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醫(yī)藥化工廢水處理工藝

  1、引言

  隨著醫(yī)藥企業(yè)的迅猛發(fā)展,醫(yī)藥化工廢水排放量增大,對環(huán)境造成的負荷加劇。同時醫(yī)藥化工廢水具有高鹽度、難降解、成分復(fù)雜等特點,處理難度大。在治理過程中,采取單一常規(guī)治理辦法處理醫(yī)藥廢水,通常無法滿足治理標準。為此,針對醫(yī)藥化工廢水治理方法的使用問題,應(yīng)進一步提出科學的解決措施,提升廢水治理水平。

  2、醫(yī)藥化工廢水的基本特征

  2.1 無機鹽含量大

  在醫(yī)藥化工制造階段,涉及較多的酸堿物質(zhì),中和反應(yīng)后變?yōu)橹T多的無機鹽,部分廢水中總鹽度超出100000mg/L。醫(yī)藥化工廢水里Cl-、SO2-4等無機鹽離子濃度很高,高含量的無機鹽離子將令水體里微生物的生長受到限制。研究顯示,在水體里的Cl-含量超出2000mg/L的狀態(tài)下,微生物的活性將受到抑制;當含量超出8000mg/L,會造成微生物細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離,甚至導(dǎo)致微生物死亡。微生物總數(shù)少甚至沒有將導(dǎo)致無法降解水里的大分子成分,并引起污泥膨脹現(xiàn)象,造成出水水質(zhì)超標。

  2.2 COD與BOD5濃度高

  COD屬于化學耗氧量,而BOD5屬于微生物代謝功能所耗損的溶解氧量。醫(yī)藥化工廢水里,COD與BOD5的濃度通常較高,如果醫(yī)藥化工廢水未通過治理就被排入正常的水體內(nèi),將大量耗損水里溶解的氧氣,產(chǎn)生水體缺氧情況,會導(dǎo)致動植被、微生物等均會由于缺氧而不能存活,對正常水體具有嚴重影響。此外,醫(yī)藥化工廢水內(nèi)所涉及的物質(zhì)類型復(fù)雜,水體的變化性較大,會導(dǎo)致水體里含有高含量的有機物,極易導(dǎo)致水體里的營養(yǎng)成分比例不平衡。為此,對醫(yī)藥化工廢水進行治理,水質(zhì)達標后再排出,不僅對生態(tài)環(huán)境有益,同樣間接性影響到人們的居住環(huán)境,促使人和自然融洽相處。

  2.3 含有害成分

  醫(yī)藥化工廢水內(nèi)既有許多的COD、BOD5以及無機鹽等成分,還包括有氮雜環(huán)、芳香族胺、酚以及氰等諸多對生物有害的化學物質(zhì),這些物質(zhì)通常較難分解。當這些有害成分進到正常水體里時,就像隱形殺手威脅著水中的物種,而且還會進到人類生活飲水環(huán)境中,對人類健康造成危害。這些有害成分對生物的生命有嚴重的安全威脅,打破了正常水體結(jié)構(gòu),還擾亂了人類生產(chǎn)和生活空間。

  3、某醫(yī)藥化工企業(yè)廢水水質(zhì)及處理工藝

  某醫(yī)藥化工企業(yè)主要從事心血管藥物和中間體生產(chǎn),廢水中含有乙醇、乙酸、三乙胺、氯化鈉、DMF等,設(shè)計出水為達到«污水綜合排放標準»(GB8978-1996)二級標準,設(shè)計出水水質(zhì)見表1。

1.jpg

  因為該企業(yè)廢水是弱酸性廢水,帶有很多極難生化分解的芳香族化合成分,可生化性很差,因此,可選擇Fe/C微電解-催化氧化-A/O生化法治理該廢水。工藝流程見圖1。

2.jpg

  通過圖1得知,項目廢水首先進到調(diào)節(jié)池完成水質(zhì)水量調(diào)整,再通過潛水泵上升至酸化池。經(jīng)過投入硫酸把廢水調(diào)節(jié)到強酸性后,廢水流向鐵碳微電解池,由此清除廢水內(nèi)的一些有機物、COD、色度,并提升廢水生化性。鐵碳微電解池出水進到中和池,加入石灰液,調(diào)整廢水到強堿性,然后進到曝氣池,經(jīng)過曝氣吹出廢水里一些氨后進到絮凝沉淀池,清除廢水內(nèi)的固體懸浮成分。之后經(jīng)中間池1(調(diào)酸)后進入催化氧化塔,降解水中大分子和難降解物質(zhì)后,最后經(jīng)過A/O生化池處理,能達標排放。

  4、常見的醫(yī)藥化工廢水治理方法

  目前,醫(yī)藥化工治理方法較多,主要包含物理法、化學法、生物法與物理化學法等。

  4.1 物理方式

  (1)蒸餾法。這種方法是按照廢水里不同成分的沸點差別,借助蒸餾原理把其中有用的成分從廢水里分離出來[1]。然后把蒸餾出來的液體根據(jù)其物質(zhì)性質(zhì)進行分類處理。

  (2)沉淀法。結(jié)合醫(yī)藥化工廢水里殘留成分的密度差別,能夠把廢水靜放一些時間,再將頂部的水引入下個治理流程,將下層沉淀物與水體進行分離。

  4.2 化學方式

  (1)中和法。中和法是利用化學反應(yīng)去除廢水里過量的酸或堿,使廢水液體為中性。一般酸性廢水選擇堿性物質(zhì)分為中和劑,反之就要采用酸性物質(zhì)加以中和。

  (2)化學氧化法。化學氧化法是采用氧化劑把廢水里的污染成分轉(zhuǎn)變成無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)過程,常見的氧化劑有臭氧、雙氧水、氧化物等,使用較多的為臭氧氧化,這對廢水里許多難以分解的物質(zhì)非常有效。

  4.3 生物方式

  (1)活性污泥法?;钚晕勰喾ㄊ峭ㄟ^往廢水里通入空氣,促進好氧菌生長,能夠從廢水里清除可溶解的或是膠體狀態(tài)的物質(zhì),以及清除水里可以被活性污泥附著的成分。

  (2)厭氧菌治理法。厭氧細菌能夠在無氧或是低氧環(huán)境下存活。醫(yī)藥化工廢水里氧氣濃度很低,能夠采用大量厭氧細菌促使水里很難分解的有機物降解為CH4、CO2等成分。該種治理方法針對高含量的有機廢水有較好的治理效果。

  4.4 物理化學法

  物理化學法包含離子交換法、膜分離方式和吸附工藝等。離子交換法經(jīng)過離子交換劑中的離子與水里離子實現(xiàn)交換,清除水里有害的離子態(tài)成分。膜分離方式是借助“半滲透膜”,實現(xiàn)物質(zhì)分離,能夠有效清理水里的溶解性物質(zhì),有效實現(xiàn)溶質(zhì)和水的分離,但膜分離方式具有很高的選擇性,成本高,容易產(chǎn)生再次污染。吸附工藝是基于多孔性固體成分,吸附水里的有機物質(zhì),但一般吸附材料的再生能力很差,水治理成本很高。

  5、處理工藝分析

  5.1 含鹽廢水治理

  廢水里的鹽濃度很高時,若選擇生化治理,會對生化細菌的滲入壓影響很大,導(dǎo)致細胞脫水,令生化治理很難進行,所以生化治理前要對廢水實現(xiàn)脫鹽處置。當鹽度超過10000mg/L時,多選擇蒸發(fā)濃縮去鹽法,包含多效蒸發(fā)(MED)、蒸汽壓縮冷凝(VC)、多級閃蒸(MSF)等方法。

  5.2 高含量有機廢水治理

  醫(yī)藥化工企業(yè)生產(chǎn)廢水里含有很多難分解的有機物質(zhì),根據(jù)有機物類別分別預(yù)治理不符合實際,且所選擇的處理方法比較繁復(fù),會明顯增多投資治理成本。鐵碳微電解加Fenton強氧化加混凝沉淀方式,屬于近幾年在化學氧化法前提下出現(xiàn)的治理難分解有機物質(zhì)的比較成熟的方法,其機理是經(jīng)過氧化劑、催化劑和電、光以及超聲等科技相融合,形成活性較高的自由基(像-OH),然后基于自由基和有機物質(zhì)之間的融合、取代、電子轉(zhuǎn)換、斷鍵等過程,令水體里的大分子難分解有機物質(zhì)氧化分解為低毒或無毒的小分子成分,甚至直接被氧化成二氧化碳與水的工藝流程。

  當在鐵碳比是1∶1、酸堿值為4、反應(yīng)時間是1h40min狀態(tài)下,采取鐵碳微電解方法治理某制藥廠廢水之后,COD清除率為50.5%(原水COD是98000mg/L),B/C比從不夠0.1上升到0.32,大幅度提升了廢水可生化性。某醫(yī)化企業(yè)選擇Fenton強氧化方法治理含C7H8、DCE廢水,當pH值是6~8、反應(yīng)時間是1h、FeSO4填量2.5g/L、雙氧水添加量15ml/L狀態(tài)下,系統(tǒng)對C7H8、DCE廢水的清除率能達到90%左右。

  6、結(jié)語

  在經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下,各個行業(yè)均遇到了工業(yè)廢水治理的難題,而醫(yī)藥化工廢水屬于很難處置的一種廢水,由于其中含有復(fù)雜的化學成分,通常不能采取單一的治理辦法對其加以治理。在具體實踐中,醫(yī)藥化工廢水治理要將多種技術(shù)相融合,促使治理后的廢水滿足廢水排出標準。當前,廢水治理成本通常較高,對醫(yī)藥企業(yè)而言是很大的一筆開支,在以后醫(yī)藥廢水治理探究過程中,要盡量規(guī)劃比較簡單的治理流程,降低成本開支,使之極易獲得推廣,這是實現(xiàn)人與自然和諧相處的重要舉措。( >

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