如何有(yǒu)效处理(lǐ)制药废水？
2018-10-17 08:09:24
admin 
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随着医药行业的迅速发展，制药废水已成為(wèi)严重的污染源之一，制药废水具有(yǒu)成分(fēn)复杂，有(yǒu)机污染物(wù)种类多(duō)、浓度高等特点，是较难处理(lǐ)的工业废水之一。如何有(yǒu)效处理(lǐ)制药废水？其处理(lǐ)特点和方法有(yǒu)哪些？下面由小(xiǎo)编带您进一步了解制药行业废水该如何处理(lǐ)。
随着医药行业的迅速发展，制药废水已成為(wèi)严重的污染源之一，制药废水具有(yǒu)成分(fēn)复杂，有(yǒu)机污染物(wù)种类多(duō)、浓度高等特点，是较难处理(lǐ)的工业废水之一。如何有(yǒu)效处理(lǐ)制药废水？其处理(lǐ)特点和方法有(yǒu)哪些？下面由小(xiǎo)编带您进一步了解制药行业废水该如何处理(lǐ)。
抗生素废水的处理(lǐ)方法可(kě)归纳為(wèi)以下几种：物(wù)化处理(lǐ)方法、好氧生物(wù)处理(lǐ)方法、厌氧生物(wù)处理(lǐ)方法以及多(duō)种方法的组合处理(lǐ)等。
物(wù)化法主要包括沉淀、混凝、过滤等方式。由于抗生素生产废水成分(fēn)复杂，有(yǒu)机物(wù)含量高，同时含有(yǒu)少量的残留抗生素，在采用(yòng)生化处理(lǐ)时，残留抗生素对微生物(wù)的强烈抑制作用(yòng)造成废水处理(lǐ)过程复杂、成本高和效果不稳定。
好氧生物(wù)处理(lǐ)主要有(yǒu)SBR、氧化沟、深井曝气及接触氧化法等。但是，由于抗生素废水属于高浓度有(yǒu)机废水，常规好氧工艺活性污泥法难以承受COD浓度10g/L以上的废水，需对元废水进行大量稀释，因此，清水、动力消耗很(hěn)大，导致处理(lǐ)成本很(hěn)高，应用(yòng)厂家实际废水处理(lǐ)率也较低。
厌氧生物(wù)处理(lǐ)主要有(yǒu)厌氧消化池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床，厌氧膨胀颗粒污泥床、内循环等。与好氧处理(lǐ)相比，厌氧发在抗生素废水处理(lǐ)方面通常具有(yǒu)有(yǒu)机负荷高，污泥产率低，产生的生物(wù)污泥易于脱水，营养物(wù)需要量少，不需曝气，能(néng)耗低，可(kě)以产生沼气，回收能(néng)源，对水温的事宜范围广，活性厌氧污泥保存时间長(cháng)等优点，得到越来越多(duō)越来越广发的应用(yòng)。
一、抗生素及其废水产生背景
抗生素类药品是目前國(guó)内消耗较多(duō)的品种，大多(duō)数属于生物(wù)制品，即通过发酵过程提取制得，是微生物(wù)、植物(wù)、动物(wù)在其生命过程中产生的化合物(wù)，具有(yǒu)在低浓度下，选择性抑制或杀灭其它微生物(wù)或肿瘤细胞能(néng)力的化學(xué)物(wù)质，是人类控制感染性疾病、保健身體(tǐ)健康及防治动植物(wù)病害的重要化學(xué)药物(wù)。目前，我國(guó)生产抗生素的企业达300多(duō)家，生产占世界产量20%～30%的70个品种的抗生素，产量年年增加，现已成為(wèi)世界上主要的抗生素制剂生产國(guó)之一。目前抗生素生产中筛选和生产、菌种选育等方面仍存在着许多(duō)技术难点，从而出现原料利用(yòng)率低、提炼纯度低、废水中残留抗菌素含量高等诸多(duō)问题，造成严重的环境污染。
二、抗生素废水的来源及特点
抗生素生产包括微生物(wù)发酵、过滤、萃取结晶、提炼、精制等过程。以粮食或糖蜜為(wèi)主要原料生产抗生素的废水主要来自分(fēn)离、提取、精制纯化工艺的高浓度有(yǒu)机废水，如结晶液、废母液等，种子罐、发酵罐的洗涤废水以及发酵罐的冷却水等。因此废水有(yǒu)以下特点：
1、COD含量高
抗生素废水的COD一般都在5000～80000mg/L之间。主要為(wèi)发酵残余基质及营养物(wù)、溶媒提取过程的萃取余液、经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液、离子交换过程中排出的吸附废液、水中不溶性抗生素的发酵过滤液以及染菌倒罐废液等。这些成分(fēn)浓度高，如青霉素废水CODCr浓度為(wèi)15000～80000mg/L，土霉素废水CODCr浓度為(wèi)8000～35000mg/L。
2、废水中SS浓度高
抗生素废水中SS主要為(wèi)发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物(wù)丝菌體(tǐ)，如庆大霉素废水SS為(wèi)8000mg/L左右，青霉素废水為(wèi)5000～23000mg/L。
3、成分(fēn)复杂
抗生素废水中含有(yǒu)中间代謝(xiè)产物(wù)、表面活性剂和提取分(fēn)离中残留的高浓度酸、碱和有(yǒu)机溶剂等原料，成分(fēn)复杂。易引起pH波动，影响生化效果。
4、存在生物(wù)毒性物(wù)质
废水中含有(yǒu)微生物(wù)难以降解、甚至对微生物(wù)有(yǒu)抑制作用(yòng)的物(wù)质。发酵或者提取过程中因生产需要投加的有(yǒu)机或无机及生产过程中排放的残余溶媒和残余抗生素及其降解物(wù)等等，在废水中，这些物(wù)质达到一定浓度会对微生物(wù)产生抑制作用(yòng)。
5、硫酸盐浓度高
如链霉素废水中硫酸盐含量為(wèi)3000mg/L左右，最高可(kě)达5500mg/L，青霉素為(wèi)5000mg/L以上。
此外，抗生素废水还有(yǒu)色度高、pH波动大、间歇排放等特点，是处理(lǐ)成本高、治理(lǐ)难度大的有(yǒu)毒有(yǒu)机废水之一。
三、抗生素废水的物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)方法
由于抗生素生产废水属于难降解有(yǒu)机废水，残留的抗生素对微生物(wù)的强烈抑制作用(yòng)，可(kě)造成废水处理(lǐ)过程复杂、成本高和教果不稳定。因此在抗生素废水的处理(lǐ)过程中，物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)方法可(kě)以作為(wèi)后续生化处理(lǐ)的预处理(lǐ)方法以降低水中的悬浮物(wù)和减少废水中的生物(wù)抑制性物(wù)质。目前应用(yòng)的物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)方法主要包括混凝、沉淀、气浮、吸附、反渗透和过滤等。
混凝法是在加入凝聚剂后通过搅拌使失去電(diàn)荷的颗粒相互接触而絮凝形成絮状體(tǐ)，便于其沉淀或过滤而达到分(fēn)离的目的。采用(yòng)凝聚处理(lǐ)后，不仅能(néng)有(yǒu)效地降低污染物(wù)的浓度，而且废水的生物(wù)降解性能(néng)也得到改善。在抗生素制药工业废水处理(lǐ)中常用(yòng)的凝聚剂有(yǒu)：聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。沉淀是利用(yòng)重力沉淀分(fēn)离将密度比水大的悬浮颗粒从水中分(fēn)离或除去。
气浮法是利用(yòng)高度分(fēn)散的微小(xiǎo)气泡作為(wèi)载體(tǐ)吸附废水中的污染物(wù)，使其视密度小(xiǎo)于水而上浮，实现固液或液液分(fēn)离的过程。通常包括充气气浮、溶气气浮、化學(xué)气浮和電(diàn)解气浮等多(duō)种形式。新(xīn)昌制药厂采用(yòng)CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理(lǐ)，在适当的药剂配合下，CODcr的平均去除率可(kě)在25%左右。
吸附法是指利用(yòng)多(duō)孔性固體(tǐ)吸附废水中某种或几种污染物(wù)，以回收或去除污染物(wù)，从而使废水得到净化的方法。常用(yòng)的吸附剂有(yǒu)活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。该方法投资小(xiǎo)、工艺简单、操作方便，易治理(lǐ)，较适宜对原有(yǒu)污水厂进行工艺改进。
反渗透法是利用(yòng)半透膜将浓、稀溶液隔开，以压力差作為(wèi)推动力，施加超过溶液渗透压的压力，使其改变自然渗透方向，将浓溶液中的水压渗到稀溶液一侧，可(kě)实现废水浓缩和净化目的。
四、抗生素废水的化學(xué)处理(lǐ)方法
1、光催化氧化法
该技术可(kě)有(yǒu)效地降解制药废水中的有(yǒu)机物(wù)浓度，且具有(yǒu)性能(néng)稳定、对废水无选择性、反应条件暖和、无二次污染等优点，具有(yǒu)很(hěn)好的应用(yòng)前景。以TiO2作催化剂，利用(yòng)流化床光催化反应器处理(lǐ)制药废水，考察在不同工艺条件下的光催化效果，结果表明：进水COD分(fēn)别為(wèi)596、86l mg/L时，采用(yòng)不同的试验条件，光照150 min后光催化氧化阶段出水COD分(fēn)别為(wèi)113、124mg/L， 去除率分(fēn)别為(wèi)81．0% 、85．6%，且BODs/COD值也可(kě)由0．2增至0．5，提高了废水的可(kě)生化性。但是，光催化氧化法仍然存在不足，目前应用(yòng)最多(duō)的TiO2催化剂具有(yǒu)较高的选择性且难于分(fēn)离回收。因此，制备高效的光催化剂是该方法广泛应用(yòng)于环保领域的前提。
2、Fe—C处理(lǐ)法
Fe—C技术是被广泛研究与应用(yòng)的一项废水处理(lǐ)技术。以充人的pH值3～6的废水為(wèi)電(diàn)解质溶液，铁屑与炭粒形成无数微小(xiǎo)原電(diàn)池，释放出活性极强的[H]，新(xīn)生态的[H]能(néng)与溶液中的许多(duō)组分(fēn)发生氧化还原反应，同时产生新(xīn)生态的Fe 3 ，新(xīn)生态的Fe3 具有(yǒu)较高的活性，生成Fe3 ，随着水解反应进行，形成以Fe 3 為(wèi)中心的胶凝體(tǐ)，从而达到对有(yǒu)机废水的降解效果。在常温常压下利用(yòng)管長(cháng)比吲定的浸滤柱内加装活性炭一铁屑為(wèi)滤层，以Mn2 、Cu2 作催化剂，对四环素制药厂综合废水的处理(lǐ)结果表明，活性炭具有(yǒu)较大的吸附作用(yòng)， 同时在管中形成的Fe—c微電(diàn)池，将铁氧化成氢氧化铁絮凝剂，使固液分(fēn)离、浊度降低。化學(xué)处理(lǐ)方法在实际应用(yòng)过程中，试剂的过量使用(yòng)易导致水體(tǐ)二次污染的产生，因此在设计前应做好相关的调研工作。
五、抗生素废水好氧处理(lǐ)法
常用(yòng)于制药废水的好氧生物(wù)法主要包括：普通活性污泥法、加压生化法、深井曝气法、生物(wù)接触氧化法、生物(wù)流化床法、序批式间歇活性污泥法等。
目前，國(guó)内外处理(lǐ)抗生素废水比较成熟的方法是活性污泥法。由于加强了预处理(lǐ)，改进了曝气方法，使装置运行稳定，但是普通活性污泥法的缺点是废水需要大量稀释，运行中泡沫多(duō)，易发生污泥膨胀，剩余污泥量大，去除率不高，常必须采用(yòng)二级或多(duō)级处理(lǐ)。因此近年来，改进曝气方法和微生物(wù)固定技术以提高废水的处理(lǐ)效果已成為(wèi)活性污泥法研究和发展的重要内容。
加压生化法相对于普通活性污泥法提高了溶解氧的浓度，供氧充足，既有(yǒu)利于加速生物(wù)降解，又(yòu)有(yǒu)利于提高生物(wù)耐冲击负荷能(néng)力。
深井曝气法是高速活性污泥系统。和普通活性污泥法相比，深井曝气法具有(yǒu)以下优点：氧利用(yòng)率高，相当于普通曝气的10倍；污泥负荷高，比普通活性污泥法高2．5～4倍；占地面积小(xiǎo)、投资少、运转费用(yòng)低、效率高、COD的平均去除率可(kě)达到70％以上；耐水力和有(yǒu)机负荷冲击能(néng)力强；不存在污泥膨胀问题；保温效果好。
生物(wù)接触氧化法兼有(yǒu)活性污泥法和生物(wù)膜法的特点，具有(yǒu)较高的处理(lǐ)负荷，能(néng)够处理(lǐ)轻易引起污泥膨胀的有(yǒu)机废水。在制药工业生产废水的处理(lǐ)中，经常直接采用(yòng)生物(wù)接触氧化法，或用(yòng)厌氧消化、酸化作為(wèi)预处理(lǐ)工序来处理(lǐ)制药生产废水。但是用(yòng)接触氧化法处理(lǐ)制药废水时，假如进水浓度高，池内易出现大量泡沫，运行时应采取防治和应对措施。
生物(wù)流化床将普通的活性污泥法和生物(wù)滤池法两者的优点融為(wèi)一體(tǐ)，因而具有(yǒu)容积负荷高、反应速度快、占地面积小(xiǎo)等优点。
序批式间歇活性污泥法(SBR)具有(yǒu)均化水质、无需污泥回流、耐冲击、污泥活性高、结构简单、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高于普通的活性污泥法等优点，比较适合于处理(lǐ)间歇排放和水量水质波动大的废水。但SBR法具有(yǒu)污泥沉降、泥水分(fēn)离时间较長(cháng)的缺点。在处理(lǐ)高浓度废水时，要求维持较高的污泥浓度，同时，还易发生高粘性膨胀。因此，常考虑投加粉末活性炭，以减少曝气池泡沫，改善污泥沉降性能(néng)、液固分(fēn)离性能(néng)、污泥脱水性能(néng)等，以获得较高的去除率。直接应用(yòng)好氧法处理(lǐ)抗生素废水仍需考虑废水中残留的抗生素对好氧菌存在的毒性，所以一般需对废水进行预处理(lǐ)。
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