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废水处理技术
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医药废水处理技术

  摘要:本文主要介绍了物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等对制药废水处理的处理技术。

  制药产生的污水因其污染物多属于结构复杂、有毒、有害和生物难以降解的有机物质,对水体造成严重的污染。同时工业污水还呈明显的酸、碱性,部分污水中含有过高的盐分药厂。废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。

  制药废水的处理技术可归纳为以下几种:物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等,各种处理方法具有各自的优势及不足。

  1.物化处理

  根据制药废水的水质特点,在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。

  2.化学处理

  应用化学方法时,某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染,因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法(fenton试剂、H2O2、O3)、深度氧化技术等。

  2.1铁炭法

  工业运行表明,以Fe-C作为制药废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。楼茂兴等采用铁炭—微电解—厌氧—好氧—气浮联合处理工艺处理甲红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水,铁炭法处理后COD去除率达20%,最终出水达到国家《废水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。

  2.2Fenton试剂处理法

  亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂,它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大加强。程沧沧等[10]以TiO2为催化剂,9W低压汞灯为光源,用Fenton试剂对制药废水进行处理,取得了脱色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯类化合物从8.05mg/L降至0.41mg/L。

  2.3采用该法能提高废水的可生化性,同时对COD有较好的去除率。如Balcioglu等对3种抗生素废水进行臭氧氧化处理,结果显示,经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均为75%以上。

  2.4氧化技术

  又称高级氧化技术,它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果,主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。

  其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点,尤其适合于不饱合烃的降解,且反应条件也比较温和,无二次污染,具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比,超声波对有机物的处理更直接,对设备的要求更低,作为一种新型的处理方法,正受到越来越多的关注。肖广全等[13]用超声波-好氧生物接触法处理制药废水,在超声波处理60s,功率200w的情况下,废水的COD总去除率达96%。

  3生化处理

  生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术,包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。

  3.1好氧生物处理

  由于制药废水大多是高浓度有机废水,进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释,因此动力消耗大,且废水可生化性较差,很难直接生化处理后达标排放,所以单独使用好氧处理的不多,一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。

  生物接触氧化法——该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体,具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法,目的在于驯化不同阶段的优势菌种,充分发挥不同微生物种群间的协同作用,提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序,采用接触氧化法处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化-两段生物接触氧化工艺处理制药废水,运行结果表明,该工艺处理效果稳定、工艺组合合理。随着该工艺技术的逐渐成熟,应用领域也更加广泛。

  3.2厌氧生物处理

  目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主,但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高,一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器(ABR)、水解法等。

  水解酸化法——水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点:不需密闭、搅拌,不设三相分离器,降低了造价并利于维护;可将废水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物,改善原水的可生化性;反应迅速、池子体积小,基建投资少,并能减少污泥量。近年来,水解-好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用,如某生物制药厂采用水解酸化-二段式生物接触氧化工艺处理制药废水,运行稳定,有机物去除效果显著,COD、BOD5和SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。

  3.3厌氧-好氧及其他组合处理技术

  由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求,而厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能,因而在工程实践中得到了广泛应用。如某制药厂采用厌氧-好氧工艺处理制药废水,BOD5去除率达98%,COD去除率达95%,处理效果稳定;肖利平等采用微电解-厌氧水解酸化-SBR工艺处理化学合成制药废水,结果表明,整个串联工艺对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能力,COD去除率可达86%~92%,是处理制药废水的一种理想的工艺选择;胡大锵等在对医药中间体制药废水的处理中采用水解酸化-A/O-催化氧化-接触氧化工艺,当进水COD为12000mg/L左右时,出水COD达300mg/L以下;许玫英等采用生物膜-SBR法处理含生物难降解物的制药废水,COD的去除率能达到87.5%~98.31%,远高于单独的生物膜法和SBR法的处理效果。

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