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化学合成污水处理

(2023-10-13 17:18:45)
在化学合成制药生产过程中,会有大量的废水排出来。一定要进行严格的处理,并达到规定的标准才能有序排放。如何在达标排放的基础上,提高处理效率和降低运维成本,是废水处理发展的重点,也是对废水处理技术和方法,有不断创新进步的客观要求。
制药废水生产的流程比较长,反应过程复杂,副产物多,可生物降解性差。某些制药生产过程中含有高浓度的盐分,高浓度的盐分能够让微生物脱水而死亡。如果废水中存在高浓度的盐分,对微生物生长是有很强的抑制作用。如果废水中的盐分过高,在使用生物氧化之前,就要先进行脱盐处理。除了盐分外,还有一些其他的影响微生物生长的因素,比如悬浮物、颗粒物、重金属、大分子有机物等。生物氧化之前要进行的步骤,就是废水处理的预处理过程。预处理过程并不是随意的,而是一系列的、有先有后的方法搭配而成的工艺。
一般的预处理是要先使用物理的方法,将废水中的悬浮物、颗粒物或油脂给过滤分离出去。保留均质的废水,才能对水质参数有准确的检测。当废水的水质均匀了,在管道内流动才不容易堵塞或腐蚀。在使用化学氧化的时候,就有了准确的药剂投放的依据,不会出现过少效果不佳,过多出现二次污染现象。化学氧化的过程是为了解决废水中高浓度、大分子、难生物降解的有机物。化学方法的使用通常要物理技术配合,才能达到事半功倍的效果。对废水的水质进行调节,以满足物化方法的有效进行下去。一般使用的方法有微电解、铁碳-芬顿等技术,也可以脱盐后使用IC反应器来做预处理。
厌氧的过程是将废水中大分子有机物降解为小分子有机物,并产生大量的气体,主要成分为甲烷和二氧化碳,通过脱硫处理后可以作为清洁能源使用。厌氧反应一般是在靠活性污泥中的微生物和废水中的有机物,在缺氧的环境中发生氧化代谢。为了提高厌氧的效率,就要充分保证微生物的活性,降低废水在反应器内的停留时间。降低停留时间,就是要提高循环频率。常用的厌氧处理设备是水解酸化、上流式厌氧活性污泥法(UASB),厌氧折流板等。
厌氧后是要进行好氧处理的,好氧处理的方法一般包括接触氧化法,深井曝气池,序批式间歇活性污泥法(SBR)和膜生物氧化法(MBR)等。并不是设备越高级越好,不仅要根据工艺来确定,还要考虑运维和处理成本。对工艺方法进行有效组合,是处理成功的核心,也是提高效率、降低成本的关键。不仅要考虑因时制宜,因地制宜,更多是统筹规划。在前期有充分的考虑,稳定而成熟的工艺,才会降低后期的可能出现的问题。

化学合成类制药指的是通过一个或一系列的化学反应来形成药物活性成分的过程,一般情况下需要使用到的原料种类繁多,反应过程比较复杂,在每一个步骤中都有可能会产生废水。

化学合成类制药企业产生废水的来源则是3个方面:

工艺废水具有成分复杂、污染物含量高、毒性物质多、生物可降解性差、含盐量高等特点,主要生产工艺过程排放出的废水:离心机压滤废水、萃取机分层废水、蒸馏浓缩冷凝水、板框压滤废水等。

洗涤废水排放规律不定,浓度变动较大,主要为清洗设备产生的废水:各类反应釜、离心机、压滤机和物料桶、管道时排放的废水,还包括拖把、抹布的洗涤水和洗手废水等。

其他废水浓度不高,但水量较大,主要为辅助设备设施排放出的废水:真空机组排水、废气吸收喷淋塔置换排水、冷却循环水系统定期更换排水、蒸汽冷凝水、初期雨水、生活污水等。

因此化学合成类制药废水是比较难处理的工业废水,一般会表现为污染物浓度较高、成分复杂、可生化性差等。

怎样才能处理化学合成类制药废水?

由于化学合成类制药废水排出的高浓度废水有很多种类,例如某企业就有高浓度有机废水、高浓度氨氮废水和高浓度含盐废水,需要将其分类分流进行收集,不然混合起来的废水不仅处理难度更高,而且处理成本也更大。

如果高浓度有机废水内没有可回收溶剂或者其它物质的可利用价值,可以先使用高级氧化法作为预处理的核心,有机浓度和可生化性都可以在该方法的处理下,得到很好的改善。

高浓度氨氮废水的预处理通常是蒸汽汽提法、化学中和法以及空气吹脱法,将其内的氨氮污染物以不同的形式进行去除,达到浓度降低的目的。当氯离子超过一定浓度时,会对生化处理造成影响,因此在预处理阶段需要针对高浓度含盐废水进行有效处理。常见的处理方式是通过蒸发结晶的方式,有单效蒸发、多效蒸发、机械蒸汽再压缩等。

预处理过后的化学合成类制药废水就需要生化处理的帮助,去除废水内的各类污染物。例如某制药企业的废水处理站使用“水解酸化+UASB反应器+接触氧化法”,达到排放标准。

其中经过水解酸化和UASB反应器的化学合成类制药废水,COD浓度得到很好的降低,并且可生化性得到大幅度提高,出水很利于后续的好氧生物处理。

好氧生物处理阶段我们选择了接触氧化法,可通过设立不同的池子,起到去除有机物的同时,也去除了化学合成类制药废水内的氨氮污染物,达到净化作用。

经过预处理+生化处理的化学合成类制药废水是可达到排放标准,如果需要达到更高的排放标准,就需要增加深度处理工艺,例如膜分离技术、化学沉淀法、高级氧化法等。

整体的废水处理方法就是分质分流预处理+厌氧+好氧的生化处理+深度处理,可稳定达到排放标准。


某新建珠海大型化学合成制药厂主要以生产厄贝沙坦胶囊为主,其生产废水为:高浓度、高盐分、难降解医药废水。本文通过老厂区生产废水分类取样及小试实验分析,探讨新建药厂废水处理工艺路线,并经过后期实际运行对小试实验结论验证。

  1、废水的性质

  厂区根据废水的性质分类收集,分为四股废水:

  (1)高浓度废水。其中主要含乙醇、DMF(二甲基甲酰胺)、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷等有机物。

  (2)高盐分废水。盐分废水含盐浓度高达10%,主要盐分有:氢氧化钠、氯化钠,碳酸氢钠,亚硝酸钠,盐酸,三乙胺盐酸盐、磷酸。

  (3)制剂废水。

  (4)一般生产废水。

  根据对基础资料的分析以及技术人员对医药废水处理经验的总结,厂区废水主要有以下特点:(1)高浓度污染物浓度高,大部分可生化性佳,一部分可生化性一般,同时存在可生化性极差的物质。由于其中的特征污染物不易开环,若直接生化处理,其效率较低且效果一般;

  (2)部分废水中的高盐分对细菌有抑制作用;

  (3)制剂废水及一般生产废水污染物浓度相对高浓度较低,且可生化性好。

  2、小试实验及数据

  2.1 实验路线

  (1)实验的目的是:验证适合本废水处理的工艺流程。

  (2)实验对象:1)高浓度废水;2)高盐分废水。

  (3)实验路线:

  高浓度废水——蒸发——↓

  高盐分废水——蒸发——臭氧高级氧化——IC厌氧反应器—好氧反应器—出水

  2.2 实验数据及分析

根据该公司废水的水质特点,该废水有机污染物浓度高,且多以大分子、难降解有机物的形式存在,同时存在以有机氮为主的含氮污染物,另外鉴于待处理废水的水质、水量波动性大,且对废水污染物降解程度的高要求,应采取抗负荷冲击能力强、可提高废水可生化性、又兼具高效除碳脱氮功能的生化处理工艺,即“兼氧+ 两级A/O”为主的废水生化处理工艺。

因该废水存在部分生物不可降解的污染物质,必须对该类物质采取化学高级氧化处理,根据有效、稳定、经济的原则,对经生化处理后的废水再采用“UF+RO”膜分离处理,再对RO 膜浓水进行Fenton氧化处理。

综合废水经格栅井后进入调节池,经调节池均质均量后泵入混凝反应池,在反应池中投加适量NaOH、PAC 和PAM 充分混凝反应后泥水流入初沉池进行分离,初沉池出水自流入兼氧- 两级A/O 生化处理系统,经彻底的生物脱碳和硝化反硝化脱氮作用后生化处理出水汇入中间水池,中间水池废水再经泵提升入“UF+RO”膜分离系统进行深度处理,膜分离浓水经Fenton 氧化池氧化分解较大部分残留的有机污染物后再经加碱中和沉淀处理,沉淀出水与膜分离淡水混合达标排放。具体工艺流程如图1 所示。


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