维生素C工业废水处理技术

Posted 2023-01-13 反应器

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维生素C（Vitamin C ，Ascorbic Acid）又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素。

目前国内Vc生产采用的是两步发酵工艺，以山梨酸、玉米浆、多种无机盐、盐酸、乙醇、丙酮等18种原料，经发酵、提取、转化、精制而成，生产工艺复杂，原料平均利用率较低，生产过程中没有利用的原料、副产物就成为高浓度有机废水排放。Vc废水主要包括高浓度废水和低浓度废水，高浓度废水来自4种制药废液:发酵菌丝体、提取母液、转化母液及精制母液、蒸醇残液。低浓度废水主要包括酸洗废水、碱洗废水和车间冲洗水。废水整体呈酸性，且COD浓度很高。这样的废水如不加以处理直接排放，必将对自然水体和周围环境造成严重污染。

1　维生素C(Vc)生产废水来源及其水质特征

1.1　Vc生产废水来源 Vc生产主要原料为山梨醇，Vc废水主要来源及各工段废水中主要污染物见表1。废水中主要为高浓度有机污染物，包括乙醇、乙酸、菌丝体蛋白质、古龙酸、Vc等，还含有铵态氮及各种无机盐等，水质总体偏酸性。

1.2　维生素C(Vc)废水的水质特征

(1)COD浓度高；

(2)水质水量变化大，且高浓度废水间歇排放；

(3)混合废水水质偏酸性；

(4)废水色度高，且为真色。

2　维生素C(Vc)废水的处理方法

目前国内主要以生物法对Vc工业废水进行处理。已见报道的Vc废水处理方法还有化学氧化法等。

2.1　生物法

Vc生产废水属于高浓度有机废水，含对微生物有毒或抑制性物质少，可生化性较好，因此，国内外常用的Vc废水处理方法是生物法。根据作用微生物的不同，生物处理方法可分为好氧处理和厌氧处理。

2.1.1　厌氧生物处理工艺

厌氧生物法是指无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中各种复杂的有机物分解为甲烷和二氧化碳等物质的过程，同时把部分有机质合成细菌体，通过气、液、固分离，使废水得到净化的一种废水处理方法。目前新建的Vc废水处理工程主要采用高效厌氧反应器，主要有UASB、EGSB、IC等，其主要特点有；有机负荷率高；单位容积反应器的生物量高；污泥与废水混合充分；污泥活性高、沉降性能好、粒径较大、强度较好等。。

2004年石家庄维生药业采用UASB工艺处理Vc废水时，优化回流量、回流比等技术参数，提高了反应器的水力负荷，减少了因调节进水pH而消耗的碱量，容积负荷提高到5kgCOD/(m3·d)，COD去除率大于85%。

上流式厌氧污泥床过滤器(UBF)是近年来发展的一种新型复合式厌氧反应器[1]，它结合了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器和厌氧滤池(AF)的优点，填料层改善了反应区上部的水流状态，启动期有吸附阻截厌氧污泥的作用，缩短启动时间，提高了反应器的耐冲击负荷能力。1984年河北轻化工学院环境工程系研制了填充软性填料的复合型厌氧反应器，1993年杨景亮等[2]利用UBF工艺对Vc高浓度废水进行了中试研究，结果表明当进水COD7000～13000mg/L时，COD去除率大于80%，容积负荷为10～12kgCOD/(m3·d)，容积产气率大于3Nm3/(m3·d)。石家庄市第一制药厂[3]于1991年建成了一套Vc废水厌氧生物处理装置，其主体设备为两台上流式厌氧污泥床过滤器(UBF)，每台反应器有效容积150m3。该系统经过近5个月的启动试运行，反应器容积负荷达到6kgCOD/(m3·d)，COD去除率达80%以上，沼气产率达到118m3/(m3·d)。几年来该套装置运行正常，但Vc生产排放的废水有机物浓度很高，pH值较低，给运行管理带来了一些不利因素。1993年该厂对生产规模UBF处理Vc废水的工艺流程和设备进行了合理的改革，以厌氧出水回流与高浓度度水混合稀释降低进水COD浓度，提高进水的总碱度，同时控制反应器水力负荷，从而提高了反应器的处理能力。容积负荷从610kgCOD/(m3·d)提高到1010kgCOD/(m3·d)，沼气产率从118Nm3/(m·d)提高到312Nm3/(m3·d)，并节省了调节pH的用碱量和稀释水用量。

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