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制药工业废水的特点及处理技术

时间:2017-06-01  来源:本网  作者:admin  浏览次数:227

  医药化工制药工业废水的特点及处理技术郭会灿(石家庄职业技术学院化学工程系,河北石家庄050081)前处理制药工业废水技术可分为生物处理技术、物化处理技术和化学处理技术。

  随着医药工业的发展,制药废水已成为严重的污染源之一。由于药物品种繁多,在制药生产过程中,需使用多种原料,生产工艺又较复杂,因而废水组成也十分复杂。如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。

  制药工业按生产工艺过程主要可分为生物制药和化学制药两种,相应的制药工业废水也可分为生物制药废水和化学制药废水两大类。每类工业废水有各自的特点和处理方法。

  1生物制药废水的种类及特点发酵类生物制药的过程是将微生物产生的次级代谢产物积累、分离、提取及纯化的过程。主要产物包括抗生素类、维生素类、氨基酸类、有机酸类、酶类等药物。

  1.1种类1.1.1主生产过程排水此类排水是最主要的一类废水,包括废滤液、废母液、其它母液、溶剂回收残液等。该废水浓度高、酸碱性和温度变化大,药物残留是此类废水最显著的特点,虽然水量不是很大,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辅助过程排水该类废水包括工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水系统排污、去离子水设备过程排水等。此类废水污染物浓度低、量大、季节性强、企业间差异大,是近年来企业节水的目标。

  1.1.3冲洗水该类废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高,并且酸碱性变化大,也是一类重要废水。

  1.2特点⑴排水点多,高、低浓度废水单独排放,有利于清污分流。

  高浓度废水间歇排放,酸碱性和温度变化大,需要较大的收集和调节装置。

  污染物浓度高。废滤液、废母液等高浓度废液的COD浓度一般为104mg/L. C/N比低。发酵过程中为满足发酵微生物次级代谢过程的特定要求,一般控制生产发酵的C/N为4:1左右,这样废发酵液中的BOD/N―般在1~4之间,与废水处理微生物的营养要求相差甚远,严重影响微生物的生长与代谢,不利于提高废水生物处理的负荷和效率。

  含氮量高。主要以有机氮和氨态氮的形式存在,发酵废水经生物处理后氨氮指标往往不理想,并在一定程度上影响COD的去除。

  硫酸盐浓度高。硫酸铵是发酵的氮源之一,硫酸是提炼和精制过程中重要的pH值调节剂,大量使用的硫酸铵和硫酸,造成很多发酵制药废水中硫酸盐浓度高,给废水厌氧处理带来困难。

  废水中含有微生物难以降解,甚至对微生物有抑制作用的物质。破乳剂、消泡剂、黄血盐、草酸盐、残余抗生素及其降解物等,这些物质达到一定浓度会对微生物产生抑制作用。

  发酵生物制药废水一般色度较高。

  2化学制药废水的种类及特点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。

  2.1种类2.1.1母液类包括各类结晶母液、转相母液、吸附残液等。

  冲洗废水包括过滤机械、反应容器、催化剂载体、树脂、吸附剂等设备及材料的洗涤水。

  回收残液包括溶剂回收残液、副产品回收残液等。

  2.2特点浓度高,废水中参与的反应物、生成物、溶剂、催化剂等浓度高,COD浓度值可高达几十万mg/L.含盐量高,无机盐往往是合成反应的副产物,残留在母液中。

  ⑶pH值变化大,导致酸水或碱水排放,中和反应的酸碱耗量大。

  废水中成分单一,营养源不足,培养微生物困难。

  ―些原料或产物具有生物毒性,或难被生物降解。

  3制药废水处理技术制药工业废水通常属于较难处理的高浓度有机废水之一,处理方法有生物处理技术、物化处理技术、化学处理技术以及多种方法的组合处理等,各种处理技术具有各自的优势也存在不足。

  3.1生物处理技术生物处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术,其中活性污泥是比较成熟的技术之一。采用生物处理技术消除有机污染物是最为经济的方式,大体上包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。

  3.1.1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、加压生化法、深井曝气法、生物接触氧化法、生物流化床法、氧化沟法。

  3.1.2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复合式厌氧反应器、上流式厌氧污泥床反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器等。

  3.1.3厌氧-好氧组合处理厌氧处理和好氧处理各有优缺点,厌氧工艺能够承受更高的进水有机物浓度和负荷,能降低运行耗能,且可回收能源,但操作管理比较复杂,出水的COD仍然较高,难以达标排放;好氧处理工艺可以更彻底地降解废水中的有机物,但高浓度有机废水直接进行好氧处理时,需要对原废水进行高倍数的稀释,同时消耗大量能源。将两种工艺组合串联起来,可以发挥各自的优点,弥补不足。厌氧-好氧组合工艺成为了现今处理包括制药废水在内的高浓度有机废水的主流工艺。

  此种处理技术工艺路线为:前处理-厌氧-好氧(下转第37页)1662cm-1处有一强吸收峰,表明有C =O键存在;1600~1300cm-1区间有3个较强的峰出现,这是五元杂环噻吩环的框架伸缩吸收带。2-乙酰噻吩的红外光谱频率为671、720、1033、1062、1234、1274、344、416、517、120cm-1.通过比对发现产品谱图中的吸收峰与资料比较吻合。

  通过沸点及红外吸收光谱的测定比较,可以初步确定所得产品就是2-乙酰噻吩。

  3结论以噻吩和乙酸酐为原料,噻吩与乙酸酐摩尔比为1:1.2,分别用磷酸、磷钨酸、碘作催化剂合成2-乙酰噻吩。磷酸和碘作催化剂效果较好,产率分别达到77.4%、76.9%,但是产品颜色较深;磷钨酸催化反应的产率较低,只有67.8%,而产品无色。

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