高浓度抗生素废水处理方案(哈药总厂) 18页

errvironmerttji!&technofogy吩醐师j鵬姗關館限公rtl哈药总厂废水分析报告黑龙江大学恒利福环保技术研究所n第一部分报告说明目录第二部分废水的性质和特征.废水显色的原因二.抗生素的发酵过程对废水的影响三.培养基成分探究第三部分高浓度废水处理实验和结果一.实验0的和要求.实验内容和原理三.主要仪器设备四.实验方法五.实验数据记录和处理六.处理结论第四部分试验结果与分析第五部分处理废水使用的药品.复合絮凝剂：FAP-10二.高分子絮凝剂：CTO-MAX第六部分其他废水样的分析第七部分处理工艺流程设想12234666677891212121315n第一部分报告说明抗生素工业废水是一类高色度含难降解和生物毒性物质多的高浓度有机废水，废水排放量大，且0前处理工艺都不够理想，严重危害水体环境，处理抗生素废水己是一个全球性的处理工业废水的难题。针对哈药集团总厂（以下简称哈药）高浓度抗生素制药废水，我们根据其特点进行了大量的实验研宄工作，在对其预处理中通过加药絮凝沉降工艺，可将高浓度废水的COD值大幅度降低，实验室的稳定降低均值为73%。大幅度降低高浓度废水的COD,可为后续生物处理工艺减轻负荷，直接有效且节省投资。恒利福环保技术研究所（以下简称恒利福研究所）在经过大景实验，对哈药高浓度水质进行化学分析，使用药剂对哈药来水样进行化学处理，同时契合哈药现有水处理工艺，已得出一套完成的处理方案。在此报告中，将详细述明：1.恒利福研究所通过实验分析研究得出的哈药高浓度抗生素废水其中含有的一系列成分物质；2.恒利福研究所对哈药来水样处理过程中，在众多实验数据积累过程中获得的加药量的最佳配比的变化值；3.恒利福研究所使用复配和改性药剂的处理性能和说明；4.恒利福研究所同时对哈药集团的综合废水和哈药六厂废水处理进行说明；5.恒利福研宄所提出供哈药集团工艺改进的可行性方案。n第二部分废水的性质和特征哈药高浓度抗生素废水呈酸性，pH值为4.5;其化学需氧量（CODCr）高，平均浓度为20000±2000mg/l;具有高浓度的悬浮物（SS）成分；废水含有溶剂型着色物质，色度高，色度一般在10⑻以上；废水中的难处理组分中含存大量的右机物质（包括：微生物菌体蛋白和发酵副产物），高浓度的可溶性有机物质（包括：氨基酸，脂肪，碳水化合物有机酸，氮，磷等）和大量溶剂（包括：乙酸戊脂，乙酸丁酯、丁酮等）；废水中含有高浓度的盐，丼盐度为98⑻mg/1，S042—浓度为1600mg/lo一.废水显色的原因废水显色的原因是含有糖分和氨基酸的碳水化合物在常温或加热时其自身组分会发生一系列复杂的非酶褐变反应（Maillard反应），其结果产生棕黑色的大分子物质类黑精（或称拟黑素），除产生类黑精外，反应过程中还会产生成百上千个有不同气味的中问体分子，包括还原酮、醛和杂环化合物。废水中的棕色颜色中包含2%的类黑精，此酸性物质是分子景为5000〜40，（X）0的聚合物。废水中高度分散的带同电荷的胶体随处可见（其原因是发生carboyl酸和酚基团的解离）二.抗生素的发酵过程对废水的影响尽管不同种类的抗生素发酵工艺各不相同，但基本的工艺流程是n相似的，可分为生物合成、化学提炼和结晶精制三大过程。抗生素的发酵过程主要包括：(1)、培养菌种：通过小规模的试生产，修正合理的生产工艺指标通过摇床、培养皿不断选育优质菌种接种至培养基；(2)、大量生产：按照最适合菌种生产的条件，给以原料，菌种在培养液中发酵，通过一个生产周期，培养出含大量抗生素的产品；(3)、萃取：之后将培养液过滤，将成品采用萃取的方法，使用树脂吸附，萃取，提纯；(4)、浓缩：将萃取提纯后的原液进行浓缩；(5)、干燥：浓缩后无菌过滤，干燥，粉碎；(6)、成型：与相应的配料制成相应的形状，再进行有效包装。经过提取的发酵液，其水量大，污染物浓度高，是抗生素生产过程排放的各股废水中污染程度最严重一股废水。由发酵过程可以了解，在抗生素生产过程排放的各股废水中，污染程度最严重的是结晶母液。结晶母液的主要成分是发酵残余培养基营养物，包括有机物和无机物、发酵代谢物、残余的消沫剂、凝聚剂、去乳化剂和抗生素，以及酸、碱、有机溶剂和其它化工原料等，污染物成分复杂，且含量不稳定一般情况下，发酵液中抗生素的分离提取率仅60%〜70%，未被提取的抗生素随废水排放，因此废水中含有残留抗生素及其中间代谢n产物，它们会对微生物活性产生抑制。同时，培养基的高浓度存机成分、抗生素发酵和提取工艺中使用的氨水、硫酸盐、表面活性剂和酸、碱、有机溶剂等也随同结晶母液一起排放，这些污染组分中的许多物质也都对生物处理过程有抑制作用。所以抗生素工业废水是一类含高硫酸盐、高氮和多种抑制物的难生物降解高浓度有机废水。一.培养基成分探究培养基天然培养基乳糖，氮源，和苯丙氨酸合成培养基乳糖，无机盐，乳酸，乙酸铵，乙酸苯酯；青霉素提取乙酸戊酯，乙酸丁酯，甲乙酮磷酸，正丁醇青霉素发酵（青霉素G）青霉素，酰化酶废水中的各污染物成分含量的分析:废水中各成分的含量油■糖分蛋白质酸L污染源成分分析1.天然原料n1)淀粉质原料：玉米，大麦，红薯淀粉；2)糖分；3)溶剂；1.合成原料葡萄糖，氨基酸，醇，挥发性有机酸，酵母菌体，如氮等。由以上分析可得到，在废水成分中形成⑶Dcr的成分有：(1)•形成性COD成分(52〜54%)，包括蛋白质,油等；(2).利用性COD成分(46~48%)，包括碳水化合物，有机酸等。n第三部分高浓度废水处理实验和结果一.实验目的和要求1.利用恒利福研宄所研宄工艺和药品对现有水质进行处理，以期达到能够以最小的改动当前处理设备的前提下，将哈药总厂高浓度废水进行可行性预处理，达到去除水质悬浮物，大幅度降低COD之H的;2.在对来水样处理过程中，我们将根据大量研究数据做出科学分析，并寻找出加药量的最佳配比；3.由于前期对哈药总厂水处理工艺和设备进行了初步的考察和调研，对其设备和工艺流程有一定的Y解，在此我们将主要阐述我公司对来水样进行处理的过程，设计和提出可行性方案替代和优化现有工艺，同时作出此报告供哈药总厂方面作工艺改进的参考。二.实验内容和原理恒利福研宄所通过在实验室的大量实验和化学分析，已将哈药总厂高浓度抗生素废水水质成分了解比较完全，我们将使用化学方法，通过加入有效去除的水样中的污染成分的水处理药剂，进而达到降低其COD和色度的目的。三.主要仪器设备50ml、100ml、250ml烧杯若干；磁力搅拌器4台；搅拌子若干;3ml塑料吸管若干;20ml、50ml、100ml量筒各1个。nL实验方法使用三个100ml烧杯，分别加入等量废水样，使用常规实验方法，加入处理药剂处理废水，待反应完全后，测量处理后三水样和原水样的COD，最后记录结果。药品处理COD分析五.实验数据记录和处理测景三次处理水样的COD,其结果如下:水样COD值(mg/1)原水22471.4第1次7864.1第2次8474.6第3次7681.8250002000015000100005000CODlmgZU■原水■第1次r第2；欠■第欢n六.处理结论哈药总厂对我研宄所期望处理达标浓度为COD为10000mg/1,我研究所在哈药厂环保实验室三次实验处理结果均低于哈药达标浓度，即我公司处理工艺能够满足当前处理需求。n第四部分试验结果与分析针对哈药总厂来水样进行分析时，恒利福研宄所实验室在研宄使用何种方法、使用何种药剂、使用药剂在何种条件下能够达到最佳的处理效果等方面进行了大量化学实验，1.在分析后发现，在使用我研究所配制药剂进行处理，能够达到预计的沉降和去除污泥效果，使水质清晰，且去除COD的效果十分明显。如图所示：原水水样处理后水样第1次处理前和之后对比照片第2次赴理后照片n2.在分析去除COD最佳投药量时，恒利福研究所进行大量分析实验，得出一系列的分析数据，通过分析数据可得，在1.7g/l投放量时COD去除效果最好。如E所示:投药量(g/L)COD变化量(ppm)0.022471.40.5143001.0112001.579001.76400根据投药量和COD变化量数据绘制关系曲线.•1.通过实验数据，我们分析得出pH变化对COD清除率的影响，如图所示：COD1OOOO8000——6000400020000PH33.544.56792——COD原水COD浓度为22471mg/L,加入药剂FAP-IO(浓度为之前测试的最佳加药浓度1.5mg/L)，加入CTO-MAX药剂絮凝过滤，分析处理水样后，我们的实验结论是pH值为4〜4.5时，去除COD效果最佳。n经过我们一系列实验可以得出结论：(1).PH值的结果进行综合分析实验4至4.5效果最佳；(2).从经济角度考虑，在使用药物量为1.5kg/ton时，即可达到哈药厂的处理要求。n第五部分处理废水使用的药品我公司处理此发酵废水样使用的专用处理药剂如下:复合絮凝剂：FAP-10产品特征：-此药剂为发酵废水专用处理剂；-能够高效处理废水中高浓度的糖分；-对去除废水屮的二糖，如乳糖，甘露糖醇等具奋卓越性能；-能够在5分钟内迅速消解废水中的单糖和二糖；-调整加药量，可去除30~70%的糖;高分子絮凝剂：CTO-MAX广品特征：-专用于成分复杂的有机发酵废水絮凝剂-与聚丙烯酰胺高分子絮凝剂相比，其性能优异20-30%-对去除SS，重金属，有机物和色度，性能卓越n第六部分其他废水样的分析恒利福研究所在对哈药总厂高浓度抗牛.素发酵废水处理的前提之下，同时对哈药总厂综合废水水样和哈药六厂废水水样进行了进一步的分析。哈药总厂综合废水哈药六厂综合废水哈药总厂的综合废水水样COD为7756ppm，哈药六厂废水水样COD为7812ppm;在选择恰当的药剂加药量处理时，哈药综合废水COD可处理到2627ppm，处理率为66.2%，哈药六厂废水COD可处理到3217，处理率为58.8%。在针对药剂的处理效果，恒利福研究所做了大量对比试验，使用FAP-10（1.5Kg八on）和CTO-MAX两种药剂处理哈药综合废水，待絮凝沉淀后，分析其COD:n水样COD值(ppm)原水7756pH调整时自然沉降7373常规药品处理®6255FAP-10处理26279000800070006000500040003000200010000COD(ppm)COD(ppm):ovdvj:震粧通过对哈药六厂的废水分析，我们使用FAP-10药剂不同加药量的处理效果对比，如图所示：加药量（g）COD值(ppm)0.077820.174450.267771.060211.532179000800070006000!5000Q4000O°3000200010000784i.10Vic132M7图表标题0.1ml0.2ml1ml1.5m*注①：常规药品处理为使用PAC，PAM处理水样。nn第七部分处理工艺流程通过我们的实验方法和处理流程，我们设计出哈药高浓度抗生素发酵废水化学絮凝处理工艺流程供哈药方面参考：pH调整去泠水中的悬浮性阐体去味肀的蚤台质，廁舫和油加入FAP-10去涂如秭分，氣基暖，亦机酸等加入CTO-MAXNBOD欢理去睽郝色组分