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        制藥廢水處理技術方法

          制藥產生的污水因其污染物多屬于結構復雜、有毒、有害和生物難以降解的有機物質,對水體造成嚴重的污染。同時工業污水還呈明顯的酸、堿性,部分污水中含有過高的鹽分藥廠。廢水主要包括抗生素生產廢水、合成藥物生產廢水、中成藥生產廢水以及各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水四大類。其廢水的特點是成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高,特別是生化性很差,且間歇排放,屬難處理的工業廢水。

          一、制藥廢水處理技術

          制藥廢水的處理技術可歸納為以下幾種:物化處理、化學處理、生化處理以及多種方法的組合處理等,各種處理方法具有各自的優勢及不足。

          1.物化處理

          根據制藥廢水的水質特點,在其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預處理或后處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。

          1.1混凝法

          該技術是目前國內外普遍采用的一種水質處理方法,它被廣泛用于制藥廢水預處理及后處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用于中藥廢水等?;炷幚淼年P鍵在于恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展。劉明華等以其研制的一種復合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產廢水,在pH為6.5,絮凝劑用量為300 mg/L時,廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等單一絮凝劑。

          1.2氣浮法

          氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置對制藥廢水進行預處理,在適當藥劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。

          1.3吸附法

          常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示,吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,并提高了BOD5/COD值。

          1.4膜分離法

          膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。朱安娜等采用納濾膜對潔霉素廢水進行分離實驗,發現既減少了廢水中潔霉素對微生物的抑制作用,又可回收潔霉素。

          1.5電解法

          該法處理廢水具有、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。采用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。

          2.化學處理

          應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作?;瘜W法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。

          2.1鐵炭法

          工業運行表明,以Fe-C作為制藥廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。樓茂興等采用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅霉素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體生產廢水,鐵炭法處理后COD去除率達20%,zui終出水達到國家《廢水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準。

          2.2 Fenton試劑處理法

          亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大加強。程滄滄等[10]以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制藥廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。

          2.3采用該法能提高廢水的可生化性

          采用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。如Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。

          2.4氧化技術

          又稱氧化技術,它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的zui新研究成果,主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。

          其中紫外光催化氧化技術具有新穎、、對廢水無選擇性等優點,尤其適合于不飽合烴的降解,且反應條件也比較溫和,無二次污染,具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波對有機物的處理更直接,對設備的要求更低,作為一種新型的處理方法,正受到越來越多的關注。肖廣全等[13]用超聲波-好氧生物接觸法處理制藥廢水,在超聲波處理60 s,功率200 w的情況下,廢水的COD總去除率達96%。

          3生化處理

          生化處理技術是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。

          3.1好氧生物處理

          由于制藥廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理后達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。

          (1)深井曝氣法

          深井曝氣是一種高速活性污泥系統,該法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外,其保溫效果好,處理不受氣候條件影響,可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制藥總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理后,COD去除率達92.7%,可見用其處理效率是很高的,而且對下一步的治理極其有利,對工藝治理的出水達標起著決定性作用。

          (2)AB法

          AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高,抗沖擊負荷能力強,對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用,特別適用于處理濃度較高、水質水量變化較大的廢水。楊俊仕等采用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水,工藝流程短,節能,處理費用也低于同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。

          (3)生物接觸氧化法

          該技術集活性污泥和生物膜法的優勢于一體,具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程采用兩段法,目的在于馴化不同階段的優勢菌種,充分發揮不同微生物種群間的協同作用,提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序,采用接觸氧化法處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化-兩段生物接觸氧化工藝處理制藥廢水,運行結果表明,該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟,應用領域也更加廣泛。

          (4)SBR法

          SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結構簡單、無需回流、操作靈活、占地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點,適合處理水量水質波動大的廢水。

          王忠用SBR工藝處理制藥廢水的試驗表明:曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段,尤其是缺氧與好氧交替重復設計,可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝,可明顯提高系統的去除效果。近年來該工藝日趨完善,在制藥廢水處理中應用也較多,邱麗君等采用水解酸化-SBR法處理生物制藥廢水,出水水質達到GB8978-1996一級標準。

          3.2厭氧生物處理

          目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理后出水COD仍較高,一般需要進行后處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制藥廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。

          (1)UASB法

          UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設污泥回流裝置等優點。采用UASB法處理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制藥生產廢水時,通常要求SS含量不能過高,以保證COD去除率在85%~90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。

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