林明原
摘要:制藥廢水是新興污染源,長期接觸藥物污染物會嚴重危害生命健康。近年來,未經(jīng)處理或部分處理的制藥廢水排放所引發(fā)的生物累積及抗生素耐藥性問題日益嚴峻。制藥廢水“有著成分復雜、有機物含量高(中藥廢水尤其明顯)、生物毒性高、間歇性排放、水質(zhì)水量波動大、排放量大、可生化性差”等特點,屬于難處理的工業(yè)廢水,有較大的環(huán)境污染隱患,但目前的處理技術尚且無法達到廢水零排放,亟需開發(fā)新的處理手段。
關鍵詞:制藥廢水;生化處理;分析
引言
我國制藥企業(yè)數(shù)量眾多,其每年產(chǎn)生的制藥廢水量更是龐大,而制藥廢水的處理難度極高,其中多樣化的化學成分和較大的波動性都對處理技術的細致性提出了較高的要求。我國目前制藥廢水的處理技術并不成熟,處理廢水成本較高,導致部分制藥企業(yè)為節(jié)約成本而排放未達標或未處理的污水,對環(huán)境造成極大危害。我國對制藥廢水處理技術的研究主要集中在化學物質(zhì)、有機廢水的處理分解上,利用各類降解劑、抗生素、生物酶進行污水中高濃度的有機物的降解,盡可能降低制藥污水對環(huán)境的影響,利用化學、物理處理法或多種方法相結合的綜合處理法來進行污水處理。
1廢水特點
制藥廢水中往往充斥著大量的懸浮物、殘留藥物、無機鹽、添加劑等污染物,在生產(chǎn)工藝、管理水平各不相同的條件下,此類廢水具有“成分復雜、有機物含量高(中藥廢水尤其明顯)、生物毒性強、間歇性排放、水質(zhì)水量波動大、排放量大、可生化性差等特點,部分發(fā)酵類藥物工業(yè)廢水還含有高濃度的重金屬離子,屬于難處理的工業(yè)廢水,有較大的環(huán)境污染隱患”。
2我國傳統(tǒng)的對制藥廢水進行處理的方法
2.1深度氧化技術
目前我國的實驗人員常用的深度氧化技術有Fenton試劑法、催化濕式氧化、超聲降解法等等。深度氧化技術是一種反應條件較溫和的無污染技術,該技術已經(jīng)得到了社會的普遍認可,正處于進一步的推廣發(fā)展階段。Fenton試劑法是一種利用化學試劑對制藥廢水進行反應處理的化學處理方法,該技術雖然綠色環(huán)保但是對污水的處理力度不足,難以處理掉廢水中殘留的鐵離子。因此,進一步使用復合型催化劑Fe2O3/SBA-15進行污水的處理是深度氧化技術的必要步驟,但是現(xiàn)階段我國對催化劑的使用還處于探索階段。雖然O3能夠制造穩(wěn)定的催化劑,但它存貯所消耗的成本也極高,因此,技術人員致力于研究高效、低成本、無污染的廢水處理技術。
2.2微電解技術
針對呈酸性、有機物質(zhì)量濃度較高、色度深,且為難降解的有毒中藥類制藥廢水,常用微電解法,就是利用鐵—碳顆粒之間存在著電位差而形成了無數(shù)個原電池。這些原電池以電位低的Fe做陽極,電位高的C做陰極,在酸性電解質(zhì)的水溶液中產(chǎn)生電化學反應。研究發(fā)現(xiàn),鐵碳的質(zhì)量比為2:1,進水pH為5.0,在微電解柱中廢水的停留時間為120min時,色度去除效果最佳,去除率達到95%以上,是目前處理中藥類制藥廢水色度中較為理想的預處理工藝。
2.3厭氧處理工藝
進化過程的出現(xiàn)較早,但在1970年代后期廣泛應用,對合成廢物處理的影響急劇下降,導致該過程不斷發(fā)展。UASB反應器是進化治療的核心,它仍然是許多制藥化學物質(zhì)的廢水處理的中心方法,這些化學物質(zhì)通過先進技術,例如抗氧化劑、氧化床和臭氧層糞便的膨脹。研究表明,使用抗氧化劑反應器處理合成排出物,在加工階段選擇葡萄糖,將容量提高到3kg cod/m3 d,使廢水和葡萄糖的比例分別達到10%、30%和70%。COD去除率在不同尺度下分別為99%、96%和91%。關于進化衛(wèi)士的創(chuàng)新研究側重于優(yōu)化進化花園的設計和運行,努力融合先進的技術和程序,推動進化衛(wèi)士生物技術的發(fā)展。
2.4膜分離技術
膜分離技術利用半透膜借助外界能量或者化學電位差來分離去除污染物,可在溫和、低成本條件下實現(xiàn)物質(zhì)分子水平的”高效、低耗”分離,在中藥廢水處理領域應用較為普遍,代表方法為反滲透法,有“常溫操作、自動化程度高、出水可生化性好”等優(yōu)點。
2.5生物處理法
生物處理法運用微生物的代謝來進行有機物的分解,實現(xiàn)制藥污水的處理,一般使用UASB和UASB的組合技術對污水進行降解處理。UASB的全稱為Up-flowAnaerobicSludgeBed/Blank,根據(jù)楊可成利用UASB技術對金黃色素廢水進行降解去除實驗的實驗數(shù)據(jù)可以看出,廢水中COD的含量從2.8~16.5g/L降至小于1g/mL,其對制藥廢水的處理效果斐然。雖然根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可以看出生物法處理的優(yōu)越性,但是由于制藥廢水中有機物種類眾多且含量較大,反應器的HRT在一定程度上受到了限制,要實現(xiàn)目標的凈化效果需要經(jīng)歷更長的處理時間。生物處理法中主要包括好氧法、厭氧法和兩者的結合運用,好氧法和厭氧法在單獨使用時總會存在一定的缺陷,而兩者的組合運用則能夠達到相輔相成的結果,實現(xiàn)凈化降解速率的大幅提升。
2.6混凝法
混凝法作為一種廣泛應用于廢水治理的水處理技術,其工作原理是利用混凝劑與膠體粒子相互作用,破壞膠體穩(wěn)定性,使膠粒聚合沉淀。傳統(tǒng)混凝劑包括鋁離子鹽、鐵離子鹽,如氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等,新興的混凝劑包括PAC(聚合氯化鋁)、PAM(聚丙烯酰胺)等?;炷ň哂胁僮骱唵?、經(jīng)濟高效等優(yōu)點,同時可以有效地降低廢水的色度、濁度。因此尤其適用于處理懸浮物濃度高、色度高的中藥廢水。
2.7好氧處理
好氧生物法是在足夠氧氣的特定環(huán)境條件下,利用好氧微生物種群的新陳代謝活動降解廢水中的有機物。好氧生物法分為活性污泥法和生物膜法。我國實際工程案例中主要采用序批示活性污泥(SBR)、A/O、膜生物反應器(MBR)、生物接觸氧化(BCO)和曝氣生物濾池(BAF)。以生物法為主體處理中藥類制藥廢水,其工藝因容積負荷高、啟動速度快、處理效果好、運行投資少等優(yōu)點在市場上的應用也較為廣泛。
結束語
總體而言,生產(chǎn)合成藥物的污水系統(tǒng)的處理是一個涉及許多肢體的系統(tǒng)性項目,同時需要先進的技術和技術支持。創(chuàng)新的工藝優(yōu)化過程需要靈活的選擇和合理的配置,以便在處理合成藥物時降低加工成本,提高合成廢物處理效率,確保制藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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