氨基酸医药废水处理工艺 36页

'氨基酸医药废水处理工艺氨基酸及其衍生类药物有百种之多,氨基酸制药废水属高浓度有机、氨氮、高盐分、酸性废水，是较难处理的工业废水之一,目前国内尚无切实可行的理想处理技术。引言 台湾味丹国际水污染事件09年味丹国际受到越南厂房去年第四季因环保事件减产,原因是排放废水不符当地政府规定而引起环保事件,公司补缴达771.3万美元环保水处理费,在生产方面部份停产与减产。味丹随即加强现有处理系统的运作,包括增设废水处理设备及扩建固体肥料厂以达到资源再回收目标。在氨基酸医药行业生产中，经常排放出大量含氨基酸的废水，这种废水呈酸性,影响自然水体正常PH，使水体的自净能力降低，水中的微生物生长受到阻碍，严重污染环境，含氨基酸废水的大量排放浪费了有实用价值的氨基酸。案例 关于氨基酸制药氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液，也用作治疗药物和用于合成多肽药物。由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位，对维持危重病人的营养，抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不可少的医药品种之一。 氨基酸制药方法在特定酶的作用下使某些化合物转化成相应氨基酸的技术。以α-卤代羧酸、醛类、甘氨酸衍生物等，经氨解、水解、缩合、取代及氢化还原等化学反应合成α-氨基酸的方法称为化学合成法发酵法水解法合成法酶转化法利用微生物细胞中酶的作用，将培养基中有机物转化为细胞或其它有机物的过程。目前绝大部分氨基酸皆可通过发酵法生产。用盐酸、硫酸、氢氧化钠或氢氧化钡降解天然大分子蛋白，产生相应氨基酸。 了解氨基酸氨基酸通式 含特殊基团的氨基酸 日本味之素公司日前在调味料主力生产基地安装了新污水处理设备。也是采用微生物脱氮法（BDN法）的最新污水处理技术，可大幅降低污水中的氮浓度。味之素为新设备共投资了33亿日元。利用原有的污水处理方法，部分氮无法被分解，而是直接被排放出去。新采用的BDN法可利用多种微生物分解氮，BOD降低到3ppm。有机物分解后产生的污泥将用作生产有机肥料的原料。日本味之素 目前,国内的氨基酸生产厂家,由于生产工艺相对比较落后,排放的废水中含有大量的氨基酸,这些废水虽然毒性不大,但水的BOD、COD值较高,直接排放,既污染环境,也造成资源浪费，大多数企业采用传统高浓度氨氮废水的生物处理工艺。国内氨基酸生产废水处理现状 氨基酸生物降解过程氨化硝化反硝化NO2-NO3-NH3N2氨化细菌厌氧异养反硝化细菌厌氧异养硝化细菌好氧自养 物理化学法处理氨基酸废水有一定成效，但存在操作成本高，易产生二次污染等问题。而利用生物技术处理具有成本低、二次污染小，处理效果好等特点被广泛采用。氨基酸医药废水的主要是高浓度的有机废水，氨氮浓度很高，所以普遍用A/O法或SBR工艺。氨基酸制药企业废水通常的处理方法 A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起。在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）实现污水无害化处理。A/O工艺 A/O法工艺流程A段O段回流污泥缺氧池好氧池沉淀池出水剩余污泥进水混合液回流 脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。而氨基酸医药废水中的氨氮含量很高，需要更高效的工艺。A/O法的优点A/O法的缺点缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90～95%以上。 SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。SBR工艺 进水阶段反应阶段沉淀阶段排水阶段闲置阶段SBR工艺流程 SBR工艺优点SBR工艺缺点工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。自动化程度要求高，排水时要求不搅动沉淀污泥层，对滗水器的要求很高。后处理设备要求大：如消毒设备、接触池容积，排水管道等要求都很大。由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。 我的处理工艺流程加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2挂膜填料臭氧MBBR-MBR微滤膜调节池资源化利用废水出水排泥 一、资源化利用排放的废水中含有大量的氨基酸，这些废水虽然毒性不大,但水的BOD、COD值较高，直接排放,既污染环境，也造成资源浪费，可利用氨基酸废水的特点，进行饲料酵母发酵，降低废水中的COD,又能实现废水的资源化利用。工艺特点 调节池酵母接种发酵加絮凝剂提取酵母蛋白饲料添加剂生物处理工艺废水资源化利用 AAOA/MBBR-MBR工艺流程加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2MBBR-MBR挂膜填料臭氧微滤膜出水排泥 二、采用三点进水方式：经预处理后得的水分别进入厌氧池、Ⅰ缺氧池、Ⅱ缺氧池，为聚磷菌，反硝化菌提供了稳定的碳源，通过流量计控制流入Ⅰ缺氧池、Ⅱ缺氧池中的碳源，使缺氧阶段不再需要外加碳源；Ⅰ、Ⅱ缺氧池的设置及配合多点进水方式，提高了AAOA工艺的脱氮效果，一举多得。 加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2MBBR-MBR挂膜填料臭氧微滤膜三点进水出水排泥 三、采用了短程脱氮原理4NH+O2HO22H+NO2-1.5+++硝化反应33N2+3HO23CHOH+2NO-65HCO+2CO3+反硝化反应4NH+O2HO22H+NO3-2+++硝化反应7HO23NO-+5CHOH363N2++5HCO32CO+反硝化反应少消耗25%的氧省40%的CH3OH亚硝化菌硝化菌反硝化菌 在生物脱氮硝化过程中,亚硝化细菌将氨氮氧化为亚硝态氮,硝化菌将亚硝态氮氧化为硝态氮。控制硝化反应条件,使硝化反应只进行到亚硝态氮阶段并实现稳定的亚硝态氮积累,是各种短程硝化反硝化工艺稳定运行的关键。短程硝化原理 硝化菌与亚硝化菌的比较硝化菌：亚硝化菌：好氧自养，耐底溶解氧能力弱生长代时慢10-20℃时生长较快好氧自养，耐底溶解氧能力强生长代时快在30-35℃时生长较快硝化菌和亚硝化菌是两种独立的细菌，但在开放系统中这两类菌普遍存在，并生活在一起。 6421020303540温度/℃硝化菌亚硝化菌最小污泥停留时间/d0亚硝化停留时间 亚硝化细菌、硝化菌的最小泥龄；亚硝酸、氨氮浓度与PH的关系亚硝酸菌最小停留时间HNO2NH3浓度污泥停留时间/d硝酸菌最小停留时间mg(HNO2-N)·L-1PH108642606.577.588.50.100.080.060.040.020 入手点为亚硝化菌的生长创造有利条件一、由厌氧发酵作用产生的甲烷气体可以用来供热，保持Ⅰ缺氧池的温度稳定在30-35℃；二、由于硝化菌生长代时慢，可通过调节控制阀2，控制好氧池的水力停留时间（亚硝化菌浓度很高，不需要污泥停留时间，增大开合程度，可缩短整个反应时间，提高了去除效率。此过程中在两种硝化菌共存条件下，反硝化菌生长条件有利，自然会成为优势菌从而契合了短程硝化法的原理，达到高效去除的目的。SHARON工艺原理 短程硝化工艺加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2MBBR-MBR挂膜填料臭氧微滤膜出水排泥 四、采用了MBBR-MBR技术既运用生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。MBBR技术原理 MBR技术原理出水水质优质稳定；剩余污泥产量少；占地面积小，不受设置场合限制；可去除氨氮及难降解有机物；操作管理方便，易于实现自动控制；易于从传统工艺进行改造。MBR反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。以微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。 加热厌氧曝气出水I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2MBBR-MBR挂膜填料臭氧微滤膜MBBR-MBR排泥 经过MBBR-MBR后的出水很纯净，通过臭氧，通过膜，作用之一进行消毒；作用之二氧化膜上有机物，消除膜污染；作用之三，可以把不饱和烃氧化提高有机物利用率，减少剩余污泥量。五、微滤膜的臭氧消毒 加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2MBBR-MBR挂膜填料臭氧微滤膜MBBR-MBR出水排泥 总结加热厌氧曝气I缺氧好氧II缺氧集气控制阀1控制阀3控制阀2挂膜填料臭氧MBBR-MBR微滤膜调节池资源化利用废水出水排泥 四川农大12级环工研究生Thankyou'