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制药废水
    1、制药废水特点:
    制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。制药工业按生产工艺过程可分为:生物制药、化学制药。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。依据《制药工业污染物排放标准》,制药工业污染物排放标准体系由6个分标准组成,即发酵类、化学合成类、提取类、生物工程与生物制品类、中药类、混装与加工制剂类。
    1.1  发酵类生物制药废水的分类
    1.1.1  主生产过程排水:此类排水是最重要的一类废水,包括废滤液、废母液、其他母液、溶剂回收残液等。
废水特点:浓度高、酸碱性和温度变化大、药物残留是此类废水最显著的特点,虽然水量未必很大,但是其中污染物含量高,对全部废水中的COD贡献比例大,处理难度大。
    1.1.2  辅助过程排水  包括工艺冷却水、循环冷却系统排污、去离子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。
废水特点:污染物浓度低,但是水量大,并且季节性强,企业间差异大,此类废水也是近年来企业节水的目标。
    1.1.3  冲洗水  包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱冲洗水、地面冲洗水等,其中过滤设备冲洗水污染物浓度也很高,主要是悬浮物,如果控制不当,也会成为重要污染源;树脂柱冲洗水水量较大,初期冲洗水污染物浓度较高,并且酸碱性变化大,也是一类重要废水。
    1.1.4  生活污水  与企业的人数、生活习惯、管理状态相关,但不是主要废水。
    1.2   化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或中间体的过程,包括纯化学合成制药和半合成制药。
    2、制药废水的处理方法
    制药废水的处理方法可归纳为以下几种:物化处理、化学处理 、生化处理 以及多种方法的组合处理等,各种处理方法具有各自的优势及不足。
    2.1  物化处理
    根据制药废水的水质特点,在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。
    2.1.1  混凝法
    该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法,它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中,如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展,由成分功能单一型向复合型发展。
    2.1.2  气浮法
    气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。
    2.1.3  吸附法
    常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等
    2.1.4  膜分离法
    膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜,可回收有用物质,减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。
    2.1.5  电解法
    该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视,同时电解法又有很好的脱色效果。
    2.2  化学处理应用化学方法时,某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染,因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法(fenton试剂、H2O2、O3)、深度氧化技术等。
    2.2.1  铁炭法
    工业运行表明,以Fe-C作为制药废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。
    2.2.2  Fenton试剂处理法
    亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂,它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大加强。
    2.2.3采用该法能提高废水的可生化性,同时对COD有较好的去除率。
    2.2.4  氧化技术
    又称高级氧化技术,它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的******研究成果,主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点,尤其适合于不饱合烃的降解,且反应条件也比较温和,无二次污染,具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比,超声波对有机物的处理更直接,对设备的要求更低,作为一种新型的处理方法,正受到越来越多的关注。
    2.3  生化处理
    生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术,包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。
    2.3.1  好氧生物处理
    由于制药废水大多是高浓度有机废水,进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释,因此动力消耗大,且废水可生化性较差,很难直接生化处理后达标排放,所以单独使用好氧处理的不多,一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。
    2.3.2 厌氧生物处理
    目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主,但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高,一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器(ABR)、水解法等。
水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点:不需密闭、搅拌,不设三相分离器,降低了造价并利于维护;可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物,改善原水的可生化性;反应迅速、池子体积小,基建投资少,并能减少污泥量。近年来,水解-好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用。
    2.3.3  厌氧-好氧及其他组合处理工艺
    由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求,而厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能,因而在工程实践中得到了广泛应用。
    3  制药废水的处理工艺及选择
    制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标,所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序,以降低水中的SS、盐度及部分COD,减少废水中的生物抑制性物质,并提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。
预处理后的废水,可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,若出水要求较高,好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素,做到技术可行,经济合理。总的工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。
    4  制药废水中有用物质的回收利用
    推进制药业清洁生产,提高原料的利用率以及中间产物和副产品的综合回收率,通过改革工艺使污染在生产过程中得到减少或消除。由于某些制药生产工艺的特殊性,其废水中含有大量可回收利用的物质,对这类制药废水的治理,应首先加强物料回收和综合利用。如铵盐可采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收质量分数为30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明显经济效益;甲醛气体经回收后可配成福尔马林试剂,亦可作为锅炉热源进行焚烧。通过回收甲醛使资源得到可持续利用,实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说,制药废水成分复杂,不易回收,且回收流程复杂,成本较高。因此,先进高效的制药废水综合治理技术是彻底解决污水问题的关键。

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