電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置及處理制藥廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制藥廢水處理裝置及利用該裝置處理制藥廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源的污染問題一直存在，已經(jīng)威脅到整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，水污染的治理必須提上日程。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，2012年全國廢水排放總量為684.3億噸，達(dá)到歷年之最，僅工業(yè)廢水排放量就占到32.4%，制藥行業(yè)作為我國工業(yè)的支柱行業(yè)，其廢水排放占工業(yè)廢水排放量的絕大部分。由于目前的制藥行業(yè)生產(chǎn)工藝原料利用率低、提煉純度低，導(dǎo)致制藥廢水中殘留大量高毒性、難降解有機(jī)物，勢必會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。制藥廢水中的毒性物質(zhì)嚴(yán)重危害水生動(dòng)植物的生存，有些甚至抑制細(xì)菌生長，造成水體自凈能力減弱，使危害加劇。其具體特征如下:水質(zhì)成分復(fù)雜、廢水中污染物質(zhì)含量高、C0D值高、有毒有害物質(zhì)多、生物難降解物質(zhì)多、鹽分含量高、色度非常高、高濃度廢母液產(chǎn)生量大(150?850m3/t產(chǎn)品)。制藥廢水具有較強(qiáng)的生物毒性和生物難降解性，其長期存在于環(huán)境中，將會(huì)引發(fā)環(huán)境中出現(xiàn)抗性基因，因此，制藥廢水必須得到有效的處理。
[0003]目前制藥廢水主要采用生物法處理為主，但生物處理對制藥廢水毒性去除能力弱，導(dǎo)致工藝去除C0D、氨氮能力下降，且廢水中難降解物質(zhì)較多，可穿透生物處理工藝而排入水體。此外，常規(guī)生物處理法不能提供降解污染物的氧化還原電位，廢水中的復(fù)雜化合物在水中經(jīng)過一系列生物化學(xué)作用，相互之間發(fā)生反應(yīng)，生成降解性差，毒性大的物質(zhì)，并能長期滯留在水中，造成長久的危害，必須尋求一種可高效降解制藥廢水中毒性物質(zhì)的新工藝。伴隨著《制藥工業(yè)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布與實(shí)施，目前常用的制藥廢水處理技術(shù)也面臨著出水不達(dá)標(biāo)和工藝需升級改造的問題，因此，發(fā)展合理高效的制藥廢水處理工藝迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有處理高濃度制藥廢水的方法廢水毒性去除率低和C0D去除能力差的技術(shù)問題，并解決目前微生物電輔助系統(tǒng)中由于催化劑成本較高、反應(yīng)器構(gòu)型不合理導(dǎo)致的該工藝難以規(guī)?；l(fā)展的技術(shù)問題，提供了一種電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置及處理制藥廢水的方法。
[0005]本發(fā)明電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置包括進(jìn)水口、出水口、箱體、頂蓋、水質(zhì)監(jiān)測口、有機(jī)玻璃板、碳纖維刷、鈦絲線、集氣管、濕式氣體流量計(jì)、水封箱、積泥斗和排泥口，所述箱體包括八個(gè)隔室，分別為第一隔室、第二隔室、第三隔室、第四隔室、第五隔室、第六隔室、第七隔室和第八隔室，相鄰的隔室之間由隔板隔開，第一隔室與第二隔室之間的隔板下端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第二隔室與第三隔室之間的隔板上端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第三隔室與第四隔室之間的隔板下端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第四隔室與第五隔室之間的隔板上端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第五隔室與第六隔室之間的隔板下端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第六隔室與第七隔室之間的隔板上端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔，第七隔室與第八隔室之間的隔板下端設(shè)有一個(gè)聯(lián)通孔；
[0006]所述箱體的左側(cè)位于第一隔室外側(cè)的上端設(shè)有進(jìn)水口，箱體的右側(cè)位于第八隔室外側(cè)的上端設(shè)有出水口，箱體前側(cè)和后側(cè)位于每個(gè)隔室外側(cè)均設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測口 ；
[0007]每個(gè)隔室的頂部均設(shè)有有機(jī)玻璃板，每個(gè)有機(jī)玻璃板的下表面均平行固定有五個(gè)碳纖維刷組，每個(gè)碳纖維刷組中沿著箱體前后方向上等距離排列有4個(gè)碳纖維刷，每個(gè)碳纖維刷的中心設(shè)有鈦絲線，鈦絲線穿過有機(jī)玻璃板暴露在有機(jī)玻璃板的上表面，碳纖維刷依靠鈦絲線固定在有機(jī)玻璃板上；
[0008]五個(gè)碳纖維刷組中的三個(gè)碳纖維刷組作為陰極，兩個(gè)碳纖維刷組作為陽極，陰極與陽極交替排布，每個(gè)作為陰極的碳纖維刷組暴露在有機(jī)玻璃板上表面的鈦絲線均通過導(dǎo)線與變壓器的負(fù)極連接，每個(gè)作為陽極的碳纖維刷組暴露在有機(jī)玻璃板上表面的鈦絲線均通過導(dǎo)線與變壓器的正極連接；
[0009]所述箱體上方設(shè)有頂蓋，頂蓋與有機(jī)玻璃板之間留有距離，頂蓋上設(shè)有集氣管，濕式氣體流量計(jì)與集氣管通過水封瓶密閉連接，每個(gè)隔室的底部均設(shè)有積泥斗，每個(gè)積泥斗底部均設(shè)有排泥口。
[0010]進(jìn)一步的，每個(gè)隔室外的水質(zhì)監(jiān)測口為2?4個(gè)，分別設(shè)置于每個(gè)隔室外側(cè)的上部和下部由上至下順次排列。
[0011]進(jìn)一步的，每個(gè)碳纖維刷呈圓柱狀，直徑為2?4cm。
[0012]進(jìn)一步的，每個(gè)碳纖維刷組沿著箱體左右方向上平行排列，每個(gè)碳纖維刷組之間錯(cuò)位排布，使得任意相鄰的3個(gè)碳纖維刷形成正三角形，任意兩個(gè)碳纖維刷之間的距離為4cm0
[0013]進(jìn)一步的，所述鈦絲線與有機(jī)玻璃板之間的縫隙用高真空硅脂密封。
[0014]進(jìn)一步的，所述積泥斗側(cè)壁的傾角為60度。
[0015]進(jìn)一步的，第四隔室與第五隔室之間隔板上端聯(lián)通孔的高度比第二隔室與第三隔室之間隔板上端聯(lián)通孔的高度低5cm，第六隔室與第七隔室之間隔板上端聯(lián)通孔的高度比第四隔室與第五隔室之間隔板上端聯(lián)通孔的高度低5cm。
[0016]利用上述電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置處理制藥廢水的方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0017]一、將藥廠污水處理站二沉池回流污泥過10目篩網(wǎng)去除大顆粒物，然后向污泥中加入新鮮制藥廢水，并投加NaH2P0#P NH4C1至污泥和制藥廢水混合物中，使C0D:N:P的質(zhì)量比為200:5:1，連續(xù)馴化兩周，然后將馴化后的混合物投入到電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置的每個(gè)隔室中，接種量為每個(gè)隔室有效容積的2/3 ;
[0018]二、將鈦絲線與變壓器連接，控制變壓器電壓為0.7?1.2V，反應(yīng)溫度為25?35°C，pH值6?8，首先在序批式模式下運(yùn)行，當(dāng)電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置內(nèi)陰極與陽極之間的電流大于25mA，同時(shí)外接的濕式氣體流量計(jì)監(jiān)測到有明顯氣體產(chǎn)出時(shí)，此時(shí)碳纖維刷表面掛膜成功，將運(yùn)行方式改為連續(xù)進(jìn)水模式，設(shè)置水力停留時(shí)間為8?12h，保證箱體內(nèi)每一隔室水流上升或下降的流速為1?1.5m/h，出水口出水，即完成水處理過程。
[0019]序批式模式是反應(yīng)器按進(jìn)水、排水周期來進(jìn)行反應(yīng)的，每個(gè)周期包括進(jìn)水、反應(yīng)、排水三個(gè)步驟；連續(xù)進(jìn)水模式是指廢水隨著時(shí)間一直不斷的進(jìn)入和流出反應(yīng)器，反應(yīng)器中的流場和物質(zhì)的交換在時(shí)間上是一致的。
[0020]步驟一中污泥濃度為4?6g/L，所述的污泥濃度是指污泥中活性微生物的濃度。
[0021]步驟一中新鮮制藥廢水的C0D值為2500?4000mg/L。
[0022]本發(fā)明的原理:
[0023]本發(fā)明電輔助微生物強(qiáng)化降解高濃度制藥廢水處理裝置，有效體積500L，它包括八個(gè)相同的隔室，隔室之間通過上下穿孔進(jìn)行連通，在流程上達(dá)到折流效果，各隔室的水面高度由兩隔室間上穿孔的高度決定，沿水流方向依次遞減5cm，到達(dá)推流的效果。每個(gè)隔室是一個(gè)獨(dú)立的微生物電催化系統(tǒng)，陰極和陽極材料均采用圓柱狀碳纖維刷，中間導(dǎo)線為鈦絲制成，陰陽極碳纖維刷之間的垂直距離為4cm，采用正三角形陰陽極交叉，布置碳纖維刷垂直排列，以達(dá)到最佳的電極表面積利用率。同時(shí)水流剪切力可使電極表面的生物膜更新較快，傳質(zhì)效果明顯。八個(gè)隔室共用一個(gè)集氣管，與濕式氣體流量計(jì)連接。
[0024]本發(fā)明采用多組電極共處一個(gè)隔室內(nèi)，在流態(tài)上呈串聯(lián)式，以具有良好導(dǎo)電性能和較大比表面積的碳纖維刷為陰陽極材料，根據(jù)廢水中需要處理的目標(biāo)污染物種類，通過改變外加電壓，在陰陽極附近提供一定的氧化還原電位，在噬電微