公布日：2022.07.08
申請日：2022.04.20
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/148(2019.01)I;C02F1/28(2006.01)I;C02F1/48(2006.01)I;B01J20/24(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;
B01J20/30(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水凈化處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種醫藥污水凈化處理工藝，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預處理生活污水的格柵渠‑旋流沉砂池一和預處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預處理系統，混合池下游依次連接有厭氧‑一級缺氧‑一級好氧‑二級缺氧‑二級好氧AAOAO生化池、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物BAF濾池、活性砂濾池、接觸消毒池和巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統。能有效將醫藥污水排氮除磷，令最終凈化水達到國家排放標準。
權利要求書(shū)
1.一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預處理生活污水的格柵渠/旋流沉砂池一和預處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預處理系統，混合池下游依次連接有厭氧-一級缺氧-一級好氧-二級缺氧-二級好氧生化池AAOAO、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物濾池BAF、活性砂濾池、接觸消毒池、巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統。
2.根據權利要求1所述的一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述AAOAO連接有曝氣器，中和脫氣池連接有鼓風(fēng)機，活性砂濾池連接有空壓機；AAOAO、反硝化深床濾池連接有碳源加藥箱，集水池連接有濃硫酸加藥箱，芬頓催化氧化塔連接有芬頓試劑加藥箱，中和脫氣池連接有液堿加藥箱、聚丙烯酰胺PAM加藥箱和聚合氯化鋁PAC加藥箱。
3.根據權利要求1所述的一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述工業(yè)污水預處理系統包括相繼連接的收集池、格柵渠/旋流沉砂池二、調節池、預臭氧池和水解酸化池，其中收集池和調節池之間還連接有事故池，事故池與格柵渠/旋流沉砂池二并聯(lián)。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述污泥處理系統包括接收從二沉池來(lái)的污泥的污泥回流泵房，污泥回流泵房根據污泥流向分別連接AAOAO和污泥濃縮池，污泥濃縮池依次連接有污泥調理池和板框壓濾機；污泥濃縮池連接終沉池并接收污泥；污泥調理池連接有氯化鐵加藥箱、氧化鈣加藥箱和聚丙烯酰胺PAM加藥箱。
5.一種用于權利要求1-3任一所述的醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球，其特征在于，包括多孔活性炭?jì)群�，活性炭的多孔內含�?/span>Fe3O4納米粒子，活性炭?jì)群擞纱罂谆钚蕴恐虚g層包裹，大孔活性炭中間層外包裹有殼聚糖-環(huán)糊精層。
6.根據權利要求5所述的一種用于醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將蝦蟹殼粉至于惰性氣體下碳化得到包裹有氧化鈣的多孔活性炭?jì)群�，將冷卻后的活性炭?jì)群擞眉{米粉碎機粉碎至200nm-2μm；（2）將步驟（1）制備的活性炭?jì)群嗽诙栊詺怏w保護下置于水中并攪拌，滴加鐵鹽、亞鐵鹽于水中，得到磁性活性炭；（3）再向步驟（2）制備的反應液中滴加殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合液并攪拌均勻成懸浮液；（4）將步驟（3）制備的懸浮液用乙醇和水將磁性活性炭沖洗干凈，并且用磁鐵固液分離，將磁性活性炭置于管式爐中并在惰性氣體保護下碳化，冷卻收集得到包裹有大孔活性炭中間層的二次磁性活性炭；（5）將步驟（4）制備的二次磁性活性炭置于水中，滴入殼聚糖和環(huán)糊精混合溶液并充分攪拌，再滴加交聯(lián)劑，將交聯(lián)后的二次磁性活性炭用乙醇和水洗干凈，并用磁鐵固液分離得到磁吸附球。
7.根據權利要求6所述的一種用于醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，步驟（1）碳化溫度為450-580℃，碳化時(shí)間為3-6h，惰性氣體為氮氣或氬氣；步驟（2）攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，活性炭與鐵鹽、亞鐵鹽混合物的質(zhì)量比為0.6-2:1，鐵離子與亞鐵離子的摩爾比為1.5-2:1，反應30min-1.5h。
8.根據權利要求6所述的一種用于醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，其特征在于，步驟（3）殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合質(zhì)量比為100-110:4-6:18-22:10-30:8-15，殼寡糖與活性炭?jì)群说馁|(zhì)量比為0.5-1.5:1，攪拌溫度為85-90℃，攪拌速度為1400-3000r/min，攪拌時(shí)間為20min-1h，交聯(lián)劑為戊二醛、乙二醛、環(huán)氧氯丙烷、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種；步驟（4）碳化溫度為750-950℃，碳化時(shí)間為3-4h，惰性氣為氮氣或氬氣；步驟（5）殼聚糖和環(huán)糊精的質(zhì)量比0.8-1.2:1，二次磁性活性炭與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.5-2:1，攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，交聯(lián)劑與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.1-0.2:1，交聯(lián)反應時(shí)間為20min-1h。
9.根據權利要求4所述的一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，中和脫氣池和終沉池之間還設有磁混凝池；終沉池連接有磁分離器和高剪切機，并將污泥送往污泥濃縮池。10.根據權利要求9所述的一種醫藥污水凈化處理工藝，其特征在于，所述磁混凝池連接有磁吸附球加藥箱；磁混凝池內還設有攪拌器。
發(fā)明內容
針對現有凈化工藝除磷脫氮功能不盡人意的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種醫藥污水凈化處理工藝，能有效將醫藥污水轉成可生化處理的污水，并高效除磷脫氮，最終的凈化水達到國家排放標準。
本發(fā)明以以下技術(shù)方案實(shí)現：一種醫藥污水凈化處理工藝，包括接收生活污水和工業(yè)污水的混合池，混合池上游連接有預處理生活污水的格柵渠-旋流沉砂池一和預處理工業(yè)污水的工業(yè)污水預處理系統，混合池下游依次連接有厭氧-一級缺氧-一級好氧-二級缺氧-二級好氧生化池AAOAO、二沉池、反硝化深床濾池、集水池、芬頓催化氧化塔、中和脫氣池、終沉池、曝氣生物濾池BAF、活性砂濾池、接觸消毒池和巴氏計量槽；其中二沉池和終沉池連接污泥處理系統。
將低濃度污染物的生活污水和經(jīng)過(guò)預處理后的工業(yè)污水混合在一起共同處理，能大大減輕后序凈化流程的壓力，AAOAO能將有機物、氮、磷污染物除去大部分，反硝化深床濾池主要用于脫氮，芬頓催化氧化塔工作原理是外加的H2O2氧化劑與硫酸亞鐵在適當的pH值下會(huì )反應產(chǎn)生羥基自由基(OH•)，利用羥基自由基的高氧化能力與廢水中的有機物反應，可分解氧化為H2O和CO2，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD，同時(shí)，芬頓催化氧化塔在水處理中還能促進(jìn)混凝，可降低廢水中懸浮物、膠體，使廢水的COD進(jìn)一步降低；再經(jīng)過(guò)充分沉淀、過(guò)濾、消毒，將二沉池和終沉池中的污泥運至污泥處理系統壓濾脫水，最終得到的凈化水中除去90％以上的氮磷化合物，最終達到國家排放標準。
優(yōu)選的，AAOAO連接有曝氣器，中和脫氣池連接有鼓風(fēng)機，活性砂濾池連接有空壓機；AAOAO生、反硝化深床濾池連接有碳源加藥箱，集水池連接有濃硫酸加藥箱，芬頓催化氧化塔連接有芬頓試劑加藥箱，中和脫氣池連接有液堿加藥箱、聚丙烯酰胺PAM加藥箱和聚合氯化鋁PAC加藥箱。
優(yōu)選的，工業(yè)污水預處理系統包括相繼連接的收集池、格柵渠-旋流沉砂池二、調節池、預臭氧池和水解酸化池，其中收集池和調節池之間還連接有事故池，事故池與格柵渠-旋流沉砂池二并聯(lián)。
事故池內結構包括污水提升泵、潛水攪拌器和電動(dòng)葫蘆，作為格柵渠-旋流沉砂池二的備用，當進(jìn)出水濃度出現異常時(shí)即可使用；預臭氧的作用是利用臭氧的強氧化性，使水體中的大分子物質(zhì)、難降解有機物氧化成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)，預臭氧池采用接觸式氧化，分成兩組并聯(lián)，接觸時(shí)間20min，氧化效果好。水解酸化的作用主要是使成分復雜的大分子、不溶性有機物在細胞外酶和兼氧菌的生化作用下水解為小分子和可溶性有機物，進(jìn)行“粗糧細作”，為后續的生化處理提供合適的營(yíng)養物質(zhì)，增加廢水的可生化性，水解酸化池采用升流式，分成多組并聯(lián)，并采用脈沖布水和枝狀布水相結合的布水方式，傳質(zhì)效果好，運行靈活多變，抗沖擊負荷能力較強。
優(yōu)選的，污泥處理系統包括接收從二沉池來(lái)的污泥的污泥回流泵房，污泥回流泵房根據污泥流向分別連接AAOAO和污泥濃縮池，污泥濃縮池依次連接有污泥調理池和板框壓濾機；污泥濃縮池連接終沉池并接收污泥；污泥調理池連接有氯化鐵加藥箱、氧化鈣加藥箱和PAM加藥箱。
二沉池一部分污泥從污泥回流泵房回流至AAOAO，一部分進(jìn)行污泥濃縮池，終沉池將污泥送至污泥濃縮池，經(jīng)過(guò)污泥調理池加入氯化鐵和氧化鈣的反應，并加入PAM沉淀絮凝，再進(jìn)行壓濾脫水，泥餅運走，濾液再回收處理。
一種用于醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球，包括多孔活性炭?jì)群�，活性炭的多孔內含�?/span>Fe3O4納米粒子，活性炭?jì)群擞纱罂谆钚蕴恐虚g層包裹，大孔活性炭中間層外包裹有殼聚糖-環(huán)糊精層。
磁吸附球將凝絮和有機物快速吸附沉淀下來(lái)，最后用物理方法將磁吸附球回收。
一種用于醫藥污水凈化處理工藝的磁吸附球的制備方法，包括以下步驟：(1)將蝦蟹殼粉至于惰性氣體下碳化得到包裹有氧化鈣的多孔活性炭?jì)群�，將冷卻后的活性炭?jì)群擞眉{米粉碎機粉碎至200nm-2μm；(2)將步驟(1)制備的活性炭?jì)群嗽诙栊詺怏w保護下置于水中并攪拌，滴加鐵鹽、亞鐵鹽于水中，得到磁性活性炭；(3)再向步驟(2)制備的反應液中滴加殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3、交聯(lián)劑混合液并攪拌均勻成懸浮液；(4)將步驟(3)制備的懸浮液用乙醇和水將磁性活性炭沖洗干凈，并且用磁鐵固液分離，將磁性活性炭置于管式爐中并在惰性氣體保護下碳化，冷卻收集得到包裹有大孔活性炭中間層的二次磁性活性炭；(5)將步驟(4)制備的二次磁性活性炭置于水中，滴入殼聚糖和環(huán)糊精混合溶液并充分攪拌，再滴加交聯(lián)劑，將交聯(lián)后的二次磁性活性炭用乙醇和水洗干凈，并用磁鐵固液說(shuō) 明 書(shū)2/9頁(yè)5CN114716108A5分離得到磁吸附球。
蝦蟹殼粉含有幾丁質(zhì)、碳酸鈣和蛋白質(zhì)，用蝦蟹殼粉高溫碳化制作活性炭，內部的碳酸鈣分解成CO2和氧化鈣，CO2逃離原位，在氧化鈣附近形成細小的納米多孔，得到多孔活性炭和氧化鈣的包裹物，經(jīng)過(guò)粉碎后加水，再加入鐵鹽、亞鐵鹽進(jìn)行反應，氧化鈣在水中形成氫氧化鈣為制備Fe3O4磁粒子提供氫氧根離子，由于氫氧化鈣往往包裹在活性炭?jì)�，氫氧化鈣附近有CO2脫離時(shí)形成的納米孔道，而活性炭又對鐵離子和亞鐵離子有較好的吸附作用，因此可以令反應在活性炭的多孔深處進(jìn)行，氫氧化鈣緩慢持續的釋放OH-離子，有利于形成小粒徑的Fe3O4沉淀于活性炭多孔內部；再包裹經(jīng)過(guò)交聯(lián)的殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素和K2CO3混合層，進(jìn)行二次碳化，K2CO3在270℃即分解成CO2和K2O，此時(shí)其它高分子開(kāi)始脫水，K2O與水形成KOH，KOH的堿性侵蝕活性炭將孔徑擴大，由于殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素熱分解溫度的不同，碳化速度有所不同，因此形成的孔隙除CO2脫離得到的，還有殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素不同步碳化分解過(guò)程中出現的更大孔徑的多孔，因而形成的較大孔的活性炭外殼，如此將活性炭深處的磁粒子包裹在內，阻隔Fe3O4間直接磁性接觸形成無(wú)法分散的硬團聚，但又不影響大面積多孔的吸附性，再包裹殼聚糖-環(huán)糊精交聯(lián)外層，令殼聚糖和環(huán)糊精深入吸附在活性炭多孔內，形成具有對重金屬離子、絮凝固體有高吸附性的磁吸附球。
優(yōu)選的，步驟(1)碳化溫度為450-580℃，碳化時(shí)間為3-6h，惰性氣體為氮氣或氬氣；步驟(2)攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，活性炭與鐵鹽、亞鐵鹽混合物的質(zhì)量比為0.6-2:1，鐵離子與亞鐵離子的摩爾比為1.5-2:1，反應30min-1.5h。
由于亞鐵離子常常會(huì )被氧化，因此需相對鐵離子過(guò)量，減少形成Fe2O3-Fe3O4混合物。
優(yōu)選的，步驟(3)殼寡糖、淀粉、羧甲基纖維素、K2CO3、交聯(lián)劑混合質(zhì)量比為100-110:4-6:18-22:10-30:8-15，殼寡糖與活性炭?jì)群说馁|(zhì)量比為0.5-1.5:1，攪拌溫度為85-90℃，攪拌速度為1400-3000r/min，攪拌時(shí)間為20min-1h，交聯(lián)劑為戊二醛、乙二醛、環(huán)氧氯丙烷、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種；步驟(4)碳化溫度為750-950℃，碳化時(shí)間為3-4h，惰性氣為氮氣或氬氣；步驟(5)殼聚糖和環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.8-1.2:1，二次磁性活性炭與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.5-2:1，攪拌溫度為45-70℃，攪拌速度為1400-3000r/min，交聯(lián)劑與環(huán)糊精的質(zhì)量比為0.1-0.2:1，交聯(lián)反應時(shí)間為20min-1h。
殼寡糖與活性炭?jì)群说馁|(zhì)量比很重要，殼寡糖過(guò)多會(huì )造成活性炭大孔堵塞，防礙了鐵離子的吸附，殼寡糖過(guò)少，絮凝作用又不足。
優(yōu)選的，中和脫氣池和終沉池之間還設有磁混凝池；終沉池連接有磁分離器和高剪切機，并將污泥送往污泥濃縮池。
優(yōu)選的，所述磁混凝池連接有磁吸附球加藥箱；磁混凝池內還設有攪拌器。
磁吸附球加到磁混凝池內，在攪拌器攪拌下促進(jìn)與污染物的充分混合吸附，再進(jìn)入終沉池內沉淀下來(lái)，終沉池底的磁性污泥經(jīng)過(guò)磁分離器和高剪切機實(shí)現磁吸附球和污泥的分離，污泥被送往污泥濃縮池。
本發(fā)明的有益效果：(1)將AAOAO、反硝化深床濾池和芬頓氧化催化塔串聯(lián)一起，去除氮磷污染物充分；(2)用醫藥工業(yè)污水經(jīng)沉淀、預臭氧池和水解酸化池處理后與生活污水混合進(jìn)一步處理，大大減輕了后序處理的負擔；(3)采用磁吸附球加速污染物的絮凝沉淀；(4)磁吸附球采用蝦蟹殼粉碳化成多孔活性炭，用氫氧化鈣供OH-離子令Fe3O4磁粒子形成于活性炭深處，用大孔活性炭殼層隔離，保證了磁吸附球的磁性和分散性穩定。
（發(fā)明人：張剛;張顥�。�
