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制药废水现状及处理技术研究概述

2018-09-25  浏览次数:330

制药废水现状及处理技术研究概述

中国有14亿左右的人口,对于疾病治疗、康复保健的需求量很大,因而衍生出众多制药行业。近年来,随着中国人口老龄化现象日益加剧,新增人口也在不断增加,很大程度上加快中国制药行业的发展。与此同时,制药过程产生的制药废水也源源不断地呈现在广大民众面前,开始成为影响人们生存环境的重要污染源之一,如何有效处理制药废水以及如何采取有效的处理技术是解决问题的关键。本文主要概述了制药废水的社会现状,并针对制药废水的水质特征阐述了国内制药废水的处理工艺现状。

一、制药废水特点及危害

1.废水的特点

制药废水是指在制药生产过程中排出的废水,由于药物品种多样,生产工艺也不同,排出废水的成分也不尽相同。废水类型主要有抗生素、合成医药、中成药产生的废水及各类医药制剂生产过程中的洗涤水。

以抗生素废水为例,其主要成分包括营养液、发酵残余基质、经溶媒回收后散出的蒸馏釜残液、提取溶媒过程中的萃余液、水中难溶性抗生素的染菌倒灌液和发酵滤液以及离子交换过程中所排出的吸附废液等。由此可以看出,制药废水具有水量大、水质复杂、有机物和悬浮物浓度高、含盐量高、毒性强、色度深、可生化性差等特点,属于难处理的高浓度工业废水。

2.废水的危害

制药废水中大多数成分属于极易挥发性物质,扩散到大气中,使空气中的化学物质浓度超过环境本底值,引起大气污染,并可能造成动物和人类感染呼吸类疾病。

制药废水中含有难降解有机污染物如有机氯化物、高分子聚合物等,这些污染物大多具有较强的毒性和致癌、致畸、致突变作用,如果不经过处理或者处理不当,排放水体后能长时间停留在水体中,通过食物链不断积累、富集,最终进入动物或人体内,对动物和人类的健康构成很大的威肋。

二、制药废水处理技术

1.物化处理技术

(1)混凝沉淀法。混凝沉淀技术是让混凝剂中和废水中的胶体物质,使胶体微粒相互集结、失去稳定性,最终沉淀聚合。该技术处理制药废水,不仅能够降低绝大部分悬浮物和部分有机污染物,而且废水的可生化性能也能得到改善,因此广泛用于制药废水的预处理阶段。但混凝沉淀会产生较多的化学污泥,也存在含盐量较高、氨氮的去除率较低等问题。

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(2)吸附法。吸附法是借助于多孔性固体物质的吸附作用将制药废水中的污染物吸附出来,从而实现消除污染物净化废水的效果。吸附法主要针对废水中溶解度小、亲水性差、极性较弱、化学法难以去除的有机物。

常用的吸附剂有活性炭、沸石、二氧化硅、活性氧化铝、硅藻土、离子交换树脂等,在制药废水处理过程中,如对洁霉素、米非司酮以及扑热息痛等制药废水进行预处理工作时,往往都是采用活性炭或煤灰作为吸附剂,可大大降低废水中的化学需氧量,且在异味和颜色的去除上效果明显。

但众多实验表明,该法一般仅在中成药或各种西药等产生的制药废水预处理中使用,吸附剂价格较高,且存在吸附剂再生等问题,一般用于小规模废水处理。

(3)膜分离法。膜分离法处理制药废水是利用某些具有选择透过性的材料,仅允许废水中的小分子有机物通过,大分子有机物则被截留下来,使溶剂同溶质或微粒分离,从而起到浓缩和净化废水的作用。膜分离法主要分为电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和微孔过滤等。该方法操作方便、运行安全、不会二次污染环境。

(4)气浮法。气浮法也称浮选法,是通过某种方法在水中产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近于水的固体或者液体污染物微粒粘附,形成气浮体浮至水面而实现固液分离或者液液分离。这种方法种类多样,如充气气浮、电解气浮、化学气浮等。如果废水中悬浮物含量较高,那么往往采用化学气浮法。其投资规模小,操作简单、维修方便,但对于废水中的可溶性有机物的去除却并不理想,需要采取其他方法做进一步的处理。

2.化学处理技术

(1)Fenton试剂法。Fenton试剂是一种强氧化剂,在去除废水中有机污染物过程中,具有效果好,操作简便等优点。在废水处理中Fenton试剂常于与混凝沉淀结合处理毒性大、一般氧化剂难氧化和生物难降解的废水。

影响Fenton试剂法效果的因素有,pH值、H2O2和Fe2+投加量以及反应时间。由于不同种类的制药废水,其处理条件亦不同。因此,在应用Fenton试剂处理制药废水时,应先找到佳反应条件,再进行处理。

(2)高级氧化技术。高级氧化技术(AOPs)是通过一定氧化反应产生具有强氧化性的羟基自由基,在高温高压、电、催化剂等条件下,通过·OH与废水中有机污染物产生反应,使废水中大分子有机物降解为小分子有机物或者直接降解为CO2和H2O,使有毒有机物氧化成低毒或者无毒有机物的工艺过程。

由于其氧化能力强、反应迅速、适用范围广等优点,且能够降低废水毒性和提高废水的可生化性,AOPs己被广泛研究和应用于各种难处理工业废水中。但就现阶段来说,高级氧化技术处理废水的成本较高,一般只用于制药废水预处理阶段。

3.生化处理技术

(1)普通活性污泥法。普通活性污泥法作为一种现阶段在中国发展的较为成熟的制药废水处理技术,其预处理的过程得到重视,曝气的方法得到完善,大大提升了装置运行的稳定性。但这种方法需要进行大量的稀释作业,并且容易出现污泥膨胀等问题,去除效果也不太理想,因此,要做进一步处理。

(2)SBR法。SBR法通常应用在间歇性排放的制药废水且水质水量波动较大的处理工作中,其不但能够较好的均化水质,同时还具有污泥活性高、运行稳定、操作简单、无需污泥回流以及抗冲击性强等优点。但其也有污泥沉降、泥水分离时间较长等缺点。目前,SBR法己经广泛应用到了庆大霉素、四环素以及磺胺混合废水等制药废水处理工作中,并且取得了良好的效果。

(3)上流式厌氧污泥床法(UASB法)。该技术具有结构简单、水力停留时间短、厌氧消化效率高、无需另设污泥回流装置等优点。但是缺点也很明显,UASB在运行过程中,对管理技术的要求较高,且启动驯化困难。

 

 


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