[发明专利]一种高浓度合成制药废水的预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种高浓度合成制药废水的预处理方法。

背景技术

高浓度合成制药废水产生于利用有机和无机原料进行化学反应以及制备药品或中间体的生产过程中，其具有有机物浓度高、盐度大、成分复杂等特点，常含有生物毒性物质和生物难降解物质，可生化性差，是一类处理难度高的工业废水。

目前合成制药废水常用处理方法主要有混凝、气浮、焚烧、萃取、吸附、高级氧化、蒸发等物化方法和UASB、SBR、CASS等厌氧、好氧活性污泥法。物化方法往往需要采购特殊设备或投加大量药剂，运行成本和基建费用都很高，且设计运行不当易造成二次污染。而活性污泥法虽然能够循环使用，但其负荷较低，其中厌氧工艺进水COD通常小于10000mg/L，且易受到废水中高浓度硫酸盐的影响，不能直接应用于高浓度合成制药废水的处理；好氧工艺进水COD更低，一般小于3000mg/L，曝气能耗和污泥处置费用高。上述废水处理方法用于合成制药废水的处理效果不佳。因此，在制药工业废水处理前进行预处理对于改善废水处理效果，降低废水处理成本具有十分重要的意义。

光合细菌（PSB）具有耐高有机负荷、耐高盐度、需氧量小、受温度影响小、污泥产量低且可回收利用、操作维护简单、运行费用低等诸多突出优势，在废水处理领域已有应用研究。管希夷等在南通发酵厂建立了利用光合细菌处理柠檬酸废水的装置，日处理能力300～400t；王宇新等用光合细菌处理淀粉废水，日处理能力4t；孙涛等在活性炭固定化对光合细菌去除废水中氮磷的研究中得出结论，粉末活性炭固定光合细菌对海水配制的模拟废水中的NH₄⁺-N和PO₄^3--P的去除率分别为92.5%和78.8%。上述现有技术所处理的废水为可生化性良好的有机废水，或者为人工配制的低浓度模拟废水。国内现有技术中尚未见将固定化光合细菌应用于高浓度合成制药废水处理的报道。因此，如何充分发挥光合细菌的优势，增强其固定化效果，使其应用于制药废水的处理，对于化工制药生产和环境保护均具有十分重要的意义。

发明内容

针对目前固定化光合细菌应用于高浓度制药废水工程实际的不足，本发明旨在提供一种固定化生物量大、COD去除率高、脱色功能显著、耐高盐度、处理费用低、操作简单、效果稳定的高浓度合成制药废水的预处理方法。该方法进水负荷高，色度大，盐度高，出水水质指标稳定，光合细菌可长期稳定繁殖并保持优势。

为了实现上述目的，本发明将生物固定化技术和光合细菌联用，将光合细菌固定于载体上对其进行驯化培养，在载体表面及孔穴中形成以光合细菌为优势菌种的生物膜，即IPSB生物反应体系，应用此反应体系对高浓度合成制药废水进行预处理。

本发明中采用以下步骤处理高浓度合成制药废水：将光合细菌固定化；对固定化光合细菌进行驯化；调节废水pH值至7.0～9.0；IPSB微氧生物反应；沉淀滗水。具体操作步骤和技术要求如下：

（1）光合细菌固定化：向光合细菌菌悬液中投入固定化载体后浸泡24～48小时即可得到固定化光合细菌菌悬液。本发明采用吸附法将光合细菌固定于载体之上，光合细菌和固定化载体充分浸泡后，光合细菌即会吸附于在载体表面及孔穴中。

上述所述的光合细菌固定化步骤中，浸泡后光合细菌的浓度不低于10⁹个/毫升；光合细菌为市售或自行培养，但应保证下列技术要求：长势良好，色泽鲜艳通透，质地均匀，无沉淀；光合细菌悬液与固定化载体的重量比为（40～60）：1；固定化载体可以为常用菌种固定化载体，优选为活性炭、炉渣、沸石粉或其组合，发明人通过大量探索性实验证实当将活性炭：炉渣：沸石粉以重量百分比（60～70）：（20～30）：（10～20）混合时，其对光合细菌的固定化效果更好。

（2）固定化光合细菌驯化：采用低浓度废水驯化方式对固定化的光和细菌进行驯化，使其逐渐适用水质，繁殖增殖从而形成以光合细菌为优势菌种的生物载体。将步骤（1）中固定化光合细菌菌悬液投加到IPSB反应器中，向IPSB反应器加入COD浓度为7000～8000mg/L、pH值为7.0～9.0的废水至IPSB反应器体积的70～80%，控制溶解氧浓度为0.5～2.0mg/L进行微氧曝气反应，处理18～20小时后沉降1～2小时排出上清液，重新加入COD浓度为7000～8000mg/L，pH值为7.0～9.0的废水至IPSB反应器体积的70～80%，如此重复进废水-处理-排上清液操作7～10次即可以生成以光合细菌为优势菌种的污泥床层，固定化光合细菌的驯化完成。