专利名称：脱落酸生产废水处理工艺方法
技术领域：
本发明涉及工业废水处理方法，具体来说是脱落酸(S-诱抗素)生产过程中所产生的废水处理工艺方法，适用于处理生物工程发酵企业生产过程中产生的混合废水处理； 特别是用于超高浓度(CODcr彡10万mg/L)有机废水的处理。
背景技术：
[S-诱抗素]学名脱落酸，英文名Abscisic Acid (简称ABA)。S-诱抗素为经全国农药标准化技术委员会命名的中文通用名。CA登记号21293-29-8。国际(ISO)通用名称(+)-cis, trans-Abscisic acid。化学名(IUPAC):5-(1，-羟基 _2，，6，，6，-三甲基 _4，-氧代-2，-环己烯-1’ -基)-3-甲基-2-顺-4-反-戊二烯酸。[经验式]=C15H2tlO4相对分子质量264·32。脱落酸是一个15碳的倍半萜烯化合物。天然存在的脱落酸是一个对映结构体，特别是右旋化合物(S)-ABA。(R)-ABA的生理活性在多数情况下与(S)-ABA相同。其生理活性取决于以下条件①有自由羧基，②环己烷环上在α-或β-位置有双键，③C-2处的双键是顺式。2-反式ABA在光中异构化后才有活性。酯类化合物在酯链水解后产生的自由酸也有活性。天然脱落酸为白色结晶粉末，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯与三氯甲烷等，难溶于醚、苯等，水溶解度3-5g/L(20°C )。脱落酸的稳定性较好，常温下放置两年，有效成分含量基本不变，但应在干燥、阴凉、避光处密封保存。脱落酸水溶液对光敏感，属强光分解化合物。脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素并列为系四大植物生长激素之一，脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。通常在衰老的器官或组织中的含量比在幼嫩部分中的多。它的作用在于抑制RNA和蛋白质的合成，从而抑制茎和侧芽生长，因此是一种生长抑制剂，有利于细胞体积增大。它与赤霉素有拮抗作用。脱落酸通过促进离层的形成而促进叶柄的脱落，在于它能使细胞壁环境酸化、水解酶的活性增加，还能促进芽和种子休眠。种子中较高的脱落酸含量是种子休眠的主要原因。经层积处理的桃、红松等种子因其中的脱落酸含量减少而易于萌发，脱落酸也与叶片气孔的开闭有关。小麦叶片干旱时，保卫细胞内脱落酸含量增加，气孔就关闭，从而可减少蒸腾失水。根尖的重力性运动与脱落酸的分布有关。S-诱抗素生产由发酵工段、提取及反萃取工段、精制工段组成。发酵工段是用粮食或粮食加工的副产品为主，制作发酵培养基，接种微生物菌种进行摇瓶培养、一级种子培养、二级种子培养、发酵培养；提取工段包括板框过滤、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、酸析、离心分离、萃取、一次结晶、过滤；反萃取工段包括混合、反萃取、喷雾干燥；精制工段包括溶解、重结晶、过滤、水洗、烘干。(该生产工艺为企业保密信息，受相关专利保护)S-诱抗素生产过程中产生的混合废水主要由发酵罐清洗水、板框洗涤水、膜清洗水、MF残留液、UF残留液、纳滤(NF)废液、萃取废水等7种废水组成，日排放污水量相对于目标物产量比为600 1 1200 1。混合废水的CODcr和氨氮的含量极高，其中的萃取废水尤甚，其CODcr浓度在10万 15万mg/1之间，氨氮浓度在500 2500mg/l之间，pH =0. 4 2，属于难于处理的高浓酸性萃取废水，在研究本发明前未见有报道对该类废水进行成功的有效系统处理工程案例。
发明内容
本发明的目的是提供一种出水达到国标(GB8978-1996) —级标准的脱落酸生产废水处理工艺方法，以解决处理生物发酵产生的超高浓度废水处理的难题。本发明的目的是这样实现的一种脱落酸生产废水处理工艺方法，该生产废水组成有发酵罐清洗水、板框洗涤水、膜清洗水、MF残留液、UF残留液、纳滤废液、萃取废水和生活废水8种，按以下步骤顺次进行a)、萃取废水处理采用高浓酸性萃取废水毒性综合处理系统对萃取废水进行预处理，以调节pH值和去除硫酸根离子b)浓度梯级配水将预处理后的萃取废水与所述其余7种生产废水混合，混合时按浓度进行阶梯配水，首次配水将该混合废水CODcr浓度调节到10，000 20，000mg/L ；C)两级UASB厌氧处理对配水后的废水在两级UASB池内进行厌氧处理，再经沉淀进行泥水分离，泥水分离后的废水再次配水，将废水CODcr浓度调节到500 800mg/L，泥水分离后的污泥分别回流入两级UASB池的厌氧反应区内；d)污泥回流生化处理在活性污泥好氧池内对UASB厌氧处理后的废水进行活性污泥好氧处理，活性污泥好氧沉淀池沉淀分离后的废水送入生物接触好氧池进行生物接触好氧处理，再经生物接触沉淀池沉淀分离后的废水送入深度处理工序，且活性污泥好氧沉淀池分离的污泥回流入活性污泥好氧池，生物接触沉淀池分离的污泥回流入生物接触好氧池；e)深度处理由生化处理工序来的废水经砂滤处理后进入清水池，进入清水池的废水CODcr降为90 100mg/L，氨氮为8 12mg/L ；上述a步中，萃取废水处理步骤如下al)将高浓酸性萃取废水在调理塔中加入过量Ca(OH)2，按H+浓度计算，过量3% 4 %，调节废水pH值至pH值9 11，废水中的硫酸根离子与Ca2+反应后生成CaSO4沉淀，通过沉淀分离后完成SO/—去除；a2)去除S042_后的废水通过泵送入中和塔，并在中和塔加入过量未经调理塔处理的废水，按0H—浓度计算，废水过量1 % 2 %，废水中的SO/—与废水中溶解的Ca2+反应后第二次生成CaSO4沉淀，通过沉淀分离完成Ca2+去除，降低后续工序设备结垢发生率；a3)中和塔内经过一次碱和一次酸过量处理的废水由泵送入分离塔，同时加入过量NaOH，按H+浓度计算，NaOH过量10% 20%，第二次调节废水pH值到9 10之间，然后用蒸气间接加热废水，使废水温度在其沸点附近，维持该温度，通过塔内底部供气装置向废水中鼓入压缩空气，使废水中的萃取溶剂按一定比例由空气带入气相，将部分萃取溶剂从废水中分离出来，含萃取溶剂的气体导入锅炉房鼓风机管路，送入锅炉中作为助燃气体使用，在鼓入空气的同时通过分离塔内的喷淋装置使用废水进行喷淋。上述高浓酸性萃取废水为生物发酵制品生产过程中所产生，该废水pH = 0. 4 2. 0，CODcr浓度为10万 15万mg/L,氨氮浓度为2000 7000mg/L, SO,浓度为480 38000mg/L，同时含有重量比例为2% 4%的萃取溶剂；该萃取溶剂主要为石油醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯；经分离塔处理后，废水的CODcr降低到8万 10万mg/L，氨氮降为1500 5000mg/L。上述b步浓度梯级配水具体步骤为膜清洗水流入高PH水池，一批次的膜清洗水全部混合后，利用盐酸配药槽，加入HCl溶液，调节pH在9 10，泵入配水调节池；板框洗涤水、MF残留液、UF残留液和纳滤废液进入高浓混水池混合后，泵入配水调节池；生活废水与发酵罐清洗水混合后经一级人工粗格栅(10)和两级人工细格栅处理后，进入低浓混水池；上述a步萃取废水处理具体步骤为每批次萃取废水20m3/ 40m3，一次性排入萃取废水储液罐进行贮存，泵入高浓酸性萃取废水毒性综合处理系统进行处理，经处理后的废水自流进入配水调节池与上述已进入池内的其它废水混合，或者再将低浓混水池的废水泵入配水调节池进行配水，最终将配水调节池CODcr浓度控制在10，000 20，000mg/L工艺指标内；上述c步两级UASB厌氧处理具体步骤为采用提升泵将存于配水调节池内调配好的废水泵入两级UASB池，通过碱加配药器加入NaOH溶液，调节废水pH值9 10之间，池内废水通过循环泵提供池内上升流速，保持池中污泥呈悬浮态浮于水中，废水自流入UASB 沉淀池，UASB沉淀池内废水CODcr浓度降至5000 8000mg/L，UASB沉淀池底部的污泥通过污泥泵部分回流至两级UASB池，部分泵入储泥池；UASB沉淀池内的废水自流入好氧配水调节池，同时，将低浓混水池内的废水和清水池内的废水泵入好氧配水调节池，并通过风机送风进行混合搅拌，以保持好氧配水调节池中废水CODcr在500 800mg/L，以及通过碱加配药器加入NaOH溶液，以调节废水pH值8 9，氨氮40 50mg/L。上述污泥回流生化处理具体步骤为废水从好氧配水调节池自流入活性污泥好氧池，通过风机送风供氧，在好氧微生物作用下产生净化作用，废水CODcr浓度降为150 300mg/L，氨氮降为20 30mg/L，处理后的含泥废水流入活性污泥好氧沉淀池，固液分离后，污泥经污泥泵部分回流至活性污泥好氧池，部分泵入储泥池，废水自流入生物接触好氧池，通过风机向池内废水曝气充氧，在池内生物膜上的微生物作用下产生净化作用，废水 CODcr浓度降为90 110mg/L，氨氮降为10 15mg/L，处理后的含泥废水流入接触沉淀池， 固液分离后，污泥经污泥泵部分回流至活性污泥好氧沉淀池，部分泵入储泥池，废水从生物接触沉淀池自流入砂滤池，处理后废水CODcr降为90 100mg/L，氨氮降为8 12mg/L，污泥排入储泥池。上述活性污泥好氧池和生物接触好氧池内均设有喷淋系统，消除曝气时产生的泡沫。上述砂滤池还采用反冲风机和反冲泵进行定期气和水的反冲清洗。上述砂滤池处理后的废水还自流入清水池，清水池的废水或用于配水调节池的配水回用，或作为反冲清洗的用水；清水池的废水自流入稳定塘，稳定塘作为废水外排前的生物毒性试验塘。
还具有污泥排放步骤储泥池内的污泥由抽泥泵泵入抽泥管道，在抽泥管道上设置的管道混合器加入经PAM加配药器配置好的PAM溶液，与污泥混合均勻后再送入压滤机处理，处理后的干污泥送至污泥填埋场。本发明的有益效果是1)本工艺融合了模块化设计的理念，主要分三个模块(1)高浓酸性萃取废水毒性去除模块；( 混合废水配水调节模块；C3)多级逆流负荷控制生物法生化处理模块；三个模块独立运行，具有很高的抗冲击负荷能力和废水调节能力。2)本工艺能有效处理生物发酵废水这一类超高浓度、含难降解大分子、冲击负荷高的废水，脱落酸(S-诱抗素)生产混合废水经过处理，出水可达(GB8978-1996) —级标准，解决了目前国内生物发酵超高浓度废水难处理的难题。本工艺各级处理设施处理效果如表1所示表1脱落酸(S-诱抗素)生产混合废水处理工艺效果(表中水量为参考值)
权利要求
1. 一种脱落酸生产废水处理工艺方法，该生产废水组成有发酵罐清洗水、板框洗涤水、 膜清洗水、MF残留液、UF残留液、纳滤废液、萃取废水和生活废水8种，其特征是按以下步骤顺次进行a)萃取废水处理采用高浓酸性萃取废水毒性综合处理系统对萃取废水进行预处理，以调节PH值和去除硫酸根离子b)浓度梯级配水将预处理后的萃取废水与所述其余7种生产废水混合，混合时按浓度进行阶梯配水， 首次配水将该混合废水CODcr浓度调节到10，000 20，000mg/L ；c)两级UASB厌氧处理对配水后的废水在两级UASB池内进行厌氧处理，再经沉淀进行泥水分离，泥水分离后的废水再次配水，将废水CODcr浓度调节到500 800mg/L，泥水分离后的污泥分别回流入两级UASB池的厌氧反应区内；d)污泥回流生化处理在活性污泥好氧池(107)内对UASB厌氧处理后的废水进行活性污泥好氧处理，活性污泥好氧沉淀池(108)沉淀分离后的废水送入生物接触好氧池(109)进行生物接触好氧处理，再经生物接触沉淀池(110)沉淀分离后的废水送入深度处理工序，且活性污泥好氧沉淀池(108)分离的污泥回流入活性污泥好氧池(107)，生物接触沉淀池(110)分离的污泥回流入生物接触好氧池(109)；e)深度处理由生化处理工序来的废水经砂滤处理后进入清水池，进入清水池的废水CODcr降为 90 100mg/L，氨氮为 8 12mg/L ；上述a步中，萃取废水处理步骤如下al)将高浓酸性萃取废水在调理塔中加入过量Ca(OH)2,按H+浓度计算，过量3% 4 %，调节废水pH值至pH值9 11，废水中的硫酸根离子与Ca2+反应后生成CaSO4沉淀，通过沉淀分离后完成SO/—去除；a2)去除S042_后的废水通过泵送入中和塔，并在中和塔加入过量未经调理塔处理的废水，按Off浓度计算，废水过量1 % 2%，废水中的SO/—与废水中溶解的Ca2+反应后第二次生成CaSO4沉淀，通过沉淀分离完成Ca2+去除，降低后续工序设备结垢发生率；a3)中和塔内经过一次碱和一次酸过量处理的废水由泵送入分离塔，同时加入过量 NaOH,按H+浓度计算，NaOH过量10% 20%，第二次调节废水pH值到9 10之间，然后用蒸气间接加热废水，使废水温度在其沸点附近，维持该温度，通过塔内底部供气装置向废水中鼓入压缩空气，使废水中的萃取溶剂按一定比例由空气带入气相，将部分萃取溶剂从废水中分离出来，含萃取溶剂的气体导入锅炉房鼓风机管路，送入锅炉中作为助燃气体使用， 在鼓入空气的同时通过分离塔内的喷淋装置使用废水进行喷淋；上述高浓酸性萃取废水为生物发酵制品生产过程中所产生，该废水pH = 0. 4 2. 0， CODcr浓度为10万 15万mg/L，氨氮浓度为2000 7000mg/L，SO广浓度为480 38000mg/ L，同时含有重量比例为2% 4%的萃取溶剂；该萃取溶剂主要为石油醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯；经分离塔处理后，废水的CODcr降低到8万 10万mg/L，氨氮降为1500 5000mg/L。
2.根据权利要求1所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是所述b步浓度梯级配水具体步骤为膜清洗水流入高PH水池(119)，一批次的膜清洗水全部混合后，利用盐酸配药槽(122)，加入HCl溶液，调节pH在9 10，泵入配水调节池(103)；板框洗涤水、MF 残留液、UF残留液和纳滤废液进入高浓混水池(108)混合后，泵入配水调节池(103)；生活废水与发酵罐清洗水混合后经一级人工粗格栅(10)和两级人工细格栅(11)处理后，进入低浓混水池(117)；所述a步萃取废水处理具体步骤为每批次萃取废水20m3/ 40m3，一次性排入萃取废水储液罐(101)进行贮存，泵入高浓酸性萃取废水毒性综合处理系统进行处理，经处理后的废水自流进入配水调节池与上述已进入池内的其它废水混合，或者再将低浓混水池 (117)的废水泵入配水调节池进行配水，最终将配水调节池CODcr浓度控制在10，000 20，000mg/L工艺指标内；所述c步两级UASB厌氧处理具体步骤为采用提升泵将存于配水调节池(103)内调配好的废水泵入两级UASB池(104)，通过碱加配药器(123)加入NaOH溶液，调节废水pH 值9 10之间，池内废水通过循环泵(04)提供池内上升流速，保持池中污泥呈悬浮态浮于水中，废水自流入UASB沉淀池(105)，UASB沉淀池(105)内废水CODcr浓度降至5000 8000mg/L，UASB沉淀池(105)底部的污泥通过污泥泵(06)部分回流至两级UASB池(104)， 部分泵入储泥池(114) ；UASB沉淀池(105)内的废水自流入好氧配水调节池(106)，同时， 将低浓混水池(117)内的废水和清水池(112)内的废水泵入好氧配水调节池(106)，并通过风机(08)送风进行混合搅拌，以保持好氧配水调节池中废水CODcr在500 800mg/L，以及通过碱加配药器(123)加入NaOH溶液，以调节废水pH值8 9，氨氮40 50mg/L。
3.根据权利要求2所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是所述污泥回流生化处理具体步骤为废水从好氧配水调节池(106)自流入活性污泥好氧池(107)，通过风机 (108)送风供氧，在好氧微生物作用下产生净化作用，废水CODcr浓度降为150 300mg/L， 氨氮降为20 30mg/L，处理后的含泥废水流入活性污泥好氧沉淀池(108)，固液分离后，污泥经污泥泵(06)部分回流至活性污泥好氧池(107)，部分泵入储泥池(114)，废水自流入生物接触好氧池(109)，通过风机(08)向池内废水曝气充氧，在池内生物膜上的微生物作用下产生净化作用，废水CODcr浓度降为90 110mg/L，氨氮降为10 15mg/L，处理后的含泥废水流入接触沉淀池(110)，固液分离后，污泥经污泥泵(06)部分回流至活性污泥好氧沉淀池(108)，部分泵入储泥池(114)，废水从生物接触沉淀池(110)自流入砂滤池(111)， 处理后废水CODcr降为90 100mg/L，氨氮降为8 12mg/L，污泥排入储泥池(114)。
4.根据权利要求3所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是所述活性污泥好氧池(107)和生物接触好氧池(109)内均设有喷淋系统。
5.根据权利要求4所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是所述砂滤池(111) 还采用反冲风机(09)和反冲泵(07)进行定期气和水的反冲清洗。
6.根据权利要求5所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是所述砂滤池(11) 处理后的废水还自流入清水池(112)，清水池的废水或用于配水调节池(103)的配水回用， 或作为反冲清洗的用水；清水池(112)的废水自流入稳定塘(113)，稳定塘作为外排前的生物毒性试验塘。
7.根据权利要求6所述的脱落酸生产废水处理工艺方法，其特征是还具有污泥排放步骤储泥池(114)内的污泥由抽泥泵(13)泵入抽泥管道，在抽泥管道上设置的管道混合器(33)加入经PAM加配药器(125)配置好的PAM溶液，与污泥混合均勻后再送入压滤机 (12)处理，处理后的干污泥送至污泥填埋场。
全文摘要
一种处理脱落酸(S-诱抗素)生产过程中所产生的废水工艺方法，它采用“高浓酸性萃取废水毒性去除法”、“多级逆流负荷控制生物法”两种方法结合，新增UASB厌氧处理工段、浓度梯级配水工段，按污染浓度变化(污染物负荷梯度及变化)，采用三级污泥回流三级清水(处理后水)回用处理落酸(S-诱抗素)生产过程中所产生的高浓度(CODcr＞10万mg/L)、含难降解大分子、冲击负荷高的混合废水。本发明具有很高的抗冲击负荷能力，废水出水可达GB8978-1996一级标准，解决了目前国内生物发酵超高浓度废水处理的难题。
文档编号C02F9/14GK102198997SQ20111009568
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者刘学峰, 刘敏, 岳峻, 杨斌中, 王涛, 田庆华, 邵家华 申请人:四川省环保科技工程有限责任公司