申請(qǐng)日2015.06.18
公開(kāi)(公告)日2015.10.14
IPC分類號(hào)C02F3/12
摘要
本發(fā)明提供一種好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水中污泥的培養(yǎng)方法以及快速啟動(dòng)好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水的方法，能夠快速地實(shí)現(xiàn)烏頭類炮制廢水的啟動(dòng)，處理效果好，處理成本低，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，采用本發(fā)明所述的方式啟動(dòng)的污泥在處理具有特定種類的生物堿毒性成分的烏頭類炮制廢水時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成毒性生物堿的去除，本發(fā)明在處理過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，效果顯著且穩(wěn)定性強(qiáng)。
權(quán)利要求書
1.一種好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水中污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1取市政污水處理廠二沉池回流污泥接種在間歇式反應(yīng)器中，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度控制在1000mg/L以上;
步驟2取烏頭類炮制廢水若干，廢水中總生物堿含量在100-900mg/L，將烏頭炮制廢水加入步驟1中間歇式反應(yīng)器中，向反應(yīng)器內(nèi)充入空氣，保證反應(yīng)器污泥和廢水進(jìn)行充分混合，溶解氧濃度在1mg/L以上;
步驟3保障反應(yīng)器內(nèi)溫度恒定在20℃以上;進(jìn)行連續(xù)曝氣，后停止曝氣，靜沉，排除反應(yīng)器內(nèi)的上清液，將污泥保留在反應(yīng)器內(nèi);
步驟4重復(fù)步驟2-步驟3運(yùn)行至少5次;
步驟5取烏頭類炮制廢水若干，廢水中總生物堿含量在900-1800mg/L，將烏頭廢水加入步驟4處理過(guò)的保留了污泥的間歇式反應(yīng)器中，向反應(yīng)器內(nèi)沖入空氣，保證反應(yīng)器污泥和廢水進(jìn)行充分混合，溶解氧濃度在1mg/L以上;
步驟6保障反應(yīng)器內(nèi)溫度恒定在20℃以上;進(jìn)行連續(xù)曝氣，后停止曝氣，靜沉，排除反應(yīng)器內(nèi)的上清液，將污泥保留在反應(yīng)器內(nèi);
步驟7重復(fù)步驟5-步驟6運(yùn)行至少8次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度優(yōu)選為3000mg/L-4000mg/L;溶解氧濃度為3mg/L-6mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于， 所述步驟4中連續(xù)曝氣40-48h，靜沉30-60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟4中連續(xù)曝氣8-12h，靜沉30-60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)溫度恒定在25-35℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟4中重復(fù)步驟2-步驟3運(yùn)行5-8次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟7中重復(fù)步驟5-步驟6運(yùn)行8-10次。
8.一種處理烏頭類中藥炮制廢水中生物堿毒性成分的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-7之一所述污泥培養(yǎng)方法啟動(dòng)的污泥，以常規(guī)處理方法進(jìn)一步處理生物堿濃度為500-2000mg/L的制烏頭類炮制廢水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，生物堿毒性成分在10-12h基本去除。
說(shuō)明書
一種快速啟動(dòng)好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種好氧生物法處理烏頭 類中藥炮制廢水中污泥的培養(yǎng)方法以及快速啟動(dòng)烏頭類中藥炮制 廢水生物處理的方法。
背景技術(shù)
烏頭類中藥材在中成藥中有較為廣泛的應(yīng)用，其中川烏、草烏、 附子及其炮制加工品最為常用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年版《中國(guó)藥典》 和1-26冊(cè)《中藥部頒標(biāo)準(zhǔn)》所載含川烏、草烏和附子的中成藥超 過(guò)320種。這些藥材生用毒性較大，需炮制后方可用于臨床，且具 有獨(dú)特的療效。川烏為毛莨科植物烏頭Aconitum carmichaelii Debx. 的干燥母根，草烏為毛莨科植物北烏頭Aconitum kusnezoffii Reichb.的干燥塊根，附子則為毛莨科植物烏頭Aconitum carmichaelii Debx.的子根的膽巴水炮制加工品。川烏和草烏的炮制 品分別被稱為制川烏和制草烏，兩者的炮制方法相同，主要是采用 水浸泡方法去除毒性成分。炮制過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量毒性炮制廢水，這 些廢水的主要毒性成分包括烏頭堿、次烏頭堿和新烏頭堿等雙酯型 生物堿和苯甲酰新烏頭原堿、苯甲酰烏頭原堿、苯甲酰次烏頭原堿 等單酯型生物堿，相比較單酯型生物堿的毒性，雙酯型生物堿毒性 更大。如果這些毒性炮制廢水不經(jīng)過(guò)有效處理而排入環(huán)境中，必將 對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，也可能會(huì)危害人類生命健康。所以,處理川烏和草 烏毒性炮制廢水的關(guān)鍵在于去除廢水中的毒性生物堿類成分。
目前，廢水減毒技術(shù)中主要采用高級(jí)氧化的處理工藝完成，主 要包括臭氧氧化、電化學(xué)處理、光催化技術(shù)以及芬頓氧化等�；瘜W(xué) 氧化法減毒的具體原理是將有毒物質(zhì)成分氧化、降解成非毒性成 分，具有反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。但是其處理成本和反應(yīng)條件要求較高， 操作復(fù)雜。生物減毒主要利用微生物的分解能力完成對(duì)廢水中有機(jī) 物的降解，其優(yōu)點(diǎn)是處理成本低，環(huán)境效應(yīng)好，但是生物減毒法存 在啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。
由于中藥廢水成分復(fù)雜，包括糖類、乙醇、氯仿、苷類、蒽醌、 木質(zhì)素、生物堿、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、色素等物質(zhì)，有機(jī)污染物濃度相 當(dāng)高，木質(zhì)素等的懸浮物比重輕、濃度高，難于沉淀，廢水可生化 性差，廢水的水質(zhì)、水量隨著中藥生產(chǎn)操作的間歇性和產(chǎn)品種類的 多樣性波動(dòng)也比較大，相對(duì)于其他工業(yè)廢水中藥生產(chǎn)廢水是較難處 理的廢水之一。現(xiàn)有技術(shù)中,中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103508637A公開(kāi)了 一種中藥提取廢水處理工藝，采用“預(yù)處理系統(tǒng)-生化處理系統(tǒng)-深度 處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)”;CN103319058A公開(kāi)了一種中藥提取廢 水處理系統(tǒng)，采取“預(yù)處理+水解酸化+厭氧處理+好氧處理+芬頓處 理”結(jié)合的生物處理工藝;CN1775699A公開(kāi)了一種中藥生產(chǎn)廢水 處理設(shè)備及其廢水處理工藝，該設(shè)備包括截留裝置、調(diào)節(jié)池、水解 酸化池、膜生物反應(yīng)池和污泥處理裝置;CN102923920A公開(kāi)一種 中藥廢水處理工藝，包括預(yù)處理、兩級(jí)UASB厭氧處理和回流生化 處理;CN103739138A公開(kāi)的中藥飲片生產(chǎn)廢水首先經(jīng)格柵井去除 大的雜質(zhì)后進(jìn)入集水池;再進(jìn)入高效混凝沉淀一體化池，調(diào)節(jié)PH 后進(jìn)入預(yù)酸化調(diào)節(jié)池，預(yù)酸化后的廢水提升至UASB反應(yīng)塔，在厭 氧微生物的作用下去除大部分有機(jī)物，再進(jìn)入SBR池，通過(guò)好氧 反應(yīng)去除剩余有機(jī)物，最后SBR池的出水進(jìn)入排水池，并經(jīng)多介 質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入消毒池消毒后達(dá)標(biāo)方可排放。朱杰高等(中藥 提取類制藥廢水處理工藝研究與工程實(shí)踐，朱杰高等，北方環(huán)境， 第23卷第9期，2011年9月)介紹了PEIC厭氧反應(yīng)器及高效接 觸式污泥池對(duì)中藥廢水的處理工藝。
上述文獻(xiàn)公開(kāi)的處理中藥廢水的工藝使用的反應(yīng)設(shè)備復(fù)雜、操 作繁瑣、污水處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高、折舊率高;此外傳統(tǒng)工藝好氧 段多采用膜生物反應(yīng)池，生物膜易脫落，需要經(jīng)常更新且價(jià)格昂貴; 最重要的是，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于污泥的培養(yǎng)方法中，向反應(yīng)器中加入 提取工段廢水，連續(xù)培養(yǎng)一周后，正常進(jìn)水，持續(xù)培養(yǎng)20天后進(jìn) 行生物相鏡檢方發(fā)現(xiàn)有腎形蟲(chóng)等原、后生動(dòng)物，視為培養(yǎng)結(jié)束，該 方法中廢水處理的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)后處理工藝復(fù)雜，大嚴(yán)重增加 了企業(yè)的運(yùn)行成本，并且未能針對(duì)廢水中特定的成分進(jìn)行去除。
對(duì)于烏頭類中藥材炮制廢水毒性的減毒處理技術(shù)目前未見(jiàn)有 相關(guān)報(bào)道，亦未見(jiàn)有關(guān)于烏頭類中藥炮制廢水中生物堿類成分的處 理技術(shù)，由于中藥生產(chǎn)過(guò)程中不同藥物品種和生產(chǎn)工藝不同，所產(chǎn) 生的廢水水質(zhì)及水量有很大差別，且由于產(chǎn)品更換周期短，廢水水 質(zhì)、水量經(jīng)常波動(dòng)，極不穩(wěn)定，如何快速啟動(dòng)該類廢水的生物處理 也是一個(gè)技術(shù)難題。鑒于此，研究一種快速啟動(dòng)烏頭類中藥炮制廢 水中生物堿類成分的處理的方法，特別是可以快速啟動(dòng)上述處理方 法時(shí)使用的污泥的培養(yǎng)方法，是本發(fā)明亟待解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中上述技 術(shù)缺陷，從而提出一種好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水中污泥 的培養(yǎng)方法以及快速啟動(dòng)烏頭類中藥炮制廢水中生物堿類成分的 處理的方法。
為此，本發(fā)明提供一種快速啟動(dòng)好氧生物法處理烏頭類中藥炮 制廢水中生物堿毒性成分的方法，包括以下步驟：
步驟1取市政污水處理廠二沉池回流污泥接種在間歇式反應(yīng) 器中，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度控制在1000mg/L以上;
步驟2取烏頭類炮制廢水若干，廢水中總生物堿含量在 100-900mg/L，將烏頭炮制廢水加入步驟1中間歇式反應(yīng)器中，向 反應(yīng)器內(nèi)充入空氣，保證反應(yīng)器污泥和廢水進(jìn)行充分混合，溶解氧 濃度在1mg/L以上;
步驟3保障反應(yīng)器內(nèi)溫度恒定在20℃以上;進(jìn)行連續(xù)曝氣，后 停止曝氣，靜沉，排除反應(yīng)器內(nèi)的上清液，將污泥保留在反應(yīng)器內(nèi);
步驟4重復(fù)步驟2-步驟3運(yùn)行至少5次;
步驟5取烏頭類炮制廢水若干，廢水中總生物堿含量在 900-1800mg/L，將烏頭廢水加入步驟4處理過(guò)的保留了污泥的間 歇式反應(yīng)器中，向反應(yīng)器內(nèi)沖入空氣，保證反應(yīng)器污泥和廢水進(jìn)行 充分混合，溶解氧濃度在1mg/L以上;
步驟6保障反應(yīng)器內(nèi)溫度恒定在20℃以上;進(jìn)行連續(xù)曝氣， 后停止曝氣，靜沉，排除反應(yīng)器內(nèi)的上清液，將污泥保留在反應(yīng)器 內(nèi);
步驟7重復(fù)步驟5-步驟6運(yùn)行至少8次。
上述方法中，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度優(yōu)選3000mg/L-4000mg/L; 溶解氧濃度優(yōu)選3mg/L-6mg/L;
所述步驟4中連續(xù)曝氣40-48h，靜沉30-60分鐘;
所述步驟6中連續(xù)曝氣8-12h，靜沉30-60分鐘;
所述加熱裝置保障反應(yīng)器內(nèi)溫度優(yōu)選恒定在25-35℃。
所述步驟4中優(yōu)選重復(fù)步驟2-步驟3運(yùn)行5-8次;
所述步驟7中優(yōu)選重復(fù)步驟5-步驟6運(yùn)行8-10次。
本發(fā)明還提供了一種處理烏頭類中藥炮制廢水中生物堿毒性 成分的方法，使用上述方式啟動(dòng)的污泥以常規(guī)處理方法進(jìn)一步處理 生物堿濃度為500-2000mg/L的制烏頭類炮制廢水，其在10-12h 完成毒性生物堿基本去除。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明所述可用于好氧生物法處理烏頭類中藥炮制廢水 中的污泥培養(yǎng)方法，通過(guò)用烏頭類廢水反復(fù)處理污泥，調(diào)節(jié)污泥中 微生物菌群的種類，使得適宜的微生物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，不適應(yīng)的微 生物被淘汰，控制適宜處理烏頭類炮制廢水中生物堿毒性成分的微 生物菌群，使得以上述方式啟動(dòng)的污泥在處理具有特定種類的生物 堿毒性成分的烏頭類炮制廢水時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成毒性生物堿 的去除，本發(fā)明在處理過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，效果顯著且穩(wěn)定性強(qiáng)。以 該方式進(jìn)行啟動(dòng)能夠快速地實(shí)現(xiàn)烏頭類炮制廢水的啟動(dòng)，在14-22 天內(nèi)即實(shí)現(xiàn)高效地生物處理烏頭類生物堿廢水的啟動(dòng);
(2)處理效果好：以該方式啟動(dòng)的生物系統(tǒng)，在間歇反應(yīng)器 內(nèi)處理廢水，其生物堿含量為500-2000mg/L的毒性烏頭類生物堿 均能實(shí)現(xiàn)基本去除;
(3)處理成本低：以生物法實(shí)現(xiàn)對(duì)烏頭類生物堿的去除相比 較化學(xué)法處理周期更短，處理同樣體積的廢水所需污泥體積更小， 具有明顯的成本優(yōu)勢(shì);
(4)抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)：盡管烏頭類炮制廢水中生物堿的含 量變化較大，但是該方法針對(duì)烏頭類廢水中生物堿的去除具有適應(yīng) 的廣泛性。
