高浓度有机合成制药废水综合处理工程分析

2020-01-18白传伟梁平杭州国盛新材料科技有限公司浙江杭州300浙江天蓝环保技术股份有限公司浙江杭州300

化工管理 2020年18期

白传伟梁平（.杭州国盛新材料科技有限公司，浙江杭州300；.浙江天蓝环保技术股份有限公司，浙江杭州300）

0 引言

依照《制药工业水污染物排放标准》的强制规定，制药企业对废水处理的重视程度关系着自身的生存与发展，但随着近年来化工制药行业的急速发展，制药废水的排放量与日俱增，且制药相关废水含量复杂，通常毒性以及含盐量较高，自身极难降解，逐渐成为对环境具有相当危害的污染源之一，加速废水处理工程建设，大力引进相关高新技术，从而使环境得到更好的优化，是相关企业的重要课题之一。

1 高浓度有机合成制药废水的特征

对于药品的制造行业来说，药品通常包括有机药物、无机药物、抗生素、中草药等2000 多种，而且材料来源的种类以及原料繁多，此外制备工艺上也有生物、物理、化学等多角度的生产技术以及合成方法。例如：抗生素采用的是生物发酵以及后期合成的制备方法。

较多的药品制备方法决定了生产中产生的制药废水从来源到成分都具有较多的种类，且其中含有大量的有机物。对于合成制药产生的废水，通常有以下几处特征：第一，有机物大量残留，对于具有较高浓度的生产物、催化剂、反应物等通常其COD浓度可大于数十万mg/L；第二，盐含量较高，化学合成产生的绝大多数副产物残留到母液中会造成其中无机盐含量的增高；第三，废水中由于pH 值的变化，造成其中酸碱性变化幅度较大；第四，自由降解难度较大，由于制药废水中存在较大生物毒性且难降解的制药原料，例如：重金属、C6H7N（苯胺）类化合物以及ArOH（酚）类化合物等的存在加大了制药废水的毒理生化性，对动植物会造成严重损害。因此，对于这类制药废水的处理难度比较大，需要针对实际情况采取有效的科学方法。

2 高浓度有机合成制药废水的处理工艺

2.1 预处理技术

针对高浓度有机合成制药废水中存在的盐分、有毒有机化合物以及杂环类长分子链的大分子有机物不易降解的现象，需要通过预处理工艺来打断其化学键，使其呈现小分子有机物的状态，以此来提升制药废水的生化性，使毒性得到控制，并减少一小部分的污染物。通常预处理阶段有气浮法、微电解法以及混凝沉淀法等相关处理工艺。

气浮法与混凝沉降法的基本原理有相同之处，操作流程在于借助微小气泡的高度分散性粘附制药废水中的固体污染物质，依托浮力原理使废渣上浮，并由于浮力的减小，呈现污染物漂浮于废水液体表面的泡沫状态，从而实现制药废水中的固液分离，再利用相应的刮渣设备对液体表面的气泡进行清理。此种方式对于废水中的胶体物质以及非溶解性的悬浮颗粒物具有较好的除污作用，可初步降低出水的COD以及SS。

微电解法即运用铁屑以及碳粒之间产生的电化学反应，在含酸溶液中组成微电池，生成具有混凝作用的氢氧化三铁，利用其与带有微弱负电荷的颗粒相互吸引的特性形成絮状物，从而形成相应废渣，再对其进行相应的处理，此种方法很好的解决了直接处理废水中污染物负荷稳定性差的问题，并通过分解大分子提高制药废水的可生化性。例如：对于不符合相关排放标准的制药废水，可采用微电解法调节其酸碱值改善其色度，降低COD，以此来提升废水的可生化性。

2.2 生物处理技术

生物处理法可以有效去除制药废水中的胶体状以及溶解状的有机物，其利用废水中微生物自身的生命活动去代谢废水中的有机物，以此达到对于制药废水的处理。生物处理技术主要包括好氧技术以及厌氧技术。

好氧技术有着长久的发展历程，早在上世纪五十年代就已经被投入使用，到了上世纪七十年代，一些发达的地区逐渐应用塔式生物滤池法、生物转盘方法、接触氧化法已经深井曝气法等相关好氧技术，到了八十年代，好氧技术以及逐渐走向成熟。其中的深井曝气法在相关应用中由于施工难度较大等问题而受到限制。但接触氧化法对于处理负荷的承担性较高，较为适合在制药废水中进行推广。近几年来，相关的新式技术虽然能在一定程度上提升废水处理效率，但对于进水的浓度要求较高，需要进行相应的预处理。

厌氧处理工艺作为在厌氧条件下进行有机物的消化及降解技术，现阶段被广泛应用于制药污水处理技术中，相较于传统的好氧处理技术有机物浓度高、水中缺氧处理困难、没有能量回收等缺陷，厌氧消化处理技术对高盐分、高COD 的废水有较好处理效果[1]。此外，厌氧处理技术还具有：无需搅拌和供氧，动力消耗少；含甲烷的沼气产量大；通过高浓度进水以保持高污泥浓度等优势。但厌氧技术还存在对于温度要求较高、初次启动时间长、对毒物影响较敏感等方面缺点，需要与其他技术配合使用。

2.3 物化处理技术

物化处理法是非常适合应用于具有相当含量有毒物质的高浓度有机合成制药废水中的处理工艺，物化处理法凭借其能有效提高制药废水可生化性的优势，现阶段被广泛应用于高浓度合成制药废水的综合处理工程中，在中国物化处理法也正被大面积推广及应用，其中主要的物化处理法包括：反渗透法、吸附法、焚烧法、气浮法、混凝沉淀法、高级氧化工艺法等。

混凝沉降搭配过滤的方法是一种十分常见的物化处理方法，可以适应多种污染物的处理任务，在对于SS较高以及相应的沉淀性比较好的制药废水中，对于其胶质物以及不溶于水的悬浮颗粒物的清楚具有显著功效，在制药废水的预处理或者深度处理阶段都可以被广泛应用。

高级氧化法虽然对于制药废水的可生化性具有一定的提高，但其在实际操作中需要较高的处理成本，并且对于能源的消耗比较大，其单独使用很难有效的控制。因此通常在运用高级氧化法时要加入催化剂对其进行相应的把控，或者同时还使用其他技术来对其起到辅助作用。芬顿氧化工艺可以很好的克服单纯的高级氧化法中的相关缺点，使其操作更为简单，并且降低了能源以及资金的投入，适宜在现阶段的高浓度有机合成制药废水处理中大面积使用。总的来说，高级氧化工艺可以作为深度处理合成制药类废水的处理工艺，使其稳定发挥其作用，使废水出水的水质得到优化[2]。

2.4 化学处理技术

化学处理技术的装置运行程序有中和、沉淀、氧化以及还原，其是借助化学原理以及化学作用转化制药废水中的污染物为无害物质的处理技术。其主要处理方法为焚烧处理的操作方法。

焚烧方法是一种可将COD去除率提升至99.99%的废水处理工艺。其主要通过高温来对含有高浓度有机物的废水进行氧化分解，以使有机物中产生的水、二氧化碳、碳酸盐等作为副产物或被直接排出。回转窑焚烧炉以及液体注入炉通常使用石油和天然气作为辅助燃料，需要较高的投资才能保证其正常运行，并且局部温度较高，易加大二氧化氮的产生，形成环境污染[3]。流化床焚烧炉的采用低温燃烧技术，实现温度可控，降低了氮氧化物排量，提升了燃烧效率，加大了制药废水的处理量。

除此之外，还有催化湿式氧化法这项新技术工艺被越来越多的应用于高浓度有机合成制药废水处理领域。其净化后的废水可达到饮用水标准，没有污泥的同时也可以除臭、脱色以及杀菌。