化学合成类制药项目废水处理工艺分析

2019-11-28丁璐李松儒

商品与质量 2019年47期

关键词：混凝活性污泥废水处理

丁璐李松儒

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1 化学合成类制药项目废水处理现状

随着可利用水资源的减少和工业企业节水要求的提高，制药企业工业废水中污染物浓度呈上升趋势。国家制药工业废水排放标准更全面、更详细。现阶段，制药企业需优化废水处理工艺，进一步降低废水中污染物排放限值，从而达到排放要求甚至低于排放要求。

2 化学合成类制药项目废水特征

化学合成制药是指采用化学方法使有机或无机原料通过发生化学反应制备而成的药品或中间体[1]生产过程包括过滤、微生物发酵、精制、萃取结晶等。化学合成类药物种类繁多、根据其生产工艺和产品种类的不同，产生废水性状也不尽相同，其特点可概括如下：（1）组成复杂：化学合成药物生产过程长，反应过程复杂，副产物种类多；多种机化合物，污染物成分复杂，处理难度大；（2）有机污染物浓度高：生产过程中，原料、中间体和有机溶剂会进入废水处理系统，可能导致COD值上万，甚至几十万mg/L；（3）盐含量高：有机合成过程中会产生大量的副产品，其中很大一部分是残留在母液中的无机盐；（4）含有大量生物抑制性物质：废水中含有难降解甚至对微生物有抑制作用的有毒物质，如卤素化合物、硝基化合物、醚类化合物、有机氮化合物、叔胺和季铵化合物等，以及能产生杀菌作用的表面活性剂或分散剂等；（5）生产废水排放量和排放值波动较大，导致废水处理中大量的酸碱被用于中和；（6）废水成分单一，普遍氮磷含量不足，造成废水处理微生物培养困难。

3 化学合成类制药项目废水处理工艺

化学合成制药废水的处理方法可归纳为：物理化学处理、化学处理、生化处理和各种方法的组合处理，具体介绍如下。

3.1 物化处理

（1）混凝沉淀工艺。混凝沉淀法广泛应用于制药废水的预处理和后处理。混凝处理的效果如何关键在于选择和添加效果优良的混凝剂。混凝沉淀工艺技术采用的工艺处理设备比较简单，后期的维护使用比较方便，操作人员很容易掌握，废水处理系统运行稳定性高。但该处理工艺对污水中的溶解性物质消除效率不高，无法有效地去除掉水体中的病原体、微生物和有害物质。（2）吸附工艺。常用的吸附剂有活性炭、活性煤、吸附树脂等。吸附剂多呈现出很高程度的孔隙结构，可以扩展成较大的比表面积，也存在着一定的化学吸附能力，对污水温度有着较高的适应能力，可以对化学合成类制药废水中的重金属、农药、色度等进行很好地处理。但由于吸附剂需要定期更换，且成本较高，难以进行大规模应用。（3）膜分离工艺。膜技术包括反渗透、纳滤和纤维膜，其优点在于可以回收一部分有机物，减少COD排放总量。膜生物反应器处理工艺和生物单元进行配合使用，可以对生活污水、高浓度的有机废水、难降解制药废水等进行有效处理。但应用过滤膜处理污水需要较大的资金，膜本身还会产生污染，对其应用起到了限制作用。（4）电解法。电解是指在电解过程中，由于阴极释放出的电子而使废水中的阳离子减少；废水中的阴离子失去电子而氧化。电解废水发生反应时，废水中的有毒物质会产生氧化还原反应产生新物质，然后沉淀溢出，相应地降低废水中有毒物质的浓度。该方法具有处理效率高、操作简单等优点。同时，电解法具有良好的脱色效果。

3.2 化学处理

（1）铁炭法处理工艺。在酸性条件下，零价铁与碳颗粒之间形成大量的微原电池，可以产生一种新的具有很强寿命的生态，与废水中的有机物发生氧化还原反应，同时产生大量的Fe3+并以凝胶反应为中心，达到降解有机废水的效果。（2）芬顿法处理。亚铁盐和H2O2的组合称为芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终使其氧化分解[2-3]能有效去除传统污水处理工艺无法去除的难降解有机物。（3）湿式催化氧化工艺。湿式催化氧化可以将有机污染物降解为无机物或各种小分子有机物。但该方法的COD去除率一般小于95%，需要与各种生化处理方法相结合，才能使废水达标排放。

3.3 生化处理

（1）普通活性污泥法。活性污泥法是国内外废水处理最成熟的方法，普通活性污泥的缺点是废水需要大量稀释。运行中气泡较多，污泥易膨胀。剩余污泥量大，去除率不高。通常需要使用两个或多个阶段。（2）加压生化法。与传统的活性污泥法相比，加压生化法能提高溶解氧浓度，提供足够的氧气，不仅有利于加速生物降解，而且有利于提高生物抗冲击负荷能力。（3）超深水曝气法。超深水曝气法多呈圆形深井，直径1～6m，深达50～150m，通过压缩空气实现升降流及曝气两种作用优点包括静水压很大，氧转化率很高，溶解氧为普通曝的15～20倍，降解快，抗冲击负荷大，不受气温影响，无污泥膨胀，产泥量少，占地小；但缺点是施工困难，且需防止地下水污染。