制药废水的生化处理分析

制药废水的生化处理分析连通区域
摘要:经济的发展,社会的进步推动了我国综合国力的提升,也带动了制药行业发展的步伐。中国是世界人口大国,人口老龄化导致医药需求量显著增加。为了顺应这一国情,制药工业急速发展,而随之产生的制药废水成为影响环境的重要污染源之一,制药废水如何处理成为困扰政府和企业的难题,亟待解决。
关键词:制药废水;生化处理
引言
制药废水因其种类多,水质差异大,且含难降解有机污染物,采用的处理工艺不尽相同,处理技术大致可分为物理法(吸附法、膜过滤法、气浮法等)、化学法(沉淀法、高级氧化法等)、生物法(好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧-好氧生物处理)。三种方法各有利弊,物化法可以处理难降解有机污染物,但处理成本较高,也容易产生二次污染;生物法主要适用于可生化性好的废水,对含难降解有机污染物的废水处理效果不佳。
1制药废水处理技术
干衣柜在实际工程运用中,厌氧-好氧生物处理方法具有一定的优越性。朱杰高等采用“PEIC厌氧反应器+高效接触式活性污泥池”工艺,即厌氧+好氧处理工艺对某药业公司中药提取废水的处理,达标排放;买文宁等采用厌氧复合床(UBF)和周期循环活性污泥系统(CASS)处理抗生素废水试出水水质达国家生物制药工业废水排放标准;龚敏等尝试采用ABR-EGSB-SBR组合工艺处理制药废水,出水各项指标均达到《污水综合排放标准》二级标准。冯昭华采用气浮+UBF+CASS处理某中药生产企业高浓度中药提取废水,各污染物去除率均在90%以上。陈锡剑等采用初沉池+预酸化调节池+UASB+复合好氧池+微絮凝沉淀+BAF工艺处理河北某制药厂高浓度中药提取废水,在复合好氧池出水水质就已达新建企业污水排放标准。邱波等尝试用“酸化—ABR—SBR”工艺处理高浓度制药废水;祁佩时等尝试采用前端厌氧与微氧相结合的复合水解酸化,后端交替流生物反应器与双流向曝气生物滤池组成的好氧生物处理工艺,建成了国内医药行业最大的废水处理工程。目前厌氧、好氧处理的单元操作较多,有待研究开发新型高效低能耗的厌-好氧复合反应器。薛嘉等研制出了新型厌氧好氧一体化生物反应器,并用其对发酵类制药废水进行中试,是一次效果较好的尝试。
2制药废水的生化处理分析
2.1生物电化学系统对制药废水中难生化有机物的降解
电Fenton对制药废水具有良好的预处理效果,对制药废水CODCr的平均去除率为28.75%±1.29%,对四氢呋喃的平均去除率为41.18%±2.95%,初步降低了废水生物毒性,可以作为生物电化学系统的预处理工艺。电化学生物反应器能有效降解制药废水中的有机污染物,在进水pH值7.5~9.0,电压10V,极板间距15cm,运行周期24h条件下CODcr平均去除率达95.89%±1.63%,且对温度和CODCr具有较强抗冲击负荷能力。电化学生物反应器较单一生物膜反应器有明显的污染物去除优势,仅通过微生物作用难以实现对难生化有机污染物的高效去除。电化学生物反应器对制药废水中溶解性有机物成分有明显的去除效果,使荧光D峰代表的氨酸类蛋白的荧光强度由2026.5a.u.降为822.3a.u.,对酪氨酸类蛋白质区(I区)、氨酸类蛋白质区(II区)和含苯环类蛋白质、溶解性微生物代谢物区(IV区)的荧光组分均有显著去除。针对制药废水中的主要难生化有机物四氢呋喃,电化学生物反应器对四氢呋喃的去除率高达97.65%,通过GC-MS检出了四氢呋喃降解中间产物4-羟基丁内酯和4-,推断四氢呋喃可以通过生物电化学系统实现有效降解。
2.2预处理对头孢制药废水的降解效果与有机物去除
头孢制药废水主要来源于发酵或化学合成过程产生的高浓度废水,具有COD含量高、可生化性差、处理难度较大等特点。头孢制药废水的处理方法有物理法、生物法和化学法。物理法一般可去除废水中的悬浮物或漂浮物,或将污染物从液相转为固相,但对有机物特别是溶解性有机物的去除效率低。因此,制药废水的处理主要采用化学法和生物法。生物法主要有厌氧处理、好氧处理和厌氧好氧组合工艺。好氧处理一般适于中、低浓度有机废水的处理,厌氧处理因进水污染物浓度高,难以达到排放标准要求,常组合利用厌氧和好氧工艺以达到去除目的。但头孢制药废水所含污染物种类多、浓度高,单一的生物处理无法充分发挥处理优势。常用的化学法有臭氧氧化、铁碳微电解、Fenton氧化等。Fenton氧化操作简单、反应快速,但会产生较多的絮凝沉淀物。臭氧具有强氧化性,可氧化分解废水中的有机污染物,其氧化过程主要分为直接氧化和间接氧化,优点在于反应迅速、流程简单,无二次污染。铁碳微电解主要利用铁的还原性、电化学性及铁离子的絮凝吸附作用共同净化废水,具有反应速度快、适用范围广、成本低等优点,常用于制药废水的预处理以削减废水中的有机物。此外,曝气吹脱处理废水中的挥发性有机污染物具有操作简单、处理效果好的优点,已有效应用于工业废水净化、饮用水源VOCs去除、地下水污染修复及工业废水氨氮去除等领域。对制药废水进行预处理可以降低废水COD和有毒物质对微生物
精炼渣的影响,并提高废水的可生化性,有利于微生物的生长和代谢,使生物处理能稳定运行并充分发挥作用。
2.3膜组合分段分盐工艺在深度处理制药废水中的应用
目前,我国医药行业发展迅速,在世界原料药生产和出口中我国位居第二,其所来带的产量和产值均在世界医药工业中占有举足轻重的地位。然而,医药行业的快速发展势必会伴生医药废水排放量的增加。据统计,2018年我国医药废水排放量已占工业废水排放量的2%,且还有逐年递增趋势。制药废水通常属于高浓度有机废水,具有高COD、高盐、高氨氮的基本特性。此外,制药废水中多含有复杂的有机难降解物质,这使得采用传统的生化及物化法很难将废水处理至达标回用。通常需要在后端加上合适的深度处理系统来解决这一问题。膜分离是一种常用的深度处理工艺,其具有良好的稳定性及抗水质波动的能力,可将其应用于制药废水的深度处理。其中,以纳滤膜为基础的工业分盐工艺更是可以在产水回用的同时,分离出一、二价盐产物,做到真正意义上的废水近零排放。但采用传统的工业废水分盐工艺往往需要在前端使用卷式反渗透对废水进行初步提浓。管式超滤因具有较高的膜面流速,可以有效减缓高污染性的制药废水对其膜的污染,并运行稳定。与
滑动水口机构传统混凝+多介质过滤工艺相比,其产水水质更好,对水质波动有更好的抵抗能力,更加适合制药废水深度处理分盐工艺的预处理。
结语
制药业的高速发展带动着制药废水的组成结构也日益趋于复杂化、多样化,只有不断优化现有的处理方案,尝试多种处理技术相结合的组合式技术才是制药废水技术未来发展的方向。目前新兴的微波技术和复合型催化剂处理技术,由于其高效性和绿环保性得到了社会的广泛关注,技术研究人员致力于推行复合型的处理技术来进行制药废水的处理,以此降低制药废水的排放给环境带来的污染。
参考文献电厂生产管理系统>EM357
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