1制藥廢水的處理方法
制藥廢水的處理方法可歸納為:物理化學處理、化學處理、生化處理以及各種方法的組合等。每種治療方法都有各自的優缺點。
1.1物理化學處理
根據制藥廢水的水質特點,需要物化處理作為生化處理的預處理或後處理工藝。目前物理化學處理方法主要有混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換、膜分離等。
1.1.1混凝法
該技術是目前國內外廣泛采用的水質處理方法。廣泛應用於制藥廢水的預處理和後處理,如中藥廢水中使用的硫酸鋁和聚合硫酸鐵。高效混凝處理的關鍵在於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從低分子向高分子聚合物發展,從單壹成分和功能向復合發展。劉明華等人用他研制的高效復合絮凝劑F-1處理快速糖漿生產廢水。當pH為6.5,絮凝劑投加量為300 mg/L時,廢水的COD、SS和色度去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優於粉末活性炭(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等單壹絮凝劑。
1.1.2氣浮
氣浮通常包括充氣浮選、溶氣浮選、化學浮選和電解浮選。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置預處理制藥廢水,投加適當的藥劑,COD平均去除率可達25%左右。
1.1.3吸附法
常用的吸附劑有活性炭、活化煤、腐植酸、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用粉煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果表明,吸附預處理對廢水中COD的去除率達到41.1%,BOD5/COD值有所提高。
1.1.4膜分離法
膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可以回收有用物質,減少有機物排放總量。該技術的主要特點是設備簡單,操作方便,無相變和化學變化,處理效率高,節能。Juana等人利用納濾膜分離林可黴素廢水,發現不僅降低了林可黴素對廢水中微生物的抑制作用,而且回收了林可黴素。
1.1.5電解法
這種方法具有效率高、易操作等優點,受到人們的重視。同時電解有很好的脫色效果。Mars對核黃素上清液進行電解預處理,COD、SS和色度的去除率分別達到765、438+0%、83%和67%。
在1.2化學處理中使用化學方法時,部分試劑的過量使用容易導致水的二次汙染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(芬頓試劑、H2O2、O3)、高級氧化技術等。
1.2.1鐵碳法
工業運行表明,以鐵炭作為制藥廢水的預處理步驟,可大大提高出水的可生化性。婁茂興等[9]采用鐵炭-微電解-厭氧-好氧-氣浮組合處理工藝處理紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體生產廢水。鐵炭處理後,COD去除率達到20%,最終出水達到國家汙水綜合排放標準(GB 8978-1996)壹級標準。
1.2.2芬頓試劑處理法
亞鐵鹽與H2O2結合稱為芬頓試劑,可以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,紫外光(UV)和草酸鹽(C2O42-)被引入Fenton試劑,大大增強了其氧化能力。程滄倉等[10]以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,采用Fenton試劑處理制藥廢水,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,硝基苯類化合物由8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
1.2.3這種方法可以提高廢水的可生化性,對COD有很好的去除率。例如,Balcioglu用臭氧氧化法處理了三種抗生素廢水。結果表明,不僅提高了BOD5/COD比值,而且COD去除率達到75%以上。
1.2.4氧化技術
又稱高級氧化技術,匯集了現代光學、電學、聲學、磁學、材料等相近學科的最新研究成果,主要包括電化學氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、光催化氧化、超聲波降解等。其中,紫外催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點,特別適用於不飽和烴的降解,且反應條件溫和,無二次汙染,具有良好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波處理有機物更直接,所需設備更少。作為壹種新的治療方法,它正受到越來越多的關註。肖光權等[13]采用超聲波-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的條件下,廢水的COD總去除率達到96%。
1.3生化處理
生化處理技術目前廣泛應用於制藥廢水的處理,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧組合法。
1.3.1好氧生物處理
由於制藥廢水多為高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時壹般需要稀釋原液,因此耗電量大,廢水可生化性差,難以生化處理後直接排放。所以單獨好氧處理不多,壹般需要預處理。常用的好氧生物處理方法有活性汙泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性汙泥法(SBR法)、循環活性汙泥法(CASS法)等。
1.3.2厭氧生物處理
目前,厭氧處理是國內外處理高濃度有機廢水的主要方法,但單獨厭氧處理後的出水COD仍然較高,壹般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發和設計,對運行條件進行深入研究。升流式厭氧汙泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)和水解法已成功應用於制藥廢水的處理。
(2)UBF·法麥文寧等人在UASB和UBF之間做了比較試驗。結果表明,UBF是壹種實用高效的厭氧生物反應器,具有反應液傳質分離效果好、生物量大、生物種類多、處理效率高、運行穩定性強等特點。
(3)水解酸化法
水解池稱為水解升流式汙泥床(HUSB),是壹種改進的UASB。與全流程厭氧池相比,水解池具有以下優點:無需密封攪拌,無三相分離器,降低了成本,有利於維護;它能將汙水中的大分子和難生物降解的有機物降解成小分子和易生物降解的有機物,提高原水的可生化性;反應迅速,池小,資金投入少,汙泥減少。近年來,水解-好氧工藝在制藥廢水處理中得到廣泛應用。如某生物制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水,運行穩定,有機物去除效果顯著。COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。
1.3.3厭氧-好氧等組合處理工藝
由於好氧處理或單獨厭氧處理不能滿足要求,厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在提高廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本和處理效果等方面明顯優於單壹處理方法,因此在工程實踐中得到了廣泛應用。
2制藥廢水處理工藝及選擇
制藥廢水的水質特點使得大部分制藥廢水單靠生化處理是不可能達標的,因此在生化處理前必須進行必要的預處理。壹般應設置調節池調節水質、水量和pH,並根據實際情況采用壹些物化或化學方法作為預處理工藝,以降低水中的ss、鹽度和部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,提高廢水的可生化性,有利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水可根據其水質特點采用厭氧和好氧工藝進行處理。如果對廢水的要求很高,應在好氧處理過程之後繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資、運行維護等因素,做到技術可行、經濟合理。總體工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等人采用水解吸附-接觸氧化-過濾組合工藝處理含人工胰島素的綜合制藥廢水,處理後的出水水質優於GB 8978-1996的壹級標準。采用氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制藥廢水,采用復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水,采用氣浮- UBF-CASS工藝處理高濃度中藥提取廢水,均取得了良好的處理效果。
3.制藥廢水中有用物質的回收利用
推進醫藥工業清潔生產,提高原料利用率和中間產品、副產物的綜合回收率,通過工藝改造減少或消除生產過程中的汙染。由於某些制藥生產過程的特殊性,其廢水中含有大量可回收物質。處理這類制藥廢水,首先要加強物質回收和綜合利用。如浙江義烏華誼制藥有限公司利用固定刮膜蒸發濃縮結晶回收質量分數約30%的(NH4)2SO4和NH4NO3作為肥料或回用於其醫藥中間體廢水中的銨鹽,經濟效益明顯;某高科技制藥企業采用吹脫法處理甲醛含量高的生產廢水。甲醛氣體回收後可制成福爾馬林試劑,也可作為焚燒的鍋爐熱源。通過回收甲醛,資源得以持續利用,處理站投資成本可在4 ~ 5年內收回[33],實現了環境效益和經濟效益的統壹。但壹般來說,制藥廢水成分復雜,回收難度大,回收工藝復雜,成本高。因此,先進高效的制藥廢水綜合處理技術是徹底解決汙水問題的關鍵。