化工合成制药废水处理技术论文_卞锐

化工合成制药废水处理技术论文_卞锐

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摘要:在我国社会不断发展过程中,制药行业发挥了至关重要的作用。随着制药工业不断发展,每年排出的制药废水量也有所增加。再加上当今药物种类繁多,不同药物原材料、生产工艺、提纯与精制技术所产生的制药废水含量也有所差异,提升了制药废水的处理难度。

关键词:化工;合成制药;废水;处理技术

1制药废水的特征与危害

制药废水属于工业废水的一种,其的主要特征可以概述两点:排放量大、处理难。制药废水可以采用两种分类方法,一是结合生产流程进行划分,二是结合制药工业水污染物排放标准进行划分。这两种划分方法相辅相成,按照生产流程可划分为冷却废水、生产废水、冲洗废水、再生废水等;按照排放标准,划分为发酵类废水、提纯类废水、化学废水、生物废水等。其中,发酵类废水成分复杂,具有毒性,具有悬浮物、高酸碱值、总碳等污染物质;化学合成类废水中含有重金属、氯仿等有机溶剂,同时也具有总碳、高酸碱值、悬浮物以及抗生素等;提纯类废水与发酵类废水危害近似;中药类废水具有有机/无机物浓度高、沉降性较低、较高的可生化性。在制药过程中,由于制药工艺的需求,实际生产会使用大量的化学药物和植物作为材料,这些材料在后续加工中会产生大量的异味和深色度,所形成的异味和深色度即使通过污水处理技术处理,也难以彻底去除,对自然环境有着极大的危害。鉴于以上诸多特点,制药废水也成为全球都很难处理的有机废水。在我国,制药废水污染非常严重,也是最难处理的工业废水之一。怎样处理制药废水,已经成为我国绿色经济发展中需要重点考虑的问题。

2化工合成制药废水处理技术

2.1好氧处理法

好氧处理法有着悠久的历史,早在20世纪50年代,就已经在化工废水的处理中得到应用,到了70年代,发达国家开始应用生物转盘法、塔式生物滤池法、渗进曝气法、接触氧化法等新型处理工艺;80年代后,各类变形工艺成熟,解决了传统工艺的种种问题,代表性的有氧化沟法、接触氧化法、活性污泥法、深井曝气法。其中,深井曝气法可能存在深井渗漏问题,施工难度较高,后期的维护费用较高,其应用和推广也受到限制。接触氧化法能够承担较高的处理负荷,非常适合应用于各类化工合成制药有机废水的处理上,如四环素、土霉素、洁霉素等,但是对于操作环境的运行要求较高,如果环境控制不当,会降低处理效率。近年来,MSBR、三槽式氧化沟等新式废水处理法诞生,虽然提高了处理效率,但是此类处理方法对进水浓度要求较高,若污水中COD浓度偏高,需要稀释后方可进行处理。

2.2生化处理

①深井曝气法。深井曝气法是借助该技术的多种优势得到广泛的应用,例如,较高的氧利用率、所占空间较小、投入成本较少等,不仅可以为企业减少不必要的运行费用,还不会产生污泥膨胀的现象。部分处理工艺在进行废水处理过程中,会受到诸多因素影响,比如环境、条件、空气、温度等,但是深井曝气法不会受到所在地区的气候条件影响,即便是在气温相对寒冷的北方地区,也能得到高效率的应用,并能够保证北方地区在气温较低的环境下达到优质的废水处理标准。东北制药厂利用深井曝气方式进行废水处理后,化学耗氧量的去除率达到92.79%。因此,可以看出,该项处理工艺的具有明显的效果,并对制药厂日后的治理方式具有积极的影响。②生物接触氧化法。生物接触氧化法借助其生物膜法的特点,能够将微生物的调料充分在水中得到浸泡,并借助机械设备将废水中进行氧化填充。该技术是将活性污泥以及生物膜法进行高效合理的融合,不仅能够降低污泥的生产量,还能提升工艺在运行过程中的稳定性,便于工厂管理。大多数工厂会采用两段法,将不同程度的细菌、酵母菌等微生物进行驯化,使得不同种类的生物群体之间达到共同努力的效果,以此提升该技术的抗冲击能力。因此,在诸多工厂中主要采取厌氧酸化作为预处理工序,并利用生物接触氧化法进行药厂污水处理。

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2.3混凝沉淀技术

混凝沉淀技术就是将废水当中的细微部分转变成为不稳定的分离形态,表现为絮状物。该技术可以有效降低制药废水的浊度与色度,并让其中的微小物质凝聚成絮状体,受到重力作用,沉降到水底。该项技术虽然不是新技术,但发展时间更长、技术更加完善、操作便捷、废水处理更加稳定。在制药废水处理中,制药企业可以采用混凝沉淀技术,将混凝剂最优指标控制在120 mg/L,只需要25 s的反应时间,就可以将化工合成废水pH值中和到8左右,废水中COD Cr浓度控制在40~90 mg/L,去浊率达到90%。但是,该工艺对毒性制药废水的溶解性较差,并且很难清除微生物病原体,对有害物质的处理也不够完善,生态毒性会得以保留。

2.4高浓度氨氮废水预处理

在化工合成制药生产环节,根据生产原料和工艺,会产生高浓度氨氮废水。对于高氨氮废水的处理,根据不同浓度有不同的处理方法。目前,广泛应用的方法主要有物化法和生物法。对于含高浓度的氨氮废水,不宜直接采用生化法对其进行处理,普遍采用物化法先对其进行预处理,大幅度降低氨氮浓度后,再采用生化的方式进行处理。物化法主要有吹脱法、电解法、化学沉淀法等,其中,吹脱法应用简单,是一种典型的被广泛应用的物理化学处理法。其化学反应方程式是NH 4++OH-=NH 3+H 2 O,具体操作是向高氨氮废水中加入液碱,升高废水pH值至11,由于OH-浓度增加,电离平衡向右进行产生氨气,然后再通入空气将液相中的氨气吹脱到空气中,从而降低液相中的氨氮浓度。

2.5化学法

借助化学法来进行化工制药的废水处理,主要是通过含有氧化性质的化学物质,将化工制药产生的废水所含有的化学需氧量实现氧化反应,并将其分为高级氧化以及普通氧化。相比较而言,普通氧化的方式将化工制药产生的废水排放处理的效果较差,在实际应用过程中,高级氧化的方式的应用价值加高,但是也存在着一定的弊端,高级氧化具有严格条件,并且会增加处理费用。但是在应用过程中,可以通过高级氧化的手段能够将化学制药形成的废水进行高效地排放,高级氧化方式不仅包括光催化氧化技术、超声波氧化技术,还能够将超临界氧化技术以及Fenton试剂氧化技术等多种氧化技术包含在内,使其更好地解决制药厂的废水处理。

2.6铁碳微电解处理法

铁碳微电解处理法利用铁屑、碳粒组成了原电池,利用金属的腐蚀特性让粒子发生沉降,并使废水脱色,处理完毕后的废水中的铁离子会继续反应,生成大量Fe(OH)3,继续吸附废水中的重金属和其他悬浮物,减少化工合成制药废水的有毒物质。化工合成制药废水污染物类型多,负荷稳定性差,采用直接处理的方式,效果并不理想,因此,可以采用铁碳微电解法进行预处理,该种处理方式不需要应用其他能源即可完成对废水的处理。以某化工合成制药废水为例,其BOD值为1 450.5mg/L,COD值为6 049.33mg/L,pH值为4,均值符合国家排放标准,但是不符合化工合成制药废水的整体排放标准,因此,在处理前,可先采用铁碳微电解处理法提高废水pH值,调节酸碱度,并改善废水色度,去除COD,提供废水可生化性。

结语

化工合成制药废水处理的关键是对具有明显特殊性质的废水进行预处理,选择合适的预处理方式十分重要,而且是最终出水能否达标的决定性因素。

参考文献:

[1]赵晓峰,刘曦,于洋.化工合成制药废水的处理技术研究[J].当代化工研究,2018(04):51-52.

[2]罗也夫.化工制药废水的处理工艺研究[J].化工管理,2017(03):54.

论文作者:卞锐

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/16

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