高濃度制藥廢水需要稀釋後才能進入生化系統嗎？

制藥廢水處理技術研究制藥工業廢水主要包括四大類:抗生素生產廢水、合成藥物生產廢水、中成藥生產廢水以及各種制劑生產過程中的洗滌水和洗滌廢水。其廢水具有成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深、含鹽量高的特點，尤其是可生化性差，且為間歇排放，處理難度大。隨著我國醫藥工業的發展，制藥廢水逐漸成為重要的汙染源之壹，如何處理這類廢水是當今環境保護中的壹個難題。1制藥廢水的處理方法制藥廢水的處理方法可以概括為:物理化學處理、化學處理、生化處理以及各種方法的組合等。每種治療方法都有各自的優缺點。1.1物理化學處理根據制藥廢水的水質特點，需要采用物理化學處理作為生化處理的預處理或後處理工藝。目前物理化學處理方法主要有混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換、膜分離等。混凝法(1.1)該技術是國內外廣泛應用的水質處理方法，廣泛應用於制藥廢水的預處理和後處理，如中藥廢水中使用的硫酸鋁和聚合硫酸鐵。高效混凝處理的關鍵在於選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來，混凝劑的發展方向是從低分子向高分子聚合物發展，從單壹成分和功能向復合發展。劉明華等人用他研制的高效復合絮凝劑F-1處理快速糖漿生產廢水。當pH為6.5，絮凝劑投加量為300 mg/L時，廢水的COD、SS和色度去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明顯優於粉末活性炭(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等單壹絮凝劑。1.1.2浮選浮選通常包括充氣浮選、溶解浮選、化學浮選和電解浮選。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置預處理制藥廢水，投加適當的藥劑，COD平均去除率可達25%左右。1.1.3吸附法常用的吸附劑有活性炭、活化煤、腐植酸、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用粉煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果表明，吸附預處理對廢水中COD的去除率達到41.1%，BOD5/COD值有所提高。1.1.4膜分離技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可回收有用物質，減少有機物排放總量。該技術的主要特點是設備簡單，操作方便，無相變和化學變化，處理效率高，節能。Juana等人利用納濾膜分離林可黴素廢水，發現不僅降低了林可黴素對廢水中微生物的抑制作用，而且回收了林可黴素。1.1.5電解法因其效率高、易操作而受到重視，電解法脫色效果好。Mars對核黃素上清液進行電解預處理，COD、SS和色度的去除率分別達到765、438+0%、83%和67%。在1.2化學處理中使用化學方法時，部分試劑的過量使用容易導致水的二次汙染，因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學方法包括鐵炭法、化學氧化還原法(芬頓試劑、H2O2、O3)、高級氧化技術等。1.2.1鐵炭工藝的工業運行表明，以鐵炭作為制藥廢水的預處理步驟，可大大提高出水的可生化性。婁茂興等[9]采用鐵炭-微電解-厭氧-好氧-氣浮組合處理工藝處理紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體生產廢水。鐵炭處理後，COD去除率達到20%，最終出水達到國家汙水綜合排放標準(GB 8978-1996)壹級標準。1.2.2芬頓試劑處理法亞鐵鹽與H2O2結合稱為芬頓試劑，能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入，紫外光(UV)和草酸鹽(C2O42-)被引入Fenton試劑，大大增強了其氧化能力。程滄倉等[10]以TiO2為催化劑，9 W低壓汞燈為光源，用Fenton試劑處理制藥廢水，取得了脫色率100%，COD去除率92.3%的效果，硝基苯類化合物由8.05 mg/L下降到0.41 mg/L。例如，Balcioglu用臭氧氧化法處理了三種抗生素廢水。結果表明，不僅提高了BOD5/COD比值，而且COD去除率達到75%以上。1.2.4氧化技術又稱高級氧化技術，匯集了現代光、電、聲、磁、材料等相關學科的最新研究成果，主要包括電化學氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、光催化氧化、超聲波降解等。其中，紫外催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點，特別適用於不飽和烴的降解，且反應條件溫和，無二次汙染，具有良好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比，超聲波處理有機物更直接，所需設備更少。作為壹種新的治療方法，它正受到越來越多的關註。肖光權等[13]采用超聲波-好氧生物接觸法處理制藥廢水。在超聲波處理60 s、功率200 w的條件下，廢水的COD總去除率達到96%。1.3生化處理生化處理技術是目前廣泛應用的制藥廢水處理技術，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧組合法等。1.3.1好氧生物處理由於制藥廢水多為高濃度有機廢水，在進行好氧生物處理時通常需要稀釋原液，因此耗電量大，廢水可生化性差，生化處理後難以直接排放。所以單獨好氧處理不多，壹般需要預處理。常用的好氧生物處理方法有活性汙泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性汙泥法(SBR法)、循環活性汙泥法(CASS法)等。(1)深井曝氣是壹種高速活性汙泥系統，具有氧利用率高、占地面積小、處理效果好、投資少、運行費用低、無汙泥膨脹、汙泥產量低等優點。另外保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可以保證北方冬季汙水處理的效果。東北制藥總廠高濃度有機廢水經生化處理後，COD去除率達到92.7%，說明處理效率很高，對下壹步處理極為有利，對工藝處理的出水標準起著決定性作用。(2)AB工藝AB工藝屬於超高負荷活性汙泥法。AB法對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率普遍高於常規活性汙泥法。其突出優點是A級負荷高，抗沖擊負荷能力強，對pH和有毒物質有很大的緩沖作用，特別適用於處理濃度高、水質水量變化大的汙水。楊君石等采用水解酸化-AB生物工藝處理抗生素廢水。該工藝流程短，節能，處理費用低於化學絮凝-生物法處理同類廢水。(3)生物接觸氧化綜合了活性汙泥法和生物膜法的優點，具有容積負荷高、汙泥產量低、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。許多項目采用兩階段法，旨在不同階段馴化優勢菌株，充分發揮不同微生物種群間的協同作用，提高生化效果和抗沖擊能力。工程上常用厭氧消化和酸化作為預處理工藝，接觸氧化法處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水。運行結果表明，該工藝處理效果穩定，工藝組合合理。隨著這項技術的逐漸成熟，應用領域更加廣泛。(4)SBR工藝SBR工藝具有抗沖擊負荷能力強、汙泥活性高、結構簡單、無需回流、運行靈活、占地少、投資低、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點，適用於處理水量和水質波動較大的廢水。王中用SBR法處理制藥廢水的試驗表明，曝氣時間對該工藝的處理效果影響很大；設置缺氧段，特別是缺氧和好氧的交替設計，可以明顯提高處理效果；反應池投加PAC的SBR強化處理工藝能明顯提高系統的去除效果。近年來，該工藝日趨完善，在制藥廢水處理中得到了廣泛應用。邱麗君等人采用水解酸化- SBR法處理生物制藥廢水，出水水質達到GB 8978-1996壹級標準。1.3.2厭氧生物處理目前國內外處理高濃度有機廢水的主要方法是厭氧處理，但單獨厭氧處理後出水COD仍然較高，壹般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發和設計，對運行條件進行深入研究。升流式厭氧汙泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)和水解法已成功應用於制藥廢水的處理。(1)UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、不需要額外的汙泥回流裝置等優點。用UASB法處理卡那黴素、葉綠素酶、VC、SD、葡萄糖等制藥廢水時，通常要求SS含量不能太高，以保證COD的去除率在85% ~ 90%以上。兩級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。(2)UBF·法麥文寧等人在UASB和UBF之間做了比較試驗。結果表明，UBF是壹種實用高效的厭氧生物反應器，具有反應液傳質分離效果好、生物量大、生物種類多、處理效率高、運行穩定性強等特點。(3)水解酸化水解池稱為水解升流式汙泥床(HUSB)，是壹種改進型UASB。與全流程厭氧池相比，水解池具有以下優點:無需密封攪拌，無三相分離器，降低了成本，有利於維護；它能將汙水中的大分子和難生物降解的有機物降解成小分子和易生物降解的有機物，提高原水的可生化性；反應迅速，池小，資金投入少，汙泥減少。近年來，水解-好氧工藝在制藥廢水處理中得到廣泛應用。如某生物制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水，運行穩定，有機物去除效果顯著。COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。1.3.3厭氧-好氧等組合處理工藝往往因好氧處理或單獨厭氧處理而無法滿足要求，而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在提高廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本和處理效果等方面表現出比單壹處理方法明顯的優勢，因此在工程實踐中得到了廣泛的應用。如利民制藥廠采用厭氧-好氧工藝處理制藥廢水時，BOD5去除率達到98%，COD去除率達到95%，處理效果穩定。肖立平采用微電解-厭氧水解酸化- SBR工藝處理化學合成制藥廢水。結果表明，整個串聯工藝對廢水水質水量的變化具有較強的抗沖擊能力，COD去除率可達86% ~ 92%，是處理制藥廢水的理想工藝選擇。胡大強等采用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝處理醫藥中間體廢水。當進水COD約為12 000 mg/L時，出水COD低於300mg/L；徐美英等人采用生物膜-SBR工藝處理含可生物降解物質的制藥廢水，COD去除率可達87.5% ~ 98.35438+0%，遠高於生物膜法和SBR法單獨處理。此外，隨著膜技術的不斷發展，膜生物反應器在制藥廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR結合了膜分離技術和生物處理的特點，具有容積負荷高、抗沖擊能力強、占地面積小、剩余汙泥少等優點。白曉輝等采用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫藥中間體酰氯廢水，選用杭化膜工程公司生產的ZKM-W0.5T膜組件。系統中COD的去除率保持在90%以上。Livinggston等人首次利用特化細菌降解特定有機物的能力處理含3，4-二氯苯胺的工業廢水。水力停留時間為2 h，去除率達到99%，達到了理想的處理效果。雖然膜汙染仍存在問題，但隨著膜技術的不斷發展，MBR將會在制藥廢水處理領域得到更廣泛的應用。2制藥廢水的處理工藝和制藥廢水水質特性的選擇，使得大部分制藥廢水單靠生化處理是無法達標的，所以在生化處理前必須進行必要的預處理。壹般應設置調節池調節水質、水量和pH，並根據實際情況采用壹些物化或化學方法作為預處理工藝，以降低水中的ss、鹽度和部分COD，減少廢水中的生物抑制性物質，提高廢水的可生化性，有利於廢水的後續生化處理。預處理後的廢水可根據其水質特點采用厭氧和好氧工藝進行處理。如果對廢水的要求很高，應在好氧處理過程之後繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資、運行維護等因素，做到技術可行、經濟合理。總體工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等人采用水解吸附-接觸氧化-過濾組合工藝處理含人工胰島素的綜合制藥廢水，處理後的出水水質優於GB 8978-1996的壹級標準。采用氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制藥廢水，采用復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水，采用氣浮- UBF-CASS工藝處理高濃度中藥提取廢水，均取得了良好的處理效果。制藥廢水中有用物質的回收利用促進了制藥工業的清潔生產，提高了原料利用率和中間產品、副產物的綜合回收率，通過工藝改造減少或消除了生產過程中的汙染。由於某些制藥生產過程的特殊性，其廢水中含有大量可回收物質。處理這類制藥廢水，首先要加強物質回收和綜合利用。如浙江義烏華誼制藥有限公司利用固定刮膜蒸發濃縮結晶回收質量分數約30%的(NH4)2SO4和NH4NO3作為肥料或回用於其醫藥中間體廢水中的銨鹽，經濟效益明顯；某高科技制藥企業采用吹脫法處理甲醛含量高的生產廢水。甲醛氣體回收後可制成福爾馬林試劑，也可作為焚燒的鍋爐熱源。通過回收甲醛，資源得以持續利用，處理站投資成本可在4 ~ 5年內收回[33]，實現了環境效益和經濟效益的統壹。但壹般來說，制藥廢水成分復雜，回收難度大，回收工藝復雜，成本高。因此，先進高效的制藥廢水綜合處理技術是徹底解決汙水問題的關鍵。4結論制藥廢水的處理已有不少報道，但由於制藥行業原料和工藝的多樣性，排放的廢水水質差異很大，所以制藥廢水沒有成熟統壹的處理方法，具體選擇的工藝路線取決於廢水的性質。根據廢水的特點，壹般應采用預處理來提高廢水的可生化性和初步去除汙染物，然後再與生化處理相結合。目前，開發壹種經濟有效的復合水處理裝置是壹個亟待解決的問題。同時，應加強清潔生產的研究，在處理的前期就考慮廢水是否具有回收利用的價值和合適的途徑，以達到經濟效益和環境效益的統壹。