高濃度抗生素廢水處理方案(哈藥總廠)

1、哈藥總廠廢水分析報(bào)告黑龍江大學(xué)恒利福環(huán)保技術(shù)研究所目錄第一部分 報(bào)告說明1第二部分 廢水的性質(zhì)和特征2一.廢水顯色的原因2二抗生素的發(fā)酵過程對廢水的影響3三培養(yǎng)基成分探究4第三部分 高濃度廢水處理實(shí)驗(yàn)和結(jié)果6一實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理6三主要儀器設(shè)備6四實(shí)驗(yàn)方法7五實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理7六處理結(jié)論8第四部分 試驗(yàn)結(jié)果與分析9第五部分 處理廢水使用的藥品12一.復(fù)合絮凝劑: FAP-1012二.高分子絮凝劑 : CTO-MAX12第六部分 其他廢水樣的分析13第七部分 處理工藝流程設(shè)想15第一部分 報(bào)告說明抗生素工業(yè)廢水是一類高色度含難降解和生物毒性物質(zhì)多的高濃度有機(jī)廢水,廢水排放量大，且

2、目前處理工藝都不夠理想，嚴(yán)重危害水體環(huán)境，處理抗生素廢水已是一個(gè)全球性的處理工業(yè)廢水的難題。針對哈藥集團(tuán)總廠（以下簡稱哈藥）高濃度抗生素制藥廢水，我們根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，在對其預(yù)處理中通過加藥絮凝沉降工藝，可將高濃度廢水的COD值大幅度降低，實(shí)驗(yàn)室的穩(wěn)定降低均值為73%。大幅度降低高濃度廢水的COD，可為后續(xù)生物處理工藝減輕負(fù)荷，直接有效且節(jié)省投資。恒利福環(huán)保技術(shù)研究所（以下簡稱恒利福研究所）在經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，對哈藥高濃度水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，使用藥劑對哈藥來水樣進(jìn)行化學(xué)處理，同時(shí)契合哈藥現(xiàn)有水處理工藝，已得出一套完成的處理方案。在此報(bào)告中，將詳細(xì)述明： 1.恒利福研究所通過實(shí)驗(yàn)分析

3、研究得出的哈藥高濃度抗生素廢水其中含有的一系列成分物質(zhì)； 2.恒利福研究所對哈藥來水樣處理過程中，在眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累過程中獲得的加藥量的最佳配比的變化值； 3.恒利福研究所使用復(fù)配和改性藥劑的處理性能和說明； 4.恒利福研究所同時(shí)對哈藥集團(tuán)的綜合廢水和哈藥六廠廢水處理進(jìn)行說明； 5.恒利福研究所提出供哈藥集團(tuán)工藝改進(jìn)的可行性方案。15第二部分 廢水的性質(zhì)和特征哈藥高濃度抗生素廢水呈酸性，pH值為4.5；其化學(xué)需氧量（CODCr）高，平均濃度為20000±2000/l；具有高濃度的懸浮物（SS）成分；廢水含有溶劑型著色物質(zhì)，色度高，色度一般在1000 以上；廢水中的難處理組分中含有大量

4、的有機(jī)物質(zhì)（包括：微生物菌體蛋白和發(fā)酵副產(chǎn)物），高濃度的可溶性有機(jī)物質(zhì)（包括：氨基酸，脂肪，碳水化合物有機(jī)酸，氮，磷等）和大量溶劑（包括：乙酸戊脂,乙酸丁酯、丁酮等）；廢水中含有高濃度的鹽，其鹽度為9800/l，SO42-濃度為1600/l。 一.廢水顯色的原因 廢水顯色的原因是含有糖分和氨基酸的碳水化合物在常溫或加熱時(shí)其自身組分會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的非酶褐變反應(yīng)（Maillard反應(yīng)），其結(jié)果產(chǎn)生棕黑色的大分子物質(zhì)類黑精（或稱擬黑素），除產(chǎn)生類黑精外，反應(yīng)過程中還會(huì)產(chǎn)生成百上千個(gè)有不同氣味的中間體分子，包括還原酮、醛和雜環(huán)化合物。廢水中的棕色顏色中包含2%的類黑精，此酸性物質(zhì)是分子量為 5000

5、40,000 的聚合物。廢水中高度分散的帶同電荷的膠體隨處可見（其原因是發(fā)生carboyl酸和酚基團(tuán)的解離）二抗生素的發(fā)酵過程對廢水的影響 盡管不同種類的抗生素發(fā)酵工藝各不相同,但基本的工藝流程是相似的,可分為生物合成、化學(xué)提煉和結(jié)晶精制三大過程。抗生素的發(fā)酵過程主要包括： (1)、培養(yǎng)菌種：通過小規(guī)模的試生產(chǎn)，修正合理的生產(chǎn)工藝指標(biāo)通過搖床、培養(yǎng)皿不斷選育優(yōu)質(zhì)菌種接種至培養(yǎng)基； (2)、大量生產(chǎn)：按照最適合菌種生產(chǎn)的條件，給以原料，菌種在培養(yǎng)液中發(fā)酵，通過一個(gè)生產(chǎn)周期，培養(yǎng)出含大量抗生素的產(chǎn)品；(3)、萃取：之后將培養(yǎng)液過濾，將成品采用萃取的方法，使用樹脂吸附，萃取，提純； (4)、濃縮：將

6、萃取提純后的原液進(jìn)行濃縮；(5)、干燥：濃縮后無菌過濾，干燥，粉碎；(6)、成型：與相應(yīng)的配料制成相應(yīng)的形狀，再進(jìn)行有效包裝。經(jīng)過提取的發(fā)酵液，其水量大，污染物濃度高，是抗生素生產(chǎn)過程排放的各股廢水中污染程度最嚴(yán)重一股廢水。由發(fā)酵過程可以了解，在抗生素生產(chǎn)過程排放的各股廢水中,污染程度最嚴(yán)重的是結(jié)晶母液。結(jié)晶母液的主要成分是發(fā)酵殘余培養(yǎng)基營養(yǎng)物,包括有機(jī)物和無機(jī)物、發(fā)酵代謝物、殘余的消沫劑、凝聚劑、去乳化劑和抗生素，以及酸、堿、有機(jī)溶劑和其它化工原料等,污染物成分復(fù)雜,且含量不穩(wěn)定。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

7、間代謝產(chǎn)物，它們會(huì)對微生物活性產(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)也都對生物處理過程有抑制作用。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。三培養(yǎng)基成分探究培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基乳糖，氮源，和苯丙氨酸合成培養(yǎng)基乳糖，無機(jī)鹽，乳酸，乙酸銨，乙酸苯酯;青霉素提取乙酸戊酯，乙酸丁酯，甲乙酮磷酸，正丁醇青霉素發(fā)酵(青霉素 G)青霉素，?；笍U水中的各污染物成分含量的分析：四污染源成分分析 1.天然原料 1) 淀粉質(zhì)原料：玉米，大麥，紅薯淀粉；2) 糖

8、分；3) 溶劑； 2.合成原料 葡萄糖，氨基酸，醇，揮發(fā)性有機(jī)酸，酵母菌體, 如氮等。由以上分析可得到，在廢水成分中形成CODcr的成分有：(1).形成性COD成分(5254%),包括蛋白質(zhì)，油等； (2).利用性COD成分(4648%),包括碳水化合物，有機(jī)酸等。第三部分 高濃度廢水處理實(shí)驗(yàn)和結(jié)果 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1.利用恒利福研究所研究工藝和藥品對現(xiàn)有水質(zhì)進(jìn)行處理，以期達(dá)到能夠以最小的改動(dòng)當(dāng)前處理設(shè)備的前提下，將哈藥總廠高濃度廢水進(jìn)行可行性預(yù)處理，達(dá)到去除水質(zhì)懸浮物，大幅度降低COD之目的；2.在對來水樣處理過程中，我們將根據(jù)大量研究數(shù)據(jù)做出科學(xué)分析，并尋找出加藥量的最佳配比；3.由于前

9、期對哈藥總廠水處理工藝和設(shè)備進(jìn)行了初步的考察和調(diào)研，對其設(shè)備和工藝流程有一定的了解，在此我們將主要闡述我公司對來水樣進(jìn)行處理的過程，設(shè)計(jì)和提出可行性方案替代和優(yōu)化現(xiàn)有工藝，同時(shí)作出此報(bào)告供哈藥總廠方面作工藝改進(jìn)的參考。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理恒利福研究所通過在實(shí)驗(yàn)室的大量實(shí)驗(yàn)和化學(xué)分析，已將哈藥總廠高濃度抗生素廢水水質(zhì)成分了解比較完全，我們將使用化學(xué)方法，通過加入有效去除的水樣中的污染成分的水處理藥劑，進(jìn)而達(dá)到降低其COD和色度的目的。三主要儀器設(shè)備50ml、100ml、250ml燒杯若干；磁力攪拌器4臺(tái)；攪拌子若干；3ml塑料吸管若干；20ml、50ml、100ml量筒各1個(gè)。四實(shí)驗(yàn)方法使用三個(gè)10

10、0ml燒杯，分別加入等量廢水樣，使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法，加入處理藥劑處理廢水，待反應(yīng)完全后，測量處理后三水樣和原水樣的COD，最后記錄結(jié)果。 藥品處理 COD分析五實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理測量三次處理水樣的COD，其結(jié)果如下：水樣COD值(mg/l)原 水22471.4第1次7864.1第2次8474.6第3次7681.8 六處理結(jié)論 哈藥總廠對我研究所期望處理達(dá)標(biāo)濃度為COD為10000/l ，我研究所在哈藥廠環(huán)保實(shí)驗(yàn)室三次實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果均低于哈藥達(dá)標(biāo)濃度，即我公司處理工藝能夠滿足當(dāng)前處理需求。第四部分 試驗(yàn)結(jié)果與分析針對哈藥總廠來水樣進(jìn)行分析時(shí)，恒利福研究所實(shí)驗(yàn)室在研究使用何種方法、使用何種藥劑、使用藥

11、劑在何種條件下能夠達(dá)到最佳的處理效果等方面進(jìn)行了大量化學(xué)實(shí)驗(yàn)，1.在分析后發(fā)現(xiàn)，在使用我研究所配制藥劑進(jìn)行處理，能夠達(dá)到預(yù)計(jì)的沉降和去除污泥效果，使水質(zhì)清晰，且去除COD的效果十分明顯。如圖所示：原水水樣處理后水樣2.在分析去除COD最佳投藥量時(shí)，恒利福研究所進(jìn)行大量分析實(shí)驗(yàn)，得出一系列的分析數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)可得，在1.7g/l投放量時(shí)COD去除效果最好。如圖所示：根據(jù)投藥量和 COD 變化量數(shù)據(jù)繪制關(guān)系曲線：投藥量(g/L)COD變化量(ppm)0.022471.40.5143001.0112001.579001.764003.通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們分析得出pH變化對COD清除率的影響，如圖所

12、示：原水COD 濃度為22471 mg/L，加入藥劑FAP-10（濃度為之前測試的最佳加藥濃度 1.5mg/L） ，加入CTO-MAX藥劑絮凝過濾，分析處理水樣后，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是pH值為 44.5時(shí)，去除COD效果最佳。經(jīng)過我們一系列實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：(1).PH值的結(jié)果進(jìn)行綜合分析實(shí)驗(yàn)4至4.5效果最佳；(2).從經(jīng)濟(jì)角度考慮，在使用藥物量為1.5kg/ton時(shí)，即可達(dá)到哈藥廠的處理要求。 第五部分 處理廢水使用的藥品我公司處理此發(fā)酵廢水樣使用的專用處理藥劑如下：一.復(fù)合絮凝劑: FAP-10產(chǎn)品特征： -此藥劑為發(fā)酵廢水專用處理劑； -能夠高效處理廢水中高濃度的糖分； -對去除廢水中的二

13、糖，如乳糖，甘露糖醇等具有卓越性能； -能夠在5分鐘內(nèi)迅速消解廢水中的單糖和二糖； -調(diào)整加藥量，可去除3070%的糖；分。二.高分子絮凝劑 : CTO-MAX產(chǎn)品特征： -專用于成分復(fù)雜的有機(jī)發(fā)酵廢水絮凝劑 -與聚丙烯酰胺高分子絮凝劑相比，其性能優(yōu)異20-30 -對去除SS，重金屬，有機(jī)物和色度，性能卓越第六部分 其他廢水樣的分析恒利福研究所在對哈藥總廠高濃度抗生素發(fā)酵廢水處理的前提之下，同時(shí)對哈藥總廠綜合廢水水樣和哈藥六廠廢水水樣進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。哈藥總廠綜合廢水 哈藥六廠綜合廢水哈藥總廠的綜合廢水水樣COD為7756ppm，哈藥六廠廢水水樣COD為7812ppm；在選擇恰當(dāng)?shù)乃巹┘铀幜刻幚頃r(shí)，哈藥綜合廢水COD可處理到2627ppm，處理率為66.2%，哈藥六廠廢水COD可處理到3217，處理率為58.8%。在針對藥劑的處理效果，恒利福研究所做了大量對比試驗(yàn)，使用FAP-10 (1.5Kg/ton) 和 CTO-MAX兩種藥劑處理哈藥綜合廢水，待絮凝沉淀后，分析其COD：水樣COD值（ppm）原水7756pH