一种青霉素发酵废水的絮凝预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种青霉素发酵废水的絮凝预处理方法，适用于青霉素发酵工艺过程中产生的高浓度菌浆残留液的预处理。其工艺步骤主要包括ａ、用反离子助剂对废水水质进行调节，ｂ、用高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺进行絮凝反应，ｃ、固液分离。反离子助剂为ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、聚合硅酸、聚合氯化铝或单宁的其中一种。本发明专利技术能够在很大程度上降低废水中ＳＳ、ＣＯＤ影响生化处理的物质含量，有效减轻后续生化处理难度，使处理后的废水能够达到后续生化处理的要求，同时固液分离后的泥饼含水率更低，比其它生产青霉素的废水预处理方法效果更好，操作更简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理控制工程领域，特别涉及一种青霉素发酵废水的絮凝预处理 方法。
技术介绍
目前，我国抗生素生产企业多达300多家，可生产占世界产量20% 30%的70个 品种的抗生素，产量年年增加，现已成为世界上主要的抗生素制剂生产国之一。微生物发酵 法生产的抗生素产品排出的废水中残留的微生物含量高，COD值达到每升几万、甚至几十万 毫克，且废水中所含成分极其复杂，含有大量高分子杂环等可生化性差的物质，很难直接进 入生化系统处理。在青霉素生产废水中发酵废水为最主要的污染源，该类废水成分复杂，有 机物浓度高，溶解性和胶体性固体浓度高，PH变化范围大，温度高，带有颜色和气味，悬浮物 含量高，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素物质等，特别是不同的青霉素发酵液提取 工艺所残留的废水水质差异性也很大，其内含物尤其是大量的菌丝体的形态、含量各异，造 成处理难度提高。一般会根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水 中的SS、盐度及部分C0D，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于 废水的后续生化处理。在中国专利文献CN 1041927A公开的青霉素废水处理方法中提出，在生化处理之 前将废水进行絮凝分离和沉淀脱硫处理。其中絮凝分离工艺中采用了无机与有机絮凝剂复 合药剂配方，通过气浮或沉淀手段使废水中的大分子类和胶体类抑制物进行脱水分离。无 机絮凝剂选择碱式氯化铝、聚合硫酸亚铁、硫酸亚铁与石灰、磷酸与石灰等，其用量基本为 100 300ppm，在石灰的配方中控制废水PH值为7 9 ；有机絮凝剂可选用聚丙烯酰胺，用 量1. 5 5ppm，或选用聚丙烯酸钠，用量为2 lOppm。然后用氯化钡晶体进行沉淀脱硫， 控制硫酸根浓度在1500ppm以下。此种方法的不足之处是需另设换热器和钡泥漕对废水进 行降温和沉淀脱硫，工艺复杂。由于青霉素的生产量不断扩大，对于青霉素废水处理应该寻 求一些操作更加简便、成本较低、效果稳定的运行方案，这是个不断探索的方向。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供了一种对青霉素发酵工艺过程中产生的高浓 度菌浆残留液进行预处理的方法，其简便、成本较低、效果稳定，使处理后的废水能够达到 后续生化处理的要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是，其前序处理步骤是对青霉素发酵工艺过 程中的发酵液进行膜过滤，而产生浓缩残液，或者是在青霉素发酵工艺过程中采用无过滤 提取青霉素的萃取及高温蒸馏工艺，其萃余相高温蒸馏后会产生釜残液，这些浓缩残液和 釜残液都是高浓度菌浆残留液，本专利技术的方法是对这些高浓度菌浆残留液进行絮凝预处 理，絮凝预处理的工艺步骤主要包括a、水质调节根据青霉素发酵过程中高浓度菌浆残留液的各种生化抑制物的特性，向高浓度菌 浆残留液加入反离子助剂对高浓度菌浆残留液的废水水质进行调节，从而改变抑制物的物 化性质；高浓度菌浆残留液主要包括青霉素不过滤提取工艺萃余相高温蒸馏后的釜残液和 /或发酵液经膜过滤后的浓缩残液。b、絮凝反应向水质调节后高浓度菌浆残留液中加入高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺，使高浓度 菌浆残留液中的悬浮物、胶体、沉淀物等非可溶性物质生成脱水性较好的絮状物；通过高分 子絮凝剂的中和、架桥、网捕等作用使大分子和胶体物质絮凝析出。C、固液分离将絮凝反应后的固液混合物通入固液分离设备，将固液两相分离，达到处理与优 化水质的目的；上清液进入终端生化处理，泥饼作为固废处理或再次利用。本专利技术所述的反离子助剂包括CaO、Ca(OH)2、聚合硅酸、聚合氯化铝或单宁的其 中一种。上述聚合硅酸的制备方法是首先用去离子水将五水偏硅酸钠溶解成稀溶液，溶 液的浓度以二氧化硅含量计算时为1.5 2%;并用1 1硫酸调节溶液的pH至3 2，边 加硫酸边搅拌，然后保持1. 5 2小时的熟化时间即得产品聚合硅酸。本专利技术的反离子助剂的一种具体应用方法为所述反离子助剂为CaO或者 Ca(OH)2时，CaO或者Ca(OH)2的用量以能够将青霉素高浓度菌浆残留液pH值调节至9 12范围以内为合适用量；同时使高浓度菌浆残留液中S042_去除率达到30 40%，COD和 SS的去除率分别达58%和84%。钙碱在调整废水自身电性和pH的同时，与青霉素高浓度 菌浆残留液中S042_发生反应生成微溶性的硫酸钙沉淀，然后通过后序的絮凝吸附、网捕作 用予以部分去除。本专利技术的反离子助剂的另一种具体应用方法为所述反离子助剂为聚合硅酸时， 聚合硅酸的用量为每升高浓度菌浆残留液加入聚合硅酸7 10g。本专利技术的反离子助剂的另一种具体应用方法为所述反离子助剂为聚合氯化铝 时，聚合氯化铝使用浓度为5 10%，纯品聚合氯化铝加量为每升高浓度菌浆残留液加入 聚合氯化铝1000 3000mg。本专利技术的反离子助剂的另一种具体应用方法为所述反离子助剂为单宁时，单宁 的使用浓度为5 10%，纯品单宁用量为每升高浓度菌浆残留液加入单宁300 lOOOmg。本专利技术所述的高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺的用法为絮凝反应时，将聚丙烯酰 胺溶解为0. 1 0. 3%浓度的溶液，然后加入絮凝反应器中，聚丙烯酰胺的用量为100 1500mg/L,即按照每升高浓度菌浆残留液加入100 1500mg聚丙烯酰胺的比例使它们充分 反应，絮凝反应时间为3 5min。上述技术方案的高分子有机絮凝剂进一步具体为阳离子型聚丙烯酰胺。本专利技术所述的固液分离设备为带式压滤机或卧螺沉降离心机；在固液分离设备 上完成固液分离后，高浓度菌浆残留液中COD、SS去除率应该分别达到50 60%、95%以 上，脱水后的泥饼含水率在65 80%之间。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是本专利技术能够对青霉素发酵工艺过程中产生的高浓度菌浆残留液进行预处理，其方法简便、成本较低、效果稳定、良好，本专利技术对任何青霉素发酵工艺过程中的发酵液经无过 滤提取后的废液、或者进行膜过滤提取后的浓缩残液均可适用。经过本专利技术方法处理的青霉素发酵废水中的C0D、SS去除率分别达到50 60%、 95 %以上，降低了废液中的COD及SS，其中SS的去除率可以接近100 %，减少了废水中的生 物抑制性物质，提高了废水的可降解性，对于废水的后续生化处理非常有利。固液分离后的 上清液可直接进入生化系统进行终端综合处理。尤其是当选用CaO或者Ca(OH)2作为反离 子助剂时，发酵废水中SO/—去除率可以达到30 40%。具体实施例方式下面结合具体实施方案对本专利技术做进一步详细说明实施例1青霉素发酵液不过滤提取工艺的萃余相高温蒸馏后的釜残液，釜残液温度74°C， pH 为 2. 5，测定的 COD 为 54580mg/L、SS 为 23385mg/L、S042-含量为 6200mg/L，其处理过程为 首先向釜残液中加入Ca (OH) 2，调节釜残液的pH值至10，Ca (OH) 2在调整釜残液自身电性和 PH的同时，与釜残液中S042_发生反应生成微溶性的硫酸钙沉淀；然后加入浓度0. 15%的阳 离子聚丙烯酰胺280mg/L，混合絮凝反应3min后，釜残液中的悬浮物、胶体、沉淀物等非可 溶性物质生成脱水性较好的絮状物；然后再将反应后的釜残液通入带式压滤机进行固液分 离，这样得到的上清液的COD降至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种青霉素发酵废水的絮凝预处理方法，其特征在于：工艺步骤主要包括　　ａ、水质调节　　向青霉素发酵工艺过程中产生的高浓度菌浆残留液中加入反离子助剂对高浓度菌浆残留液的水质进行调节，高浓度菌浆残留液主要包括青霉素不过滤提取工艺萃余相高温蒸馏后的釜残液和／或发酵液经膜过滤后的浓缩残液；　　ｂ、絮凝反应　　向水质调节后高浓度菌浆残留液中加入高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺，使青霉素发酵废水中的非可溶性物质生成脱水性较好的絮状物；　　ｃ、固液分离　　将絮凝反应后的固液混合物通入固液分离设备，将固液两相分离；上清液进入终端生化处理，泥饼作为固废处理或再次利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪泉，石亚静，卢琼，赵永强，
申请(专利权)人：石家庄开发区德赛化工有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]