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    化學(xué) 制藥廢水

    2015-02-05 16:09  來源:醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)    打印 | 收藏 |
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    化學(xué)制藥廢水處理研究進展:

    隨著合成醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展,化學(xué)制藥廢水已成為嚴重的污染源之一。制藥工業(yè)是國家環(huán)保規(guī)劃中重點治理的12個行業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計,制藥工業(yè)占全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.7%,而污水排放量占2%.由于化學(xué)成分品種繁多,在制藥生產(chǎn)過程中使用了多種原料,生產(chǎn)工藝復(fù)雜多變,產(chǎn)生的廢水等成分也十分復(fù)雜。這就給當今環(huán)境保護制造了一個難題。

    1 化學(xué)制藥廢水特點

    1.1COD含量高、成分復(fù)雜

    化學(xué)制藥廢水的COD、BOD5值高,有的高達幾萬甚至幾十萬,但B/C值較低,廢水一經(jīng)排入水體中,就會大量消耗水中溶解氧,造成水體缺氧。同時,廢水的成分復(fù)雜且變化大,有機物種類繁多、濃度高、營養(yǎng)元素比例失調(diào)。

    1.2 無機鹽濃度高

    廢水中的鹽分濃度過高對微生物有明顯的抑制作用醫(yī)學(xué)教|育網(wǎng)搜集整理,當氯離子超過3000mg/L時,未經(jīng)馴化的微生物的活性將明顯受到抑制,嚴重影響廢水處理的效率,甚至造成污泥膨脹,微生物死亡的現(xiàn)象。

    1.3 存在生物毒性物質(zhì)

    廢水中含有氰、酚或芳香族胺、氮雜環(huán)和多環(huán)芳香烴化合物等微生物難以降解,甚至對微生物有抑制作用的物質(zhì)。

    2 合成制藥廢水生化前預(yù)處理方法

    預(yù)處理為降低后續(xù)生物處理難度,在生物處理前必須先進行預(yù)處理,達到排除生物毒性物質(zhì)干擾,降低廢水濃度的目的。目前合成制藥廢水生化前預(yù)處理方法主要包括:物化法、生物法等。

    2.1物化法

    2.1.1 混凝法 化學(xué)制藥廢水成分復(fù)雜,沖擊負荷大,采用化學(xué)絮凝進行預(yù)處理,以便減少生物毒性物質(zhì)干擾,降低廢水濃度。利用混凝沉淀方法去除混合液中的有機物及部分非溶解態(tài)的溶媒物質(zhì)具有較好的效果,COD由4080mg/L降低至2774mg/L,平均去除率達到32.0%.但是,混凝法容易產(chǎn)生二次污染。

    2.1.2 膜分離法膜技術(shù) 如用NF-90納濾膜處理水楊酸廢水,COD為4000-5000mg/L,去除率高達80%以上。利用該項技術(shù)對抗生素廢水進行濃縮分離,有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

    2.1.3 電解法 如在甲紅霉素廢水中加入NaCl電解質(zhì),電解陽極間接氧化法的處理效果。電解產(chǎn)物NaClO具有極強的氧化性,當進水COD為331630mg/L時,其COD去除率可達46.1%,但所需電解時間相對較長。

    2.1.4 微電解法 如采用鐵屑-活性炭內(nèi)點解法預(yù)處理大連某制藥廠廢水,COD去除率達到了23.38%,B/C由0.1提升至0.31.

    2.1.5 Fenton氧化技術(shù) Fenton氧化技術(shù)是高級氧化技術(shù)中的一種,與其他高級氧化技術(shù)相比,F(xiàn)enton氧化技術(shù)具有快速高效、可產(chǎn)生絮凝、設(shè)備簡單、成本低、技術(shù)要求不高等優(yōu)點。

    2.2 生物法

    目前生物法預(yù)處理化學(xué)制藥廢水主要采用水解酸化。其原理是在廢水處理中,利用水解酸化來提高廢水的可生化性,也為廢水的后期處理創(chuàng)造良好的條件。對于含有難降解物質(zhì)較高的制藥廢水,水解酸化的重要作用已經(jīng)逐漸得到人們的認可,水解酸化的相關(guān)研究也成為國內(nèi)外的研究熱點。如采用水解酸化法對化學(xué)制藥廢水進行的預(yù)處理試驗,結(jié)果表明,廢水COD由2560mg/L降為1623mg/L,B/C由0.375提升至0.427.

    3 生物性處理

    3.1厭氧生物處理

    通常指在無分子氧條件下,通過兼性菌和厭氧菌的代謝作用降解廢水中的有機污染物,分解的最終產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氫和氨。厭氧處理的特點:厭氧處理具有對營養(yǎng)物需求低、成本低、能耗低、節(jié)能、污泥產(chǎn)量小等優(yōu)點。但也有其弊端,例如厭氧處理的出水質(zhì)量較差,通常需要后處理以使廢水達標排放。另外,厭氧處理在操作對操作過程和技術(shù)要求非常高。

    目前,國內(nèi)外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主要手段和途徑。用于化學(xué)制藥廢水處理的厭氧工藝主要包括:厭氧復(fù)合床(UBF)、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)等。

    3.1.1 上流式厭氧污泥床(UASB)法 UASB法是目前研究較多,應(yīng)用日趨廣泛的廢水厭氧生物處理工藝,它具有以下優(yōu)點:(1)可實現(xiàn)污泥的顆粒化;(2)氣、固、液的分離實現(xiàn)了一體化;(3)通常情況下不發(fā)生堵塞。但是UASB工藝也存在一些難以解決的問題:如三相分離器的設(shè)計還沒有一個成熟的方法,對那些含有高濃度懸浮固體的廢水需要考慮懸浮物(SS)的預(yù)處理問題,污泥的顆粒化對工藝要求比較嚴格等。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

    采用UASB對上海化工廠排放的高濃度、高鹽度有機廢水進行處理。試驗結(jié)果表明,該化工廠CMC生產(chǎn)廢水采用UASB工藝處理可行。廢水經(jīng)厭氧處理,COD去除率超過60%.

    3.1.2 厭氧復(fù)合床(UBF) UBF反應(yīng)器的主要特點是:下部為污泥床,充分發(fā)揮其生物保有能力大,成熟后的顆粒污泥去除有機物效率高的作用;上部為過濾層,充分發(fā)揮濾層填料有效截留厭氧污泥的能力,減輕了厭氧反應(yīng)器運行過程中的污泥流失。馮婧微等采用UBF處理水解酸化后的抗生素廢水,COD由9262mg/L降至769mg/L,去除率達到了91.7%.

    3.1.3 厭氧折流板反應(yīng)器(ABR) 厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)具有獨特結(jié)構(gòu),是一種理想的多段分相、混合流態(tài)的處理工藝。它具有良好的生物分布和生物固體截流能力,對有毒物質(zhì)適應(yīng)性強,抗沖擊負荷能力強,并且具有啟動較快、運行穩(wěn)定等多種優(yōu)良性能。

    采用ABR反應(yīng)器處理高濃度頭孢抗生素廢水,當進水COD負荷控制在2.67-3.0kg/(m3.d),溫度控制在35±0.5℃時,ABR對該廢水COD的去除率可達在50%,且其可生化性得到了有效的提高,促進了廢水進一步后續(xù)生化處理的運行穩(wěn)定性。

    3.2 處理技術(shù)

    3.2.1 好氧生物處理技術(shù) 是指廢水中的溶解性有機物在好氧微生物作用下轉(zhuǎn)化成不溶性可沉的微生物固體和一部分有機物,從而使廢水得到凈化的過程。如采用逐步提高有機負荷鹽濃度的方法,馴化出耐高濃度鹽污泥,在進水NaCl質(zhì)量濃度為2.68×104-4.72×104mg/L之間時,保持較高的污泥濃度可使反應(yīng)器COD容積負荷達到0.6kg/(m3.d),COD和苯乙酸去除率達到95%以上。

    3.2.2 生物接觸氧化法 如采用生物接觸氧化處理醫(yī)藥中間體TMBA廢水,最高進水COD控制在1600mg/L左右,COD去除率高達90%左右。

    3.2.3 AB法 AB法屬超高負荷活性污泥法,如采用A-B二段法處理環(huán)氧丙烷皂化廢水,COD去除率可達80-86%.

    3.2.4 SBR法 SBR法如采用SBR法對藥物合成廢水預(yù)處理出水,進水COD為2000-2500mg/L,可生化性為0.2,出水COD降到200mg/L以下,COD去除率達到90%左右。

    3.2.5 膜生物反應(yīng)器 膜生物反應(yīng)器(MBR)是近年來一種迅速發(fā)展的廢水生物處理技術(shù)。該項新型技術(shù)是將污水的生物處理技術(shù)和膜過濾技術(shù)結(jié)合在一起。對有機污染物去除率高,出水中沒有懸浮物,硝化能力強,污泥產(chǎn)率低,便于實現(xiàn)自動化控制。如利用一體式膜生物反應(yīng)器對COD為2500-4000mg/L的抗生素廢水進行了處理。

    3.3 傳統(tǒng)的生物強化污水處理技術(shù)工藝

    由于活性污泥中雜菌多,導(dǎo)致消耗較多的氧與養(yǎng)料,抑制了正常細菌的生長和作用發(fā)揮,對其進行分離純化后,能獲得較高的降解效率。如分離、篩選得到的效應(yīng)菌株分別屬不動桿菌屬、假單胞菌屬、埃希氏菌屬和芽孢桿菌屬,將效應(yīng)菌株制成混合菌液處理β-2內(nèi)酰胺環(huán)類抗生素廢水,廢水COD由4100mg/L降至989.7mg/L,COD去除率達到了75.86%,并對此類抗生素有較強耐受能力。

    3.4 固定化技術(shù)

    固定化微生物法是將微生物固定在載體上或定位于限定的空間區(qū)域內(nèi),并保持其生物功能,反復(fù)利用。固定化微生物技術(shù)已用來處理四環(huán)素、阿苯噠唑、撲爾敏、布洛芬等制藥生產(chǎn)廢水,另外,亦可在SBR中采用固定化微生物技術(shù)來處理氨氮含量高的制藥廢水。如PVA復(fù)合載體包埋固定化微生物顆粒處理抗生素廢水的工藝條件,活性微生物為經(jīng)抗生素廢水以10%濃度增幅馴化75d后的活性污泥。

    結(jié)果表明:進水COD為2000mg/L、曝氣20h、溫度控制在10-45℃、pH值7-10、固定化顆粒與廢水比例1:4是固定化活性污泥處理抗生素廢水的最佳工藝條件,COD去除率可達80.57%.

    3.5 化學(xué)制藥廢水的處理

    化學(xué)制藥廢水的處理多數(shù)采用單一生化法處理不能徹底解決問題,必須進行必要的預(yù)處理。首先設(shè)調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH,且根據(jù)實際情況采用特定物化或化學(xué)法進行預(yù)處理,提高廢水的可降解性,以利于廢水的后續(xù)生化處理。預(yù)處理后的廢水,可選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,如采用微電解-厭氧水解酸化-SBR串聯(lián)工藝處理化學(xué)合成制藥廢水,原廢水BOD5/COD約為0.13,屬難生物降解廢水,經(jīng)微電解-厭氧水解酸化處理后,出水BOD /COD可達0.63,可生化性大大提高。

    在進行SBR處理時,維持SBR進水COD在1500mg/L左右,污泥負荷為0.5kgCOD/(kgMLSSd),曝氣8-10h,出水COD可以降低至200mgL-1以下。如采用吹脫-厭氧-好氧串聯(lián)工藝處理含有氯霉素、抗菌素增效劑和磺胺新諾明的合成制藥廢水,經(jīng)吹脫和厭氧水解酸化處理后,COD去除率為70%,再經(jīng)好氧生化系統(tǒng)處理,COD去除率可達60%.

    4 結(jié)語

    化學(xué)制藥廢水是一種成分復(fù)雜、毒性高、含難降解有機物質(zhì)的有機廢水,目前的處理方法有預(yù)處理-生物處理。工程應(yīng)用以單元處理為主,因此開發(fā)經(jīng)濟、有效的復(fù)合水處理單元迫在眉睫。此外,新技術(shù)如膜技術(shù)、生物強化技術(shù)等的應(yīng)用在化學(xué)制藥廢水處理方面有更廣闊的應(yīng)用前景。 (谷騰水網(wǎng))

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