前國(guó)內(nèi)消耗最多的藥品,其生產(chǎn)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是,由于其生產(chǎn)中的很多技術(shù)難題沒(méi)有得到解決,造成抗生素的生產(chǎn)污染嚴(yán)重,其工業(yè)廢水成為含難降解和生物毒性物質(zhì),高色度、高濃度N、S有機(jī)廢水。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)抗生素廢水的治理技術(shù)不多且不成熟,多以好氧為主。由于該類廢水是高濃度的有機(jī)廢水,好氧工藝實(shí)際的處理效率很低。從80年代起,厭氧為卜的厭氧-好氧生物處理組合工藝逐漸成為抗生素廢水處理的主導(dǎo)工藝。國(guó)內(nèi)當(dāng)前采用的好氧、厭氧生物處理工藝在一定程度上代表了抗生素廢水處理的國(guó)際技術(shù)水。 提出可行的治理工藝路線為:前

17、處理厭氧-好氧組合工藝。前處理是使物料的理化性狀適合于后續(xù)生物處理,除調(diào)節(jié)水量、水質(zhì),還有去除生物抑制物質(zhì)的作用?？蛇x擇混凝沉淀法及過(guò)濾法等。厭氧段的目的是利用高效厭氧工藝容積負(fù)荷高,COD去除率高等優(yōu)點(diǎn)。而在好氧段,為了避免在高水力負(fù)荷下,不會(huì)出現(xiàn)硝化菌隨水流失的情況,及保證系統(tǒng)有較高的生物學(xué)量,可引入膜生物技術(shù)。 實(shí)驗(yàn)中用水取自某制藥廠,主要產(chǎn)品為青霉素。取水處為廢水綜合排放口,根據(jù)該廠生產(chǎn)情況,所取廢水主要為洗滌廢水,廢水較渾濁,水溫稍高,溶媒味道較重。經(jīng)過(guò)加濃硫酸進(jìn)行水質(zhì)保存后,在實(shí)驗(yàn)室分析各項(xiàng)指標(biāo)見表2-1。 表2-1原水水質(zhì)分析 混凝澄清法是指在

18、混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為絮凝體,然后予以分離除去的水處理方法。膠體溶液或懸浮液穩(wěn)定的原因是:固體微粒帶有同性電荷形成布朗運(yùn)動(dòng);溶液中的親水膠體,在分子的周圍保持較厚的水層,有形成真溶液的傾向。膠體或懸浮液形成分散體系就是依靠細(xì)微粒度,荷同性電荷以及在水中的溶解作用而形成穩(wěn)定狀態(tài)的,因而必須投加混凝劑來(lái)破壞他們的穩(wěn)定性。混凝就是在混凝劑的離解和水解產(chǎn)物的作用下,使水中膠體污染物質(zhì)和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)并聚集為具有可分離性的絮凝體的過(guò)程,其中包括凝聚和絮凝兩個(gè)過(guò)程,統(tǒng)稱為混凝。 在進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)時(shí),混凝劑選用實(shí)驗(yàn)室常用的五種混凝劑,分別為硯氯化鐵FC、聚合氯化鋁隊(duì)C、聚

19、合硫酸鋁PAS、聚合硫酸鐵PFs及陽(yáng)離子隊(duì)PAM。根據(jù)五種混凝劑的經(jīng)驗(yàn)使用濃度及使用量進(jìn)行混凝劑品種篩選的試驗(yàn),各種混凝劑的經(jīng)驗(yàn)使用量及使用濃度確定混凝處理水力學(xué)條件為:混合階段轉(zhuǎn)速為400:/min,混合時(shí)間為30s;反應(yīng)階段轉(zhuǎn)速為70r/min,反應(yīng)時(shí)間為15min。 2.1.3 PH值 將1000耐原水置于1000ml的燒杯內(nèi),根據(jù)前述所定的混凝條件,分別加入五種混凝劑。在六聯(lián)定時(shí)變速攪拌機(jī)上進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。此時(shí),原水的PH1.69。混凝劑的篩選試驗(yàn)數(shù)在經(jīng)過(guò)進(jìn)行水質(zhì)保存的條件下,三氯化鐵的SS去除率最為理想,出水SS遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),

20、即70mg/L。因而選定在此條件下所用的混凝劑種類為三氯化鐵質(zhì)量百分比濃度10%。 在三氯化鐵使用濃度為10%質(zhì)量百分比濃度,PH7.99及陽(yáng)PAM的使用濃度為0.5%質(zhì)量百分比濃度,PH6.94的情況下,混凝劑經(jīng)驗(yàn)投加量,進(jìn)行混凝劑最適投加量的試驗(yàn)。若以只氯化鐵為混凝劑,每?jī)簭U水中加入0.02gFC,其最佳PH值為7.99;而若以陽(yáng)以M為混凝劑,每llJ廢水中加入0.0025g的陽(yáng)離子PAM,其最佳PH值為6.94?；炷齽┑耐都恿坎⒉皇怯绊憦U水混凝效果的主要因素,它除與水中微粒種類、性質(zhì)和濃度有關(guān)外,還與混凝劑的品種、投加方式及介質(zhì)條件有關(guān),應(yīng)視具體情況而定。對(duì)于有機(jī)高分子絮凝劑

21、對(duì)劑量較為敏感,稍有過(guò)量,就容易造成膠體的再穩(wěn)定。 2.2.1 廢水的厭氧處理 1 廢水的厭氧處理原理 廢水的厭氧處理是在沒(méi)有游離氧的情況下,以厭氧微生物為主對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解,穩(wěn)定的一種無(wú)害化處理方法四。在厭氧生物處理過(guò)程中,復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解,轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物,同時(shí)釋放能量。其中,大部分能量以C值的形式出現(xiàn),可回收利用。同時(shí),僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化,合成新的細(xì)胞組成部分。 1979年布利安特等人提出了厭氧消化的二階段理論,如圖2-1所示。 圖2-1厭氧消化的二階段理論 第一階段,可稱為水解發(fā)酵階段。水解可定義為復(fù)雜的非溶解性

22、的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過(guò)程。高分子有機(jī)物因相對(duì)分子質(zhì)量大,不能透過(guò)細(xì)胞膜,因此不可能為細(xì)菌直接利用,它們?cè)诘谝浑A段被細(xì)胞外酶分解為小分子。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。而后在發(fā)酵細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并被分泌到細(xì)胞外。發(fā)酵是有機(jī)化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過(guò)程,在此過(guò)程中,溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物。這一階段的主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、酸類、乳酸、COZ、HZ、HZS、甲氨等。與此同時(shí),酸化菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。第一階段,稱為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段,是由一類專門的細(xì)菌,稱為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌,將丙酸、丁

23、酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、C2、H。第三階段,稱為產(chǎn)甲烷階段。由產(chǎn)甲烷菌利用乙酸、H、CO,產(chǎn)生CH。 2難降解生物制藥有機(jī)物的厭氧處理 Giger和Robert定義“難生物降解”為:如果一個(gè)化合物在一種特定的環(huán)境下,經(jīng)歷任意長(zhǎng)時(shí)間仍保持它的同一性,就可將這個(gè)化合物定義為難生物降解化合物。這其中也包括某些可以生物降解的化學(xué)品,在某些環(huán)境條件下可能變成難生物降解物質(zhì)。難生物降解的有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)阻止了各種不同程度的微生物降解。慶幸的是出現(xiàn)了一個(gè)全新的厭氧生物技術(shù),即難生物降解物質(zhì)共代謝二級(jí)處理。許多含有低濃度難生物降解有機(jī)物的工業(yè)廢水具有足夠的BOD和COD,可作為一級(jí)基質(zhì)供二級(jí)

24、代謝,而不需要向廢水中補(bǔ)充其他電子供體。 3厭氧水解常數(shù)的確定 根據(jù)前述,可以看出此種廢水中含有大量的難降解物質(zhì),采用普通的生物法難以實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。因而在此處,選擇了在厭氧水解之后加入好氧曝氣工藝,以保證廢水中可生物降解的物質(zhì)全部降解掉。 2.2.2 廢水的好氧處理 (1)好氧處理原理 好氧生物處理是在提供游離氧的前提下,以好氧微生物為主,使有機(jī)物降解穩(wěn)定的無(wú)害化處理方法。廢水中存在的有機(jī)污染物,乍要以膠體、溶解狀為主,作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源。這些高能位的有一機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng),逐級(jí)釋放能鼠,最終以低能位的無(wú)機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來(lái)。好氧生物處理的過(guò)程,如圖

25、2-2示。 圖2-2廢水好氧生物處理過(guò)程示意圖 有機(jī)物被微生物攝取后,通過(guò)代謝活動(dòng),一方面被分解穩(wěn)定,并提供微生物生命活動(dòng)所需的能量:另一方面被轉(zhuǎn)化,合成為新的原生質(zhì)的組成部分,即微生物自身生長(zhǎng)繁殖。這一部分就是廢水生物處理中的活性污泥或生物膜的增長(zhǎng)部分,通常稱為剩余活性污泥或生物膜。 (2)曝氣原理及設(shè)計(jì) 曝氣是采用一定的技術(shù)措施,通過(guò)曝氣裝置所產(chǎn)生的作用,使混合液處于強(qiáng)烈攪動(dòng)的狀態(tài),并使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去?？諝庵械难跸蚧旌弦褐械霓D(zhuǎn)移一般是以劉易斯和惠特曼的雙膜理論為基礎(chǔ)。雙膜理論的主要論點(diǎn)是:當(dāng)氣、液兩相接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接觸界面的兩側(cè),存在

26、著氣體與液體的邊界層,即氣膜和液膜。氣膜和液膜間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度屬于層流,而在其外的兩相體系中均為紊流。氧的轉(zhuǎn)移是通過(guò)氣、液膜間進(jìn)行的分了擴(kuò)散和在膜外進(jìn)行為了保證充分曝氣,需確定好氧曝氣時(shí)間。采用微孔曝氣器,好氧活性污泥取自昆明市第四污水處理廠SBR流程,活性污泥濃度為2233Omg/L。取150ml污泥與300ml水混合,調(diào)節(jié)原水pH值至中性,好氧曝氣時(shí)間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖2-3所示: 圖2-3好氧曝氣時(shí)間的確定 從圖2-3中可以看出,當(dāng)曝氣3-3.5小時(shí)時(shí),原水中的COD濃度不再發(fā)生變化,即為可降解物質(zhì)都己經(jīng)降解完成,因而可確定好氧曝氣時(shí)間為4小時(shí)。 2.3 活性炭吸附

27、 固體表面由于存在著未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力,而使所接觸的氣體或溶質(zhì)被吸引并保持在固體表面上,這種表面現(xiàn)象稱為吸附。固體都有一定的吸附作用,但具有實(shí)用價(jià)值的吸附劑是比表面積較大的多孔性固體。活性炭就因?yàn)榫哂休^大的比表面積而具有較高的吸附能力,可用作吸附劑。吸附劑與被吸附物質(zhì)之間是通過(guò)分子間引力即范德華力而產(chǎn)生吸附的,稱為物理吸附;吸附劑與被吸附物質(zhì)之間產(chǎn)生化學(xué)作用,生成化學(xué)鍵引起吸附的,稱為化學(xué)吸附;離子交換吸附是指一種吸附質(zhì)的離子,由于靜電引力,被吸附在吸附劑表面的帶電點(diǎn)。一定的吸附劑能吸附物質(zhì)的數(shù)量與此物質(zhì)的性質(zhì)及其濃度和溫度有關(guān)。表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。目

28、前常用有兩個(gè):①弗勞德利希吸附等溫式;②朗格繆爾吸附等溫式。 (l)吸附劑的理化性質(zhì) 一般是極性分子或離子型的吸附劑容易吸附極性分子或離子型的吸附質(zhì),非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性分子型的吸附質(zhì)。吸附劑的顆粒大小、孔隙構(gòu)造和分布情況,以及表面化學(xué)特性等,對(duì)吸附也有很大的影響。 (2)吸附質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì) 吸附質(zhì)的溶解度越低,越容易吸附。吸附質(zhì)的濃度增加,吸附量也是隨之增加:但濃度增加到一定程度后,吸附量增加很慢。如果吸附質(zhì)是有機(jī)物,其分子尺寸越小,吸附反應(yīng)就進(jìn)行得越快。 (3)廢水的PH值 pH值對(duì)吸附質(zhì)在廢水中的存在形態(tài)分子、離子、絡(luò)合物等

29、和溶解度均有影響,因而吸附效果也就相應(yīng)地有影響。廢水pH值對(duì)吸附的影響還與吸附劑性質(zhì)有關(guān)?；钚蕴恳话闶窃谒嵝匀芤褐斜仍趬A性溶液中有較高的吸附率。 (4)溫度 吸附反應(yīng)通常是放熱的,溫度越低對(duì)吸附越有利。但在廢水處理中,一般溫度變化不大,溫度對(duì)吸附過(guò)程影響很小,實(shí)踐中通常在常溫下進(jìn)行吸附操作。 (5)共存物的影響 共存物質(zhì)對(duì)主要吸附質(zhì)的影響比較復(fù)雜。有的能相互誘發(fā)吸附,有的能相當(dāng)獨(dú)立地被吸附,有的則能相互起干擾作用。當(dāng)多種吸附質(zhì)共存時(shí),吸附劑對(duì)抗生素廢水的活性炭吸附某一種吸附質(zhì)的吸附能力要比只含這種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力低。懸浮物會(huì)阻塞吸附劑的孔隙,對(duì)吸附有很大影響。

30、因此在吸附操作之前,必須將它們除去。 (6)接觸時(shí)間 吸附質(zhì)與吸附劑要有足夠的接觸時(shí)間,才能達(dá)到吸附平衡。平衡所需時(shí)間取決于吸附速度,吸附速度越快,達(dá)到平衡所需時(shí)間越短。 3生物制藥廠廢水處理的工藝設(shè)計(jì)和投資預(yù)算 l功能:攔截廢水中較小的漂浮物,減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷,保證正常運(yùn)行。 2設(shè)計(jì)參數(shù): 格柵選用機(jī)械格柵。 柵條間隙: 8mm 格柵傾角: 600° 3運(yùn)行:根據(jù)柵前柵后水位差自動(dòng)運(yùn)行,連續(xù)清理截流物,也可定時(shí)或人工啟停。 4主要工程內(nèi)容:污水經(jīng)泵房提升后進(jìn)入 LxBxH3.20x8.20xl.

31、30m方形渠道,方形渠道后一漸變渠道長(zhǎng)Zm,渠道兩端寬度為4.20m,漸變后為3條寬1.0m,長(zhǎng)6.5m,深度1.3Om的鋼筋混凝土直壁式平行渠道,在2條渠道上裝回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī),除污機(jī)前后加裝SO0xl000閘板。另1條渠道只裝閘板,格柵機(jī)等遠(yuǎn)期再裝。 l功能:將廢水中物理、化學(xué)及生物性質(zhì)不同的無(wú)機(jī)顆粒和有機(jī)顆粒懸浮物進(jìn)行分離,以便于分別最終處置。 2主要設(shè)計(jì)參數(shù) 3設(shè)計(jì)流量:6000om3/d x l.36; 4運(yùn)行:沉砂池與進(jìn)水同步運(yùn)轉(zhuǎn),除砂泵與砂水分離器定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。沉砂經(jīng)除砂泵送至砂水分離器,經(jīng)砂水分離后裝車外運(yùn)。 5主要工程內(nèi)容:采用旋流式沉

32、砂池兩座,近期一座,遠(yuǎn)期一座;單座尺寸:直徑3.65m,池高4.30m。沉砂池前設(shè)有長(zhǎng)度為9.Om的進(jìn)水渠道,渠道寬0.75m,兩座沉砂池上的進(jìn)水渠道分別安裝有閘閥。每個(gè)沉砂池配有除砂設(shè)施一套。 池?cái)?shù)1座 l功能:藥廠廢水及回流污泥混合液在氧化溝活性污泥的作用下,實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解,從而去除一定的BOD、COD;缺氧、好氧狀態(tài)的循環(huán)交替,可實(shí)現(xiàn)處理的效果;污泥在氧化溝中經(jīng)初步好氧穩(wěn)定,沉降性能得到改善。 2設(shè)計(jì)參數(shù): 設(shè)計(jì)流量:60000m3/d 污泥負(fù)荷:0.082kgBODS/kgMLsS.d; BODS/kgMLsS.d;

33、污泥濃度:4000~4500mg/L; 有效泥齡:16d; 停留時(shí)間:11h。 3運(yùn)行:連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 4主要工程內(nèi)容:氧化溝兩組,每座尺寸為L(zhǎng)、BxH、 61.7x30.6x4.50m,每座氧化溝設(shè)倒傘表曝機(jī)3臺(tái),電動(dòng)回轉(zhuǎn)調(diào)解堰一臺(tái),不同功率的潛水?dāng)嚢铏C(jī)共6臺(tái)。 1功能:終沉池是生物處理過(guò)程中不可缺少的一個(gè)組成部分,其主要作用是進(jìn)行混合液的固液分離,與氧化溝的生物反應(yīng)相配合以達(dá)到最終從污水中去除、分離有機(jī)物的目的。 2設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量: 30000m3/d× 最大表面負(fù)荷:1.28m3/m 2.h; 平均表面負(fù)

34、荷:0.88 m3/m 2.h; 最大堰上負(fù)荷:1.341/ m.s; 平均堰上負(fù)荷:0.921/ m.s; 沉淀時(shí)間: 2.2h。 3運(yùn)行:連續(xù)運(yùn)行。 4主要工程內(nèi)容:甲30.0m圓形沉淀池兩座,池深4.5m,每座與一組氧化溝相對(duì)應(yīng),池內(nèi)設(shè)中心傳動(dòng)單管吸泥機(jī)一臺(tái)。 l功能:使處理后的廢水在出廠前與二氧化氯有足夠的接觸時(shí)間,保證滅菌效果。 2設(shè)計(jì)參數(shù) 接觸時(shí)間:30min 3運(yùn)行:連續(xù)運(yùn)行 4主要工程內(nèi)容:鋼筋混凝土接觸池一座,結(jié)構(gòu)尺寸LxBxH-20.0xl3.5x2.90m。 l功能:將終

35、沉池中產(chǎn)生的污泥一部分回流至氧化溝中,另一部分輸送到 貯泥池。 2主要設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)回流污泥:1500m3 設(shè)計(jì)回流比:50%-120%; 設(shè)計(jì)剩余污泥:60m3H污泥含水率99.2%。 3運(yùn)行:連續(xù)運(yùn)行; 4主要工程內(nèi)容:污泥泵房一座,結(jié)構(gòu)尺寸LxBxH二4.4Ox4.0Ox5.0m。設(shè)有回流污泥潛污泵3臺(tái),一用一備,Q750耐爪,H7m;剩余污泥潛污泵2臺(tái),一用一備,Q二60擴(kuò)爪,H7m。 l功能:位于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的污泥泵房和間歇運(yùn)行的污泥脫水機(jī)之間,起調(diào)解和貯存污泥的作用。 2設(shè)計(jì)參數(shù) 停留時(shí)間:小于1小時(shí)

36、。 3運(yùn)行:潛水?dāng)嚢铏C(jī)間歇運(yùn)行,以防止污泥沉淀。 4主要工程內(nèi)容:貯泥池一座,內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)一臺(tái), N0.75kw。 l功能:污水經(jīng)二級(jí)處理后,水質(zhì)得到很大改善,細(xì)菌含量也大幅度下降,但仍有大量細(xì)菌存在,并有病原菌存在的可能,因此排入水體之前應(yīng)進(jìn)行消毒處理。 2設(shè)計(jì)參數(shù) 最大加氯標(biāo)準(zhǔn):8mg/L,最大加氯量20kg/h。液氯貯量:30d用量。 3運(yùn)行:與污水處理協(xié)調(diào)季節(jié)性運(yùn)行。以流量配比方式控制加氯機(jī)的氯加量。 4主要工程內(nèi)容: 加氯間一座,其中包括氯庫(kù)、液氯蒸發(fā)室等。加氯間尺寸:LxBxH17.7xlo.sxs.3m,設(shè)備:

37、自動(dòng)加氯機(jī)20kg/h,2臺(tái),l臺(tái)工作,1臺(tái)備用,蒸發(fā)器1套,壓力自動(dòng)切換裝置1套;漏氯檢測(cè)儀1臺(tái),YL一1000氯瓶10個(gè);SGT-Z地上衡2臺(tái)。DL型2t橋式吊車1臺(tái)。氯中和吸收裝置1套。 3. 2 工程投資及成本分析 通過(guò)對(duì)廢水處理方案進(jìn)行投資概算,本工程項(xiàng)目總投資為 1560 萬(wàn)元,噸水投資 0.39萬(wàn),投資費(fèi)用如表 3.1 所示。 表3.1 投資費(fèi)用 序號(hào) 項(xiàng)目 投資(萬(wàn)元) 6 調(diào)試費(fèi)用 15 7 項(xiàng)

38、目總投資 1560 本工程廢水處理站成本分析如表 3.2 所示: 表3.2 廢水處理站成本 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 金額 12 年總處理水量 萬(wàn)m3 146 3.3 經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益 環(huán)境文明是社會(huì)物質(zhì)文明的基礎(chǔ),廢水污染的防治不僅創(chuàng)造了良好的生活環(huán)境,同時(shí)也是生產(chǎn)工作的必要條件,通過(guò)對(duì)公司廢水的防治,減少環(huán)境污染程度。本項(xiàng)目的建成,大大降低藥廠污水對(duì)環(huán)境的污染,對(duì)保護(hù)自然水體環(huán)境起到較大作用。明顯改善廠區(qū)周邊地區(qū)水體,有助于消除廠區(qū)水質(zhì)污染,促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。 經(jīng)過(guò)試驗(yàn),可得

39、如下結(jié)論: 1、針對(duì)此種廢水,其混凝處理的最佳條件為:混凝劑品種為三氯化鐵,質(zhì)量百分比濃度為10%,每lL廢水中需投加此種混凝劑0.2ml,其最適pH值為7.99。 2、進(jìn)行廢水的生化處理,可知廢水中含有大量的隋性物質(zhì)、難降解物質(zhì)。 3、在T33士1℃的條件下,確定其厭氧水解常數(shù)為:Kh4.35d。 4、由于廢水中含有多種有機(jī)化合物,在用活性炭進(jìn)行吸附試驗(yàn)時(shí),表現(xiàn)了一定的競(jìng)爭(zhēng)作用,活性炭總吸附量不高。 5、對(duì)于厭氧處理中的硫酸鹽,它的去除與廢水中所含的COD有一定的關(guān)系。 參考文獻(xiàn) [1]許保玖.當(dāng)代給水與廢水處理原理[M],北京:北京高等教育出版社,19

40、90. [2]高俊發(fā).污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 [3]張忠祥,錢易.廢水生物處理新技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004. [4]水處理工程典型設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. [5]高廷耀,顧國(guó)維.水污染控制工程-第2版,北京:高等教育出版社,2004. [6]茹改霞.探討現(xiàn)代醫(yī)院廢水處理與方法[J].廣東科技,2007, 9:99-100. [7]胡平,丁德玲,孫春寶.醫(yī)院廢水處理中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2O07,4:29-30. [8]杜汪洋,彭書傳,汪家權(quán),陳金思.小型醫(yī)院廢水處理工藝與工程實(shí)例[

41、J].安徽化工,2006,5:47-49. [9] 劉鳳儒,高培柱,高連城.醫(yī)院污水處理的方案選擇[J].化工給排水設(shè)計(jì),1997,2:36-37. [10]袁東,郭愛婷.A/O 強(qiáng)化二段生物接觸氧化+ 二氧化氯接觸消毒工藝處理醫(yī)療廢水實(shí)例[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2006,311:129-131. [11]印輝,王宇.CASS 工藝在醫(yī)院污水處理中的應(yīng)用[J].江蘇環(huán)境科技,2003,162:16- 17. 附錄 附錄A平面布置圖 附錄B高程圖 文獻(xiàn)綜述 醫(yī)藥廢水工藝和發(fā)展研究 一、前言部分 藥品按其特點(diǎn)可分為抗生素、有機(jī)藥物、無(wú)機(jī)藥物和中草藥4大類。目前我國(guó)生產(chǎn)的常

42、用藥物達(dá)2 000種左右,不同種類的藥物采用的原料種類和數(shù)量各不相同。此外,不同藥物的生產(chǎn)工藝及合成路線又區(qū)別較大。在醫(yī)藥的生產(chǎn)過(guò)程中往往需要將生物、物理和化學(xué)等諸多工藝進(jìn)行綜合,因此產(chǎn)生的制藥廢水的組成十分復(fù)雜。 生物制藥工業(yè)廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各類制劑生產(chǎn)過(guò)程的洗滌水和沖洗廢水四大類。制藥企業(yè)產(chǎn)生的污水因其污染物多屬于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒、有害和生物難以降解的有機(jī)物質(zhì),對(duì)水體造成嚴(yán)重的污染。同時(shí)工業(yè)污水還呈明顯的酸、堿性,部分污水中含有過(guò)高的鹽分。這些特點(diǎn)都讓制藥污水成為水處理行業(yè)中較為難處理的一種污水。隨著我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展,制藥廢水已逐漸成

43、為重要的污染源之一,如何處理該類廢水是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)的一個(gè)難題。 生物制藥工業(yè)廢水常用的處理方法大多為物化法、化學(xué)法、生化法、其他組合工藝等。而傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法,由于化學(xué)藥品昂貴,處理費(fèi)用較高,企業(yè)難以承受,況且化學(xué)方法又容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。目前,國(guó)際上普遍采用的是厭氧-好氧組合技術(shù)處理制藥廢水。 二、目前生物制藥廢水的處理工藝 生物制藥廢水處理目前已有一些比較成熟的工藝, 如生物接觸氧化法、普通污泥法、混凝沉淀法、接觸氧化法等, 處理效果均可使出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996的規(guī)定[3]

44、。 2.1 生物接觸氧化工藝處理制藥廢水 2.1.1 生物接觸氧化工藝原理 該廢水處理工藝的設(shè)計(jì)應(yīng)先采用混凝反應(yīng)沉淀預(yù)處理法去除廢水中大部分難生物降解的大分子有機(jī)物、懸浮物和色度,以減輕后續(xù)處理的負(fù)荷,并提高廢水的可生化性,再利用生物接觸氧化法有效地去除廢水中的有機(jī)污染物。 2.1.2 處理的工藝流程圖 1用分段法提高凈化能力。生化過(guò)程分為兩個(gè)階段。首先是有機(jī)物被吸附在污泥上或惠存在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生物合成,這個(gè)吸附合成速度很快。第二階段的生化過(guò)程以氧化為主,速度較慢。 2用加接觸層的辦法來(lái)提高沉淀池效率。對(duì)沉淀池的生物膜采取沉淀的辦法,而對(duì)細(xì)小的懸浮物采取濾層截留

45、的辦法,沉淀池取上升流速6.5~7.5m/h;澄清區(qū)停留15min。 3接觸氧化工藝只需0.5~1.0h就可以達(dá)到活性污泥工藝8h的效果。主要靠生物膜,把氧化池分為兩段,沉淀池加接觸層,接觸氧化池分離下來(lái)的污泥含有大量氣泡,宜采用氣浮法分離 4由于填料比表面積大,池內(nèi)充氧條件良好,池內(nèi)單位容積的生物固體量較高,因此,生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷; 5由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多,水流完全混合,故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力; 6剩余污泥量少,不存在污泥膨脹問(wèn)題,運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。 2.2 SBR工藝處理制藥廢水 2.2.1 SBR工藝原理SBR是

46、序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡(jiǎn)稱,是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法。SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作,SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。 2.2.2 SBR工藝適用范圍 主要構(gòu)造:格柵、初沉池、調(diào)節(jié)池、SBR反應(yīng)池 適用范圍:1中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水,尤其是間歇

47、排放和流量變化大的地方。2需要較高出水水質(zhì)的地方,如風(fēng)景旅游區(qū),湖泊等不但,不但要除去有機(jī)物,還要求出水中除磷脫碳,防止河湖富營(yíng)養(yǎng)化。3水力資源緊缺的地方。4用地緊張的地方。5適合處理小水量,間歇排放的工業(yè)廢水和分散點(diǎn)源污染的治理。 2.2.3 SBR工藝特點(diǎn) 1 SBR的運(yùn)行采用PLC控制,運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。 2 SBR法可保持水中較高的污泥濃度,系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行及污泥培養(yǎng)及馴化均比較容易。在運(yùn)行初期出現(xiàn)的微生物有豆形蟲、草履蟲等一類游泳型纖毛,在處于正常運(yùn)行且降解有機(jī)物效果好時(shí), 出現(xiàn)大量菌膠團(tuán),有大量草履蟲、鐘蟲和累枝蟲出現(xiàn) 。 3 SBR工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,出水水質(zhì)優(yōu)良:出

48、水COD指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于要求的300mg/l,最好可達(dá)到40mg/l左右 。 4 SBR池有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。分析是因?yàn)橥ㄟ^(guò)調(diào)整SBR反應(yīng)器單池的運(yùn)行周期和整體的進(jìn)水時(shí)序和排水時(shí)序,適應(yīng)了廢水水量和水質(zhì)的波動(dòng),保證出水水質(zhì) 。 5 SBR工藝省去了二沉池,采用靜置沉淀方式,沉淀效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于活性污泥法,使其出水較常規(guī)活性污泥法明顯改善 。 6污泥量少:系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量極少,幾乎不需啟動(dòng)污泥處理系統(tǒng),進(jìn)一步減少了運(yùn)行費(fèi)用。 2.3混凝沉淀法(三氯化鐵)處理制藥廢水 混凝是通過(guò)向水中投加藥劑使膠體物質(zhì)脫穩(wěn)并聚集成較大的顆粒,以使其在后續(xù)沉淀過(guò)程中分離或在過(guò)濾過(guò)程中能被截

49、除。天然水中含有各種懸浮物、膠體和溶解物等雜質(zhì),呈現(xiàn)出濁度、色度、嗅和味等水質(zhì)特征。由于膠體物質(zhì)本身的布朗運(yùn)動(dòng)特性以及所具有的電荷特性在水中可以長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài),即具穩(wěn)定性,很難考重力自然沉降除去。通過(guò)向水中投加混凝劑可使膠體穩(wěn)定狀態(tài)破壞,脫穩(wěn)之后的膠體顆粒則可借助一定的水里條件通過(guò)碰撞而彼此聚集絮凝,形成足以靠重力沉淀的較大的絮體,從而易于從水中分離。向原水投加混凝劑,以破壞水中膠體顆粒的穩(wěn)定狀態(tài),使顆粒易于互相接觸而吸附的過(guò)程稱為凝聚。通過(guò)膠體間以及和其他顆粒間的互相碰撞和聚集,從而形成易于從水中分離的物質(zhì)稱為絮凝。這兩個(gè)階段共同構(gòu)成了水的混凝過(guò)程。 混凝原理主要取決于三種作用:

50、 (1)壓縮雙電層作用: 水中粘土膠團(tuán)含有吸附層和擴(kuò)散層,合稱雙電層。雙電層中正離子濃度由內(nèi)向外逐漸降低,最后與水中的正離子濃度大致相等。因此雙電層有一定的厚度。如向水中加入大量電解質(zhì),則其正離子就會(huì)擠入擴(kuò)散層而使之變薄;進(jìn)而擠入吸附層,使膠核表面的負(fù)電性降低。這種作用稱壓縮雙電層。當(dāng)雙電層被壓縮,顆粒間的靜電斥能就會(huì)降低。當(dāng)降至小于顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí),顆粒就能相互吸附凝聚。凝聚顆粒在水的紊流中彼此易碰撞吸附,形成絮凝體(亦稱絨體或礬花)。絮凝體具有強(qiáng)大吸附力,不僅能吸附懸浮物,還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)。絮凝體通過(guò)吸附,體積增大而下沉。 (2)吸附架橋作用: 吸附橋

51、的作用主要用來(lái)解釋高分子混凝劑的作用過(guò)程。鐵鹽以及其他高分子棍凝劑溶于水后,經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物,具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒所強(qiáng)烈吸附。因其線性長(zhǎng)度較大.當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后,另一端又吸附另一膠粒,在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋,使顆粒逐漸結(jié)大,形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過(guò)程,稱為絮凝。 (3)網(wǎng)捕作用: 當(dāng)金屬鹽做混凝劑時(shí),如果投加量非常大,足以達(dá)到沉析金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時(shí),水中膠體顆粒可被這些沉析物在形成時(shí)所網(wǎng)捕,從而隨之一起沉淀。此時(shí)膠體膠體顆粒的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有太大的改變,基本上是一種機(jī)械作用,只

52、是成為金屬氫氧化物沉淀的核心。 2.3.2 混凝劑和助凝劑 混凝劑用于水處理中的混凝劑應(yīng)符合如下要求:混凝效果良好,對(duì)人體健康無(wú)害,價(jià)廉易得,使用方便?；炷齽┑姆N類較多,主要有以下兩大類:1無(wú)機(jī)鹽類混凝劑目前應(yīng)用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。2高分子混凝劑高分子混凝劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)的兩種。聚合氯化鋁和聚合氧化鐵是目前國(guó)內(nèi)外研制和使用比較廣泛的無(wú)機(jī)高分子混凝劑。有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的。我國(guó)當(dāng)前使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺。當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí),可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果,這種輔助藥劑稱為助凝劑。助凝劑可用以調(diào)節(jié)或改善混凝的條件。 影響混凝效果的因素:由于膠體的

53、混凝過(guò)程非常復(fù)雜,原水水質(zhì)又各異,因此混凝效果好壞受許多因素影響,主要有水溫、水的PH和碳度、原水水質(zhì)、水里條件及混凝劑種類及投加量等。 混凝沉淀工藝是目前給水處理、中水處理和部分污水處理的核心工藝,主要包含混合、絮凝、沉淀三個(gè)工藝流程,它承擔(dān)著水處理中 95%以上的負(fù)荷,已有 150 余年的歷史?；炷恋砉に囍?對(duì)指定的絮凝劑,影響處理效果的主要是動(dòng)力學(xué)控制方式和方法。混凝沉淀動(dòng)力學(xué)控制方式由流動(dòng)邊界決定,與工藝池型密切相關(guān)?；旌显O(shè)施方面, 歐、美、日凈水廠通常采用快速機(jī)械攪拌器G 700~1000 s-1 ,其強(qiáng)調(diào)混合快速均勻,機(jī)械攪拌能隨原水的水質(zhì)、加藥量和藥劑種類的變化作相

54、應(yīng)調(diào)整來(lái)達(dá)到最佳處理效果。我國(guó)城市水廠多采用比較簡(jiǎn)單的加藥混合方式與設(shè)備,只有少數(shù)水廠采用機(jī)械撐攪拌混合裝置。 絮凝過(guò)程是提供合適的流體動(dòng)力學(xué)條件,使混合過(guò)程形成的微小絮體凝聚長(zhǎng)大至沉淀所需尺度和密度的過(guò)程。絮凝動(dòng)力學(xué)控制手段與絮凝池池型密切相關(guān),絮凝池發(fā)展過(guò)程中,衍生了不同的絮凝池型,包括水力旋流絮凝池、往復(fù)式隔板絮凝池、?轉(zhuǎn)絮凝池、網(wǎng)格絮凝池、波紋板絮凝池、孔室絮凝池、格網(wǎng)和柵條絮凝池等水力池型和機(jī)械攪拌池型(機(jī)械攪拌絮凝池)。通常采用多檔變速機(jī)械攪拌G 70~20 s-1 , t 30~40min,我國(guó)近年來(lái)在新型絮凝池研究上達(dá)到較高水平,但我國(guó)水廠采用的絮凝設(shè)施多是根據(jù)傳統(tǒng)絮凝

55、劑的凈水特點(diǎn)設(shè)計(jì),不能充分發(fā)揮新型高效絮凝劑的作用,需要使用如接觸凝聚反應(yīng)器、攔截沉淀反應(yīng)器、微渦旋反應(yīng)器、深床接觸凝聚過(guò)濾反應(yīng)器等絮凝反應(yīng)器,強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程的接觸絮凝作用和微渦旋狀態(tài),從而大大提高沉淀或過(guò)濾效率,使反應(yīng)、沉淀和過(guò)濾工藝有機(jī)結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)絮凝機(jī)理工藝化, 使混凝設(shè)施和新藥劑發(fā)展同步 [11-13] 。 先由鐵屑與鹽酸反應(yīng), 制備Fe Cl3溶液, 制備的反應(yīng)式為: Fe+ 2HC l FeCl2+ H2 ↑ 2FeCl2+ Cl2 2FeCl3 2FeCl2 + H2O2+ 2HC l 2FeCl3+ 2 H2O 3FeCl2 + HNO3

56、 + 3HC l 3FeCl3+ 2 H2O + NO ↑ FeCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,溶于水后Fe3+發(fā)生水解,使溶液顯酸性。 FeCl3+3H2OFeOH3+3HCl 離子方程式為Fe3++3H2OFeOH3+3H+ 三氯化鐵用于污水措置,以除去水中的重金屬和磷酸鹽 ,三氯化鐵是飲用水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水、城市污水及游泳循環(huán)不處理的高效廉價(jià)絮凝劑,具有顯著的沉淀重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。與其它廢水處理絮凝劑相比,其主要特點(diǎn)如下:形成的礬花密實(shí)、沉降快也能減少跑礬花現(xiàn)象,使濾池反沖洗次數(shù)減少;處理成本降低30%以上;

57、絮凝性能優(yōu)良,沉降速度高于鋁鹽系列絮凝劑,且形成的礬密實(shí),產(chǎn)生污泥量少,大大節(jié)省污泥處理費(fèi)用;適應(yīng)水體pH值范圍廣,為4-12,最佳pH值范圍6-10;對(duì)低溫渾濁水處理效果要優(yōu)于其它絮凝劑;使用后無(wú)二次污染。 三、總結(jié)部分 采用混凝沉淀和三氯化鐵的組合工藝處理醫(yī)藥工業(yè)廢水,是將混凝沉淀工藝與消毒工藝相結(jié)合。該工藝具有處理效果好,效率高,運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn),且其出水的各項(xiàng)污染指標(biāo)也均可達(dá)到國(guó)家GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),其水質(zhì)排放指標(biāo)即:COD<100 mg/L,BOD5<30 mg/L,SS<70 mg/L,pH值6~9,揮發(fā)酚<0.5 mg/L、石油類<5

58、 mg/L,可實(shí)行的制藥廢水處理技術(shù)。 四、參考文獻(xiàn) [1]許保玖.當(dāng)代給水與廢水處理原理[M],北京:北京高等教育出版社,1990. [2]高俊發(fā).污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 [3]張忠祥,錢易.廢水生物處理新技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004. [4]水處理工程典型設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. [5]高廷耀,顧國(guó)維.水污染控制工程-第2版,北京:高等教育出版社,2004. [6]茹改霞.探討現(xiàn)代醫(yī)院廢水處理與方法[J].廣東科技,2007, 9:99-100. [7]胡平,丁德玲,孫春寶.醫(yī)院廢水處理中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2O07,4:29-30. [8]杜汪洋,彭書傳,汪家權(quán),陳金思.小型醫(yī)院廢水處理工藝與工程實(shí)例[J].安徽化工,2006,5:47-49. [9] 劉鳳儒,高培柱,高連城.醫(yī)院污水處理的方案選擇[J].化工給排水設(shè)計(jì),1997,2:36-37. [10]袁東,郭愛婷.A/O 強(qiáng)化二段生物接觸氧化+ 二氧化氯接觸消毒工藝處理醫(yī)療廢水實(shí)例[J].環(huán)境科學(xué)與管理,