[实用新型]一种咖啡因生产废水处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理，特别是一种咖啡因生产废水处理系统。

背景技术

咖啡因(1,3,7-三甲基黄嘌呤)是一种黄嘌呤生物碱，为中枢神经兴奋药物，具有解热镇痛之功效，同时还是一种饮料添加剂。由于天然的咖啡因产量较低，社会上广泛使用的咖啡因主要通过化学合成制得。

多数制药厂采用化学合成法生产咖啡因系列产品。该生产工艺复杂，且生产过程中使用的原料多为强酸、强碱、有毒有害物质。故生产过程中产生的废水水量较大，水质成分复杂多变，主要有以下四大类：甲化残液废水、一次氯提废水、水洗原母废水、茶钠废水。上述四类废水均含有较高的无机盐度、COD(化学需氧量)、氨氮；pH波动范围也较大；另外，废水中含有的硫酸二甲脂、Mn²⁺、氯仿属于毒性物质，不仅对人体有危害，而且对微生物也有较强的毒害作用，甚至使微生物发生变异、灭绝，极大地影响了生物处理系统的降解效果。

鉴于废水特殊的水质情况，目前，行业内广泛应用的咖啡因生产废水处理工艺为：1^#调节池+铁碳微电解+Fenton氧化池+气浮池+2^#调节池+UASB厌氧水解酸化池+生物接触氧化池+水解酸化池+活性污泥好氧池+二次沉淀池。

经过工程实例验证，上述处理工艺对COD、氨氮的去除率均较低，无法达到规定的排放标准；另外，工艺路线较长，使系统运营管理起来较为复杂，需要投入过多的人力物力；咖啡因生产废水的水质波动较大，上述工艺预处理系统很难起到稳定水质的作用，从而影响后续生化处理系统的持续稳定运行，并影响最终出水水质；由于Fenton(芬顿)氧化工艺承载了大量的COD去除任务，所以双氧水使用量大，致使运行成本较高；UASB(厌氧生化处理)厌氧水解酸化池与水解酸化池的处理效果不够明显，造成了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种高效稳定且运行成本低的咖啡因生产废水处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种咖啡因生产废水处理系统，包括依次连接的第一调节池、一级有氧活性污泥系统、第二调节池、二级有氧活性污泥系统和二级沉淀池，同时在第二调节池前还连接有去除废水毒性的预处理系统，上述预处理系统包括依次连接的Fenton氧化池、曝气吹脱池和自由沉淀池，其中上述的自由沉淀池与第二调节池连接。

在具体使用过程中，首先将咖啡因生产过程中所产生的四股高浓废水——甲化残液废水、一次氯提废水、水洗原母废水、茶钠废水分别收集；然后，将含有有毒有害物质的甲化残液废水、一次氯提废水通入预处理系统中，使其中所含的有毒有害物质得以充分去除。其中一次氯提废水依次与曝气吹脱池和自由沉淀池连接，具体实施步骤为将废水温度调至30～80℃，pH值调至6～14，并曝气0.5～5小时，最后进入自由沉淀池进行沉淀与冷却；同时，甲化残液废水依次与Fenton氧化池、曝气吹脱池和自由沉淀池连接，具体实施步骤为先将废水pH调至2～6,再投入双氧水和硫酸亚铁,微曝气反应0.5～5小时，其中双氧水的用量为2～20L/m³，硫酸亚铁的体积浓度为5～20kg/m³，反应完成后，废水与一次氯提废水一起进入曝气吹脱池进行曝气吹脱，最后进入自由沉淀池进行沉淀与冷却。

当预处理系统在处理甲化残液废水和一次氯提废水时，同时第一调节池对水洗原母废水和茶钠废水进行水质与流量的控制，以满足后续生化系统的运行要求。由于混合废水的盐度较高(26000～30000mg/L)，不能直接进入后续的生物处理系统，需要添加稀释水将盐度稀释至1000mg/L-20000mg/L。同时，在第一调节池内添加微生物所必须的营养物质，比如磷盐，并对废水的pH值进行一定的调节。上述第一调节池的废水由污水提升泵直接送入一级有氧活性污泥系统进行生化处理。

活性污泥处理系统是通过处理系统中活性污泥的新陈代谢的作用，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力，在有氧的条件下，将废水中的有机物氧化分解为无机物，从而达到废水净化的目的。活性污泥是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的茶褐色的絮凝体。在上述一级有氧活性污泥系统中的菌种是异养菌，其主要作用是将第一调节池内废水中的有机氮释放为氨氮，同时去除大部分的COD，最后系统末端的溶解氧控制在1mg/L以上。

经过预处理的甲化残液废水和一次氯提废水以及经过一级生物处理的水洗原母废水和茶钠废水，最终汇于第二调节池中，经混合后一起流入二级有氧活性污泥系统中。