CN101973659A - 微电解及物化法联用处理维生素b12提炼废水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于难降解废水处理技术领域，尤其涉及一种微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置及工艺，该装置由原水箱、微电解供水泵、微电解设备、混合水池、膨润土加药装置、膨润土制备器、絮凝水箱、混凝剂加药装置、离心送水泵和离心分离设备构成；本发明通过微电解、物化处理、混凝，再进入固液分离设备可以有效的降低废水中难降解物质的含量，提高废水可生化性，更加有利于后续生物处理***。废水经微电解-物化法处理后，后段的传统生化处理设备COD负荷更低、处理效果更好、且工程投资低、运行费用适中。可广泛应用于制药、焦化、农药等工业废水的处理。

Description

微电解及物化法联用处理维生素B12提炼废水的装置及方法

技术领域

本发明属于难降解废水处理技术领域，尤其涉及一种微电解、物化法联用的处理维生素B₁₂废水的装置及方法。

背景技术

维生素B₁₂生产废水属于高浓度难降解有机废水其CODcr可以高达3万至5万mg/L；BOD₅与CODcr的比值小于0.3，难以生物降解；由于这些特性，往往会对环境造成严重污染。

制药废水污染物具有含量高、悬浮物浓度大、毒性强、难降解物质多、水质变化快、水量变幅大和处理复杂等特点，一直以来都是工业废水处理的重点和难点。

目前制药废水处理普遍采用厌氧生化处理和厌氧-好氧生化组合工艺，但因废水中残留大量特征污染物有抑制甚至杀死细菌等微生物的作用，不但处理效果差，而且容易造成制药废水中特征污染物在生态中的迁移与富集，形成严重的二次污染。同时存在投资大、处理周期长、受季节影响大和处理结果不稳定等诸多缺点。制药废水的复杂性与常规生化处理工艺的高耗、低效性，是导致当前大量制药废水难以处理和不易达标。维生素B₁₂废水富含有机酸、蛋白质、多糖及其他分解产物，成分复杂，有较高的色度，经过生物处理工艺处理的维生素B₁₂提炼废水不能达到达标排放的要求，需要在生物处理前进行预处理。因此，对维生素B₁₂生产废水的处理方法研究有着重大的意义。

传统的生物处理设备处理维生素B₁₂提炼废水效果很不理想。所以需要适合的预处理措施作保障，由于维生素B₁₂提炼废水成分复杂，且可生化性差。因此其预处理及辅助工艺采用微电解加物化法处理，去除色度及部分COD_Cr的同时提高可生化性。

铁碳微电解法常被应用于生物难降解废水(如染料、印染、农药、制药、化工等工业废水)处理的预处理阶段，该方法可实现大分子有机物的断链、发色与助色基因的的脱色，提高废水的可生化性。

微电解氧化还原是利用有一定比表面的、含有大量导电杂质的高价金属在酸性环境下发生电蚀反应时，在金属与杂质间形成微电极，由微电极点解而产生足量的活性氢，并利用其强化还原性来分解和还原高分子量有机物。铁和碳的氧化还原电位相差较大，在废水中加入铁屑和铁碳粉末，由此组成腐蚀电池。它集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体。在酸性条件下，将铁碳混合物投加到电解质溶液中时，两者间会通过原电池效应发生如下的电极反应：

阳极(Fe)：Fe-2e→Fe2+，E^θ＝-0.44V    (1)

阴极(C)：2H⁺+2e→2[H]→H2，E^θ＝0V    (2)

电极反应生成的产物具有较高的化学活性。具体作用主要有：

(1)新产生的铁表面及反应中产生的大量初生态Fe²⁺和原子H具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用；

(2)反应生成的Fe²⁺参与溶液中的氧化还原反应，生成Fe³⁺反应后期溶液pH值升高，Fe³⁺逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝剂，可以有效地吸附、絮凝水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。

膨润土(Bentonite)，是以蒙脱石为主的含水粘土矿，化学成分为：(Al₂，Mg₃)[Si₄O₁₀][OH]₂·nH₂O，由于它具有特殊的性质。如：膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等，所以广泛用于各个工业领域。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，结构为两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构。由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。

使用物化法与絮凝剂同时处理污水，在其协同作用下，污水COD_Cr及色度可得到极大改善。

本发明从更加完善的预处理工艺出发，使微电解处理及物化法应用于维生素B₁₂废水的处理工艺。应用本新型微电解、物化法处理工艺可避免不达标废水排放，而且投资小、见效快，实现水资源的循环利用和可持续发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用微电解预处理，再进入物化法处理后，进入常规生化处理***进行生化处理，水质即可达到排放标准的方法的微电解、物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置及工艺。

本发明的技术方案是：一种微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置，该装置由原水箱1、微电解供水泵2、微电解设备3、混合水池4膨润土加药装置5、膨润土制备器7、絮凝水箱8、混凝剂加药装置9、离心送水泵10和离心分离设备11构成；

其中，所述原水箱1通过微电解供水泵2与微电解设备3的上端管接，微电解设备3的通过管路与混合水池4的上端管接；膨润土制备器7通过管路与膨润土加药装置5管接，膨润土加药装置5通过管路与混合水池4的上端联通，混合水池4通过管路与絮凝水箱8的上端联通，混凝剂加药装置9通过管路与絮凝水箱8的上端联通，絮凝水箱8的下端通过离心送水泵10与离心分离设备11联通。

进一步，该装置还包括NaOH加药装置，所述NaOH加药装置通过管路与所述混合水池4的上端联通。

本发明的另一目的是提供上述微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置的工艺，包括以下步骤：

1.微电解处理：

以维生素B₁₂提炼废水为原水，将储存在原水箱的原水通过微电解供水泵进入微电解设备上部进入，以10～20m/hr的流速通过整个柱体，出水进入混合水池；去除水中一定COD和色度，并将废水pH调节到5～6；其中，微电解设备中的铁碳体积比例为1∶2、1∶1或2∶1；

2.物化法处理：

将天然钠基膨润土、季铵盐阳离子表面活性剂和水，按照10∶3∶125的比例加入到膨润土制备器中，将其混合均匀后加热至90℃持续1hr，即制得改性膨润土，通过膨润土加药装置向所述混合水池中加入所述改性膨润土，混合30min～2hr，停留30min～2hr后自流进入絮凝水箱，通过混凝剂加药***向絮凝水箱加入混凝剂；混合搅拌30min～1hr后，通过离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水；

其中，所述改性膨润土入量为6g/L～12g/L；所述混凝剂加入量为1.5g/L～6g/L。

进一步，所述步骤2中当进水水量或水质产生波动时，若微电解***未能将废水pH值调节到5～6之间，则开启NaOH加药***向废水中投加浓度为10％的NaOH溶液，以保证废水pH≥5。

进一步，所述步骤2中当进水水量或水质产生波动时，若微电解***未能将废水pH值调节到5～6之间，则开启NaOH加药***向废水中投加浓度为10％的NaOH溶液，以保证废水pH≥5。

本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明采用微电解-物化法***相对传统预处理维生素B₁₂废水工艺相比，具有如下优点：

(1)大大提高了废水的可生化性。

(2)调节了废水pH，使其更适合进行生化处理。

(3)使用微电解作为前端处理，在提高处理效果的同时降低了调节pH的成本。

(4)工程一次性投资后，运行费用较常规加药处理低得多。

(5)大大降低了废水的色度。

(6)对后段生化处理设备起到保护和缓冲作用，降低污染物负荷。

附图说明

图1为本发明微电解-物化法处理维生素B₁₂提炼废水装置的结构示意图。

图2为本发明微电解-物化法处理维生素B₁₂提炼废水的方法原理图。

图中：

1.原水箱            7.膨润土制备器

2.微电解供水泵      8.絮凝水箱

3.微电解设备        9.混凝剂加药装置

4.混合水池          10.离心送水泵

5.膨润土加药装置    11.离心分离设备

6.NaOH加药装置

具体实施方式

图1为本发明微电解-物化法处理维生素B₁₂提炼废水的装置的结构示意图。如图1所示，微电解-物化法处理维生素B₁₂提炼废水的装置该装置由原水箱1、微电解供水泵2、微电解设备3、混合水池4膨润土加药装置5、NaOH加药装置6、膨润土制备器7、絮凝水箱8、混凝剂加药装置9、离心送水泵10和离心分离设备11构成；

其中，原水箱1通过微电解供水泵2与微电解设备3的上端管接，微电解设备3的下端通过管路与混合水池4的上端管接；膨润土制备器7通过管路与膨润土加药装置5管接，膨润土加药装置5通过管路与混合水池4的上端联通，NaOH加药装置6通过管路混合水池4的上端联通，混合水池4的下端通过管路与絮凝水箱8的上端联通，混凝剂加药装置9通过管路与絮凝水箱8的上端联通，絮凝水箱8的下端通过离心送水泵10与离心分离设备11联通。

存储在原水箱1中的废水通过微电解供水泵2的进入微电解设备3以10～20m/hr的流速通过整个柱体，去除水中的COD和色度，并将pH值调节到5～6后排入混合水池4中；膨润土制备器7制备的改性膨润土通过膨润土加药***5加入混合水箱4，搅拌30min～2hr，并且停留30min～2hr促进膨润土和废水混合反应，然后自流进入絮凝水箱8，混凝剂通过混凝剂加药***9加入絮凝水箱8中，混合搅拌30min～1hr后，通过离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水。如果排入混合水池4中废水的pH值没有达到5-6，通过NaOH加药***6向混合水池4中加入NaOH调节废水的pH值达到5-6。

实施例1：

1.微电解处理：以维生素B₁₂提炼废水为原水，将储存在原水箱的原水通过微电解供水泵进入微电解设备上部进入，以10m/hr的流速通过整个柱体，去除水中的COD和色度，并将废水pH调节到5后排入混合水池；其中，微电解设备中的铁碳体积比例为1∶2。

2.物化法处理：

通过加药***向所述混合水池中加入膨润土膨润土加药量为6g/L，混合30min，停留1hr后自流进入絮凝水箱，通过PAC加药***向絮凝水箱加入混凝剂，PAC用量为1.5g/L；混合搅拌30min后，通过离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水，水中的CODCr去除率可达到40％，色度去除率达到80.5％。

实施例2：

1.微电解处理：COD为6000mg/l并且含有大量显色基团的废水为原水，将储存在原水箱的原水通过微电解供水泵进入微电解设备上部进入，以12m/hr的流速通过整个柱体，去除水中的COD和色度，并将废水pH调节到5后排入混合水池；其中，微电解设备中的铁碳体积比例为1∶2。

2.物化法处理：

通过加药***向所述混合水池中加入膨润土膨润土加药量为7.5g/L，混合1.5hr，停留30min后自流进入絮凝水箱，通过PAC加药***向絮凝水箱加入混凝剂，PAC用量为2.5g/L；混合搅拌40min后，通过离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水。COD_Cr去除率可达达55.4％，色度去除率可达86.3％。

实施例3：

1.微电解处理：COD为6000mg/l并且含有大量显色基团的废水为原水，将储存在原水箱的原水通过微电解供水泵进入微电解设备上部进入，以18m/hr的流速通过整个柱体，去除水中的COD和色度，并将废水pH调节到5后排入混合水池；其中，微电解设备中的铁碳体积比例为1∶2。

2.物化法处理：

通过加药***向所述混合水池中加入膨润土膨润土加药量为7.5g/L，混合1.5hr，停留50min后自流进入絮凝水箱，通过PAC加药***向絮凝水箱加入混凝剂，PAC用量为4g/L；混合搅拌50min后，通过离心送水泵将出水送入离心分。经经处理后产生符合排放要求的水，水中COD_Cr去除率可达到43％，色度去除率达到83.24％。

实施例4：

废水进入微电解-物化法联合处理装置，微电解设备作为物化设备的前置预处理装置，废水以20m/hr的速度经过微电解设备进入物化处理装置通过加药泵将膨润土加入混合水池。膨润土加药量为12g/L。废水在混合水池中与膨润土充分混合1.5hr，并且经过停留2hr后自流进入絮凝水箱。通过混凝加药泵将混凝剂加入絮凝水箱。混凝用量为6g/L。废水在絮凝水箱中再经过混合搅拌1hr后，用离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水。COD_Cr去除率可达到51.3％，色度去除率达到82.16％。

Claims (4)

1.一种微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置，其特征在于，该装置由原水箱(1)、微电解供水泵(2)、微电解设备(3)、混合水池(4)、膨润土加药装置(5)、膨润土制备器(7)、絮凝水箱(8)、混凝剂加药装置(9)、离心送水泵(10)和离心分离设备(11)构成；

其中，所述原水箱(1)通过所述微电解供水泵(2)与所述微电解设备(3)的上端管接，所述微电解设备(3)的通过管路与混合水池(4)的上端管接；所述膨润土制备器(7)通过管路与所述膨润土加药装置(5)管接，所述膨润土加药装置(5)通过管路与混合水池(4)的上端联通，所述混合水池(4)通过管路与絮凝水箱(8)的上端联通，所述混凝剂加药装置(9)通过管路与絮凝水箱(8)的上端联通，所述絮凝水箱(8)通过所述离心送水泵(10)与所述离心分离设备(11)联通。

2.根据权利要求1所述的微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置，其特征在于，该装置还包括NaOH加药装置(6)，所述NaOH加药装置(6)通过管路与所述混合水池(4)的上端联通，用于向混合水池(4)添加NaOH溶液，调节废水的pH值。

3.根据权利要求1或2所述的微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1.微电解处理：

以维生素B₁₂提炼废水为原水，将储存在原水箱的原水通过微电解供水泵进入微电解设备上部进入，以10～20m/hr的流速通过整个柱体，出水进入混合水池；去除水中一定COD和色度，并将废水pH调节到5～6；其中，微电解设备中的铁碳体积比例为1∶2、1∶1或2∶1。

2.物化法处理：

将天然钠基膨润土、季铵盐阳离子表面活性剂和水，按照10∶3∶125的比例加入到膨润土制备器中，将其混合均匀后加热至90℃持续1hr，即制得改性膨润土，通过膨润土加药装置向所述混合水池中加入所述改性膨润土，混合30min～2hr，停留30min～2hr后自流进入絮凝水箱，通过混凝剂加药***向絮凝水箱加入混凝剂；混合搅拌30min～1hr后，通过离心送水泵将出水送入离心分离设备进行固液分离，经处理后产生符合排放要求的水；

其中，所述改性膨润土入量为6g/L～12g/L；所述混凝剂加入量为1.5g/L～6g/L。

4.根据权利要求3所述的微电解及物化法联用处理维生素B₁₂提炼废水装置的工艺，其特征在于，所述步骤2中当进水水量或水质产生波动时，若微电解***未能将废水pH值调节到5～6之间，则开启NaOH加药***向废水中投加浓度为10％的NaOH溶液，以保证废水pH≥5。

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