制药公司环保升级改造中的生产废水处理技术

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:潘剑伟
[导读] 摘要:随着我国制药工业的发展,制药生产废水已成为环境污染的重要污染源之一。
        无锡新吴环保科技有限公司  江苏无锡  214000
        摘要:随着我国制药工业的发展,制药生产废水已成为环境污染的重要污染源之一。制药废水是一种难处理的工业废水,具有毒性大、成分复杂、有机物含量高、生化性差等特点,制药公司科学处理制药废水、进行环保升级改造是治理污染、解决环境问题的重要手段。为了给制药公司处理生产废水及环保升级改造提供更多理论参考,本文首先论述了制药废水的概念、分类,然后对不同特征的制药废水的处理技术进行总结与分析。
        关键词:环保升级;制药废水;处理技术
        引言
        污水排法是环境污染的重要危害之一,随着环境污染加重,排放标准日益严格,对废水处理技术提出了越来越高的要求,制药公司环保升级改造势在必行。目前,制药废水的处理已不局限于单一方法,诸多专家、学者提出采用不同技术组合进行制药废水处理会达到更好的效果。
        1制药废水概述
        制药废水指的是药物生产、合成等工艺过程中所产生的废液,由于生产合成方式及工艺具有复杂性和多样性,不同药品所使用的原材料数量种类差异较大,制药废水也具有多样性及复杂性的特点。按照制药药品的特点,制药废水可以分为合成类生产废水、生物发酵类生产废水、中成药生产废水以及生产洗涤水冲洗水[1]。
        合成类生产废水主要来自药物合成、发酵环节,以及循环废水、冲洗废水等,具有微生物难降解、水中微生物的存活受到抑制等特点。其中,化学合成类制药废水最为常见,该类药品原料多为有机或无机原料,生产过程多为化学反应,或利用中间体获得,其反应步骤多、工艺复杂,过程中有些原料和辅助性料不能完全转化为产物,并且还会生成一些中间产物,导致这类废水成分比较复杂,部分化学合成类制药废水还具有含盐量大、异位重、色度高的特点。
        生物发酵类废水主要来自于生物法制药生产过程中所产生的废水,该类废水具有难处理的特点,其中最常见的是提取废水,例如提取纯化过程中的残余液、冲洗发酵罐所产生的洗涤废液。
        中成药生产废水是中成药生产过程(动植物、矿物等中药的提取、分类、纯化过程)中产生的废水,由于药物种类繁多,该类制药废水具有成分复杂、水质水量波动大、色度大的特点。
        2制药公司环保升级改造中的生产废水处理技术
        因为药物种类、生产工艺及其所产生的废水的成分存在较大差异,所采取的处理技术也存在较大差异,现将现有制药废水处理方法总结如下:
        2.1物理处理技术
        物理法是指利用废水及其中物质的物理特性,将水中污染物质进行去除和分离的方法,可以采用吸附污染物、拦截污染物的方式来净化废水,或采用反复冲洗、吸附法和过滤法对污染物质进行深度处理和去除,是制药废水最常见应用最广泛的处理技术,该类技术主要包括吸附法、膜分离法、气浮吹脱法。
        首先是吸附法,该方法在制药废水处理中十分常见。主要是使用具有较强吸附能力的活性炭物质,进行废水中异味、色度及原料残留的去除。活性炭有着较大的比表面积,并且呈多孔结构,其大孔可以导入溶液,小孔可以吸附物质。活性炭主要包括GAC(颗粒活性炭)、PAC(粉末活性炭)以及BAC(生物活性碳)。其中应用比较多的是颗粒活性炭,吸附效果好且稳定,但这种方法具有成本高,运行费用高的缺陷。其次是生物活性炭,这种方法吸附效率高,可达到11%的TN去除率,25%的有机污染物、溶解性有机碳去除率,并且生物活性炭活性炭寿命长,但具有抗击性能较差、活性炭微孔容易堵塞的缺陷。
        其次是膜分离法,该方法利用具有选择透过性的特制薄膜作为选择障碍层,并借助外力推动,截留废水中难透过的组成部分,来达到废水分离、提纯精化、浓缩的效果。

膜分离法过滤过程简单、易于操作,具有去除率高以及节能环保的特点,在制药废水深度处理中具有较好的应用前景。在制药废水的深度处理中,膜分离技术目前主要包括纳滤技术、微滤技术和反渗透技术。其中微滤技术可以有效去除废水中的沉淀物质,但对废水中的细菌病毒和寄生生物等悬浮物去除效果较差。而纳滤技术和反渗透技术,不仅能够有效去除废水中的固体悬浮物和有机物,并且可以有效去除废水中的病原菌、溶解的盐类物质、大分子有机物,反渗透技术还能去除废水总溶解固体,降低其矿化度。例如可以在含有阿莫西林的制药废水中使用高渗透率聚砜纳滤膜对阿莫西林进行截留、回收。
        最后是气浮法、吹脱法。这两种方法在制药废水深度处理中多应用于高浓度制药废水的预处理,在深度处理中应用比较少。气浮法的原理为:制药废水会形成许多粘附了悬浮物的微小气泡,在浮力作用下,这些气泡会浮出水面,处理时将气泡和浮渣刮除就可达到悬浮物处理及固液分离的效果。吹脱法的主要原理为:利用气液平衡的原理,将溶解于制药废水中的易挥发的有毒有害物质进行气相转化,以空气或水蒸气作为载体进行脱除。
        2.2化学处理技术
        化学处理技术也是制药废水处理的常见方法之一,在制药废水的预处理和深度处理中应用广泛,其原理简单:利用废水中污染物质的化学特性,通过化学反应将其转化为无害物质。方法种类主要包括:混凝法、氧化法。
        首先是混凝法,该方法通过向废水中投放无机盐类或高分子物质类混凝剂促进废水中悬浮小颗粒凝聚成大颗粒并沉淀,达到废水深度处理效果。常见的无机盐类混凝剂有:碳酸镁、铁盐、铝盐等,常见的高分子物质为混凝剂有:聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等。
        其次是氧化法,该方法在特定的反应条件下促进废水中污染物质发生反应,降解为无污染的物质,达到污染净化处理的效果。具有处理效果好、反应速度快的优点。氧化法可以根据不同的反应条件,分为电化学氧化法、光化学氧化法、Fenton氧化法等方法。其中铁铜内电解法预处理技术可以达到较高的COD去除率。
        2.3生物处理技术
        生物处理技术利用微生物来分解制药废水中的的污染物质,具有较好的净化废水效果,例如只要企业中常见的生物滤池。该方法主要包含两类:①厌氧生物法。其原理为厌氧微生物可以将废水中有机污染物转化为有机酸,进而转化为CH4及CO2。②好氧生物法。其原理为利用好氧生物分解废水污染物。
        2.4多种工艺组合
        目前,多种技术组合是制药废水处理技术的研究重点,在许多制药废水处理过程中都可以组合各具优势的技术。例如可以采用Fenton氧化法+SBR处理法进行含有阿莫西林及氯唑西林废水的处理。例如采用混凝法+Fenton氧化法处理制药废水,CODcr的去除率、总色度的去除率相较单纯使用Fenton氧化法更高,可达到60%及90%以上。再例如生产盐酸金刚烷胺的废水可以采用Fenton联合超声法,提高废水中TOC的去除率。
        除外,在制药废水化学处理技术中联合多种处理技术能够强化废水处理的效果。例如在含有盐霉素、阿维菌素的制药废水中使用厌氧+好氧生物处理技术进行预处理,然后使用Fenton氧化法进行废水的深度处理[2],可达到较高的的COD去除率。
        3结语
        总的来说,制药废水处理技术种类多,各有适用类型及优缺点,其中不同技术组合会达到更好的废水处理效果,目前制药企业废水处理的研究与投入重点也应放在组合处理技术上,可通过利用物理法化学法提高废水的可生化性,再使用生物法深度处理废水,组合多种处理技术进行废水处理技术的改革与创新,促进制药公司环保升级改造,为环境治理增添助力。
        参考文献
        [1]杨文玲,吴赳,王坦,等.臭氧催化氧化处理制药废水连续性实验研究[J].应用化工,2019,48(02):129-132.
        [2]虞杰,遇光禄,黄新文,等.预处理-水解酸化-厌氧-A/O工艺处理制药废水[J].中国给水排水,2018,034(010):101-104.
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