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              制藥工業廢水污染控制技術研究

              時間:2017-05-26  來源:本網  瀏覽次數:887

                邢書彬U任立人23(1.河北省環境科學研究院,河北石家莊050051;2.國家環境保護制藥廢水污染控制工程技術中,河北石家莊050051;3.華北制藥集團環境保護研究所,河北石家莊0500丨5)制藥I:業是當今發展快速的產業之一,相對于其他產業,制藥工業產品種類多,生產T.藝過程復雜,原材料投人大,產出比小,污染問題較為突出,也是實施減排的重點行業。在制藥生產過程中產生的廢水,污染物濃度高、水量大、組分復雜,廢水中含有大量難生化降解的化學物質和殘留的藥物成分,同時含氮量高、含硫酸鹽以及鹽類物質等,廢水的可生化降解性差夂其廢水污染物體多年來制約著行業的發展。

                廢水處理主要工藝模式多年來,人們在制藥廢水處理的研究及工程應用探索中,普遍采用“消除廢水生化抑制影響預處理-厭氧生化(包括厭氧水解或厭氧消化)-好氧生化-廢水深度處理”的T藝途徑'廢水首先進行生化抑制影響預處理,將其毒性控制在生化抑制濃度以下,以提高廢水的可生化性,然后洱通過厭氧生化和好氧生化以及后續的深度處理措施實現廢水的達標排放。

                忽廢水生化抑制預處理的途徑2.1混合稀釋法直接通過水稀釋,將廢水濃度控制在生化抑制濃度以下,然后采用好氧生化處理,這種方法在早些年國外的制藥廢水處理中被普遍采用。隨著近年來水資源的日益緊張,這種處理方法被其他的預處理方式所取代。

                2.2混凝分離預處理此方法主要根據制藥生產廢水的一些理化性質,通過向廢水中加人一定的化學藥劑,借助絮凝分離的方法將廢水中難生化降解的固體物、膠體物以及蛋白質等物質從廢水中分離,從而提高廢水的可生化性。常用的分離方法主要為絮凝氣浮或絮凝沉淀法。這些方法用發酵類藥物生產廢水的預處理過程,不僅對于改善廢水可生物性具有較好的效果,同時可減少廢水抑制毒性控制過程的稀釋水用量。

                2.3化學氧化或高級氧化預處理隨著近年來廢水處理技術的發展,化學氧化和高級氧化技術在制藥廢水抑制物預處理工藝上開始較多的應用。目前用于制藥廢水抑制物預處理的方法主要有Fe-C催化氧化法、Fenton試劑處理法、H202-Fe2+催化氧化法、(V處理系統、超聲波-好氧生物接觸氧化法等。通過高級強氧化過程,使廢水中大部分微生物難降解的有機物迅速變為易分解的小分子有機物,甚至被徹底礦化為C02和H20.廢水進一步通過后續的生化處理T藝,實現達標要求。

                3廢水生化處理3.1水解酸化水解酸化過程是在兼氧或非嚴格厭氧的環境下,通過細菌胞外酶的水解作用,由復雜有機物變為簡單有機物,或進一步產酸發酵生成有機酸、醇及h2/co2等產物的過程。水解酸化屬非甲烷化的厭氧生化過程,通過這一過程使廢水中一些難生化降解的物質轉化為易降解物,以利于后續的生化處理。H前在發酵類制藥T業廢水治理T.藝中,較多地采用水解酸化過程作為好氧生化的前處理。發酵類制藥廢水的水解酸化裝置采用形式主要為充填料生物膜式和無填料完全混合式水解池,水解酸化過程廢水COD的去除率一般在20%30%.、污染控制工程技術中心技術咨詢部主任(兼總工辦主任),中國環境保護產業協會水環境專家,主要從事環境科研、污染控制等工作。

                3.2厭氧消化(SRB)較甲烷菌(MPB)的附著性厭氧消化法是一個嚴格控制厭氧環境的生化過程,在厭氧消化過程中,廢水中的有機污染物*終降解為CHHCOz等物質。這些年,厭氧消化法多用于一些篼濃度發酵類制藥廢水的生化前處理過程。采用的反應器形式主要為升流式厭氧污泥床(UASB)反應器、厭氧復合床(UASB十AF)反應器以及厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器等,如青霉素、鏈霉素、卡那霉素、麥迪霉素以及維生素C、維生素B12等高濃度的發酵類制藥廢水儉厭氧消化過程,其廢水COD的去除率一般可達45%80%.發酵類制藥生產廢水一般都含有濃度較篼的硫酸鹽,廢水厭氧消化過程和硫酸鹽的還原過程及其代謝產物對消化過程會產生較大的抑制影響。

                關于硫酸鹽還原過程對厭氧消化的抑制作用,通常認為是兩個方面原因p,4.一是基質的競爭影響;再就是還原產物的抑制作用,其主要毒性原因是它能自由地透過細胞膜m,H2S毒性影響的程度與溶液的pH值有直接關系,通常的厭氧消化反應器需要中性偏堿的環境。

                雖然近年來發現硫酸鹽還原菌較弱,有利于甲烷菌在反應器中積累。但在含有大量硫酸鹽的厭氧處理系統,由于硫酸鹽還原過程的影響,甲烷的發酵過程*終將被抑制。

                關于硫酸鹽還原影響的控制途徑主要有化學沉淀法和向廢水中加人少量脫硫菌抑制劑'如向厭氧系統中加人微量鉬酸鹽或青霉素,使得硫酸鹽的還原作用受到抑制。

                但這種方法成本費用較高,難于在工業上應用。近年來,硫酸鹽還原的影響控制主要是采用生物法控制途徑。通過建立-兩相厭氧系統,使廢水的產酸發酵、SO,還原與甲烷發酵分步進行。在**級厭氧反應器將廢水中硫酸鹽轉化物、有機物轉為乙酸和IVC02,在第二級厭氧反應器完成甲烷化過程。為廢水日處理量為206m3/d的青霉素廢水生產性試驗流程,處理效果見表1. 3.3好生物處理好氧生化處理是發酵類制藥廢水處理工藝過程的重要部分,這些年來,用于發酵類制藥廢水好氧生化處理裝置的形式,主要以活性污泥法、生物接觸氧化法、深層曝氣法、A/0工藝、序批式間歇活性污泥法(SBR)、CASS池系統及其他不同的形式SBk變形工藝等。作為發酵類制藥廢水的后一級生化處理措施,這些方法均有較好效果。

                3.4廢水生物脫氮廢水篼含氮是制藥生產廢水的主要特征,解決廢水的脫氮措施,是制藥丁。業有機廢水處理工藝技術研究中必須要考慮的問題。

                典型的硝化和反硝化過程通過硝化作用將氨氮轉化為硝酸鹽氮,再通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉化為氮氣,氮氣從水中逸出。這條途徑也稱之為全程(或完全)硝化-反硝化生物脫氮。

                近年來的許多研究表明:硝化反應不僅由自養菌完成,某些異養菌也可以進行硝化作用,反硝化不只在厭氧條件下進行,某些細菌也可在好氧條件下進行反硝化;而且,許多好氧反硝化菌同時也是異養硝化菌,并能把NH4+氧化成N02~后直接進行反硝化反應。近年來發展的生物脫氮新技術與概念主要有:短注:1.儲槽2.泵3.厭氧脫硫反應器4.氣提裝置5.集液槽6.風機7.泵8.H2S收裝置9.氧化再生槽10.栗11.硫泥分離槽12.產甲烷化反應器13.好氧生化裝置14.風機兩相厭-氣提與H2S氣體凈化-好氧生化工藝處理含硫有機廢水流程簡圖隨著近代分子生物學、基因組學深入研究和人們對自養、異養微生物的脫氮和脫硫作用機制及特點的揭示,同步脫氮脫硫技術為處理高氮、含硫的發酵類制藥廢水的脫氮脫硫處理提供了更加良好的應用前景。

                兩相厭氧-好氧生化工藝處理青霉素廢水生產性試驗結果一覽表注:兩相厭氧-好氧生化處理系統COD總去除率93.1%.冷廢水深度處理隨著目前國家水污染物排放標準的提高,現行的廢水處理丁。藝不能滿足行業減排T.作的需要。強化廢水的深度處理措施,達到制藥行業水污染物排放新標準的要求已是企業的當務之急。常用的廢水深度處理措施主要有臭氧生物活性炭T藝、臭氧曝氣生物濾池工藝、膜生物反應器(MBR)以及吸附過濾、超濾、反滲透等方法。這些方法用于制藥廢水的后續深度處理還需要在實踐中進一步探討。實現廢水按標準的達標排放,更重要的是實現整個T藝的過程*優化5制藥工業廢水處理工程實例以下是湖北黃石制藥廠,華北制藥華勝有限公司和聯邦制藥內蒙占有限公司的廢水處理丁程實例,洋見表24.表2湖北黃石制藥廠青霉素廢水處理工程處理單元廢水類型進水濃度/(mp/L)出水COD處理T.藝去除率/%厭氧高濃度廢水兩相厭氧-好氧厭氧出水好氧生物接觸氧化綜合廢水混合廢水,注:生化系統COD總去除率91%.表3華北制藥華勝有限公司硫酸鏈霉素廢水處理工程處理單元廢水類型水量'進水濃度/(mp/L)去除率/%處理T藝厭氧島濃度廢水兩相厭氧-好氧厭氧出水好氧生物接觸氧化綜合廢水混合廢水注:生化系統COD總去除率91.9%.聯邦制藥內蒙古有限公司廢水處理工程處理單元廢水類型出水COD處理工藝去除率/%厭氧高濃度廢水預處理-厭氧-水解好氧厭氧出水CASS-好氧生物綜合廢水接觸氧化混合廢水水解出水接觸氧化混合廢水注:生化系統COD總去除率96.5%0

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