高浓度医药中间体废水的处理技术及研究现状 资讯

值班编辑 2020-9-4 843

现状:制药工业主要以化学合成类制药、生物制药和中药类制药为主,生产具有产品种类多、过程复杂、生产规模各异等特点。制药过程所产生的废水具有污染物浓度高、组分复杂、可生化性差、生物毒性大等特点。化学合成类与发酵类制药生产废水是制药行业污染控制中的难点与重点。化学合成类废水是制药工业生产过程中产生的主要排放污染物。制药废水可大致分为四类,生产过程中废弃的液、母液等;回收时的残留液体包括溶剂、前提液、副产品等;辅助过程排水如冷却水等;设备和地面等冲洗废水;生活污水。
医药中间体废水处理的技术
针对医药中间体废水的高COD、高氮高磷、高盐份、色度深、成分复杂和可生化性差等特点,常用的处理方法包括物化处理和生化处理工艺。根据具体废水水质类型差异,也会应用到系列的物化工艺和生物工艺相组合等方法。
1.物化处理技术
目前处理制药生产废水采用物化处理的主要方法有:气浮法、混凝沉淀法、吸附法、反渗透法、焚烧法和高级氧化工艺等。此外,电解法与化学沉淀法也是经常被应用于医药中间体废水处理的物化处理技术,如Fe-C微电解法和MAP脱氮除磷沉淀法等。
1.1混凝沉淀法
混凝过程是运用投加化学药剂的方式将水中稳定分散的悬浮颗粒和胶体颗粒转化为脱稳状态并聚集为易于分离的絮凝体或絮团的过程。
目前该技术通常被用于制药废水的预处理、中间处理和深度处理等过程。
混凝沉淀技术具有技术成熟、设备简单、运行稳定和维护方便等优点。但该技术的运用过程中会有大量的化学污泥产生,同时会造成出水的pH变低,废水的含盐量也相对变高。此外,混凝沉淀技术也无法有效去除废水中的溶解性污染物,也无法彻底去除废水中有毒有害的微量污染物。
1.2化学沉淀法
化学沉淀法是用易溶的化学药剂与废水中的污染物质发生化学反应生成难溶盐、氢氧化物或络合物来达到去除废水中污染物为目的一种化学方法。
医药中间体废水中经常含有高浓度的氨氮、磷酸盐和硫酸根离子等,对于此类废水经常使用到化学沉淀法进行物化预处理以保证后续生化处理工艺的正常运行。
化学沉淀法作为传统的水处理技术常被用于对废水进行水质软化的处理过程。
医药中间体废水由于生产过程中用到高纯度的化学原料,因此该类废水中常含较高浓度的氨氮和磷等污染物质,采用磷酸铵镁化学沉淀法可同时有效去除两种污染物,生成的磷酸铵镁盐沉淀可被回收利用。磷酸铵镁化学沉淀法也称为鸟粪石法。
医药中间体生产过程中若干车间往往会使用大量硫酸,此部分废水pH可能较低,为提高废水pH值并同时去除部分硫酸根离子,常常采用投加CaO的方法,称为生石灰脱硫的化学沉淀法。
1.3吸附法
吸附法去除废水中污染物质的原理是指利用多孔性的固体材料对废水中的特定某种或多种污染物进行吸附,进而使废水中的污染物质得到去除或进行回收。
常用的吸附剂包括如粉煤灰、炉渣、活性炭及吸附树脂等,其中活性炭较为常用。
1.4气浮法
气浮法是利用以高度分散的微小气泡为载体对废水中污染物产生粘附作用,由于粘附污染物的小气泡密度小于水而上浮,进而实现固液或液液分离的废水处理过程。气浮形式包括如溶气气浮、充气气浮、电解气浮与化学气浮等,其中化学气浮适用于处理悬浮物含量较高废水。气浮法具有投资少、工艺简单、维修方便及能耗低等优点,但无法对废水中溶解性的污染物进行有效去除。
1.5电解法
电解法是利用外加电流作用,发生系列化学反应,使得废水中有害污染物质发生转化而被去除,电解过程的反应原理是通过电极材料在电解质溶液中发生电极反应,产生新生态的氢[H]与新生态氧与废水中的污染物发生氧化还原反应使得污染物得到去除。
电解法处理废水的效率较高而且操作简单,同时电解法可以对废水中的带色物质有效地去除并有效的提高废水的可生化性。
2.高级氧化技术
高级氧化技术作为一种新兴的水处理技术,其具有诸多优点包括如降解污染物质的效率高、污染物降解氧化的较为彻底且无二次污染等。
高级氧化技术又被称为深度氧化技术,是利用氧化剂、光、电、声、磁和催化剂生成的高活性的自由基(如·OH)来降解难降解的有机污染物的一项物化处理术。
目前在处理制药废水领域,高级氧化技术已成为广泛研究和关注的焦点。高级氧化技术主要包括电化学氧化法、化学氧化法、超声波氧化、湿式催化氧化法、光催化氧化法、复合催化氧化、超临界水氧化法及高级氧化联合技术。
化学氧化法是利用化学药剂本身或某种条件下具有强氧化性来氧化废水中的有机污染物质进而达到去除污染物的目的,化学氧化法包括如臭氧氧化法、Fenton氧化法和湿式催化氧化法等。
2.1Fenton氧化法
Fenton氧化法是目前应用比较多的一种高级氧化法,该法是利用铁盐(Fe或Fe)为催化剂,在加入HO的条件下产生具有强氧化性的·OH,可以无选择性的与有机污染物质发生氧化反应达到对污染物质的降解矿化作用。该法具很多优点包括如反应速度快、无二次污染且氧化性强等,制药废水处理常用Fenton氧化法是由于该法化学氧化过程中无选择性的氧化反应与该法可降低废水毒性等特点。
2.2电化学氧化法
电化学氧化法是利用电极材料产生超氧自由基·O与羟基自由基·OH,二者氧化活性均较高,可以氧化废水中的有机物,进而达到去除污染物的目的。但该方法存在能耗较大和成本高的特点。
2.3光催化氧化法
光催化氧化法是水处理技术中较为高效的处理技术,该法是利用催化材料(如TiO、SrO、WO、SnO等)作为催化载体对废水中的大部分还原性污染物质进行催化氧化,进而达到去除污染物的目的。由于医药废水中含有的大多数化合物是具有酸性基团的极性物质或含有碱性基团的极性物质,此类物质可被光直接或间接降解。
2.4超临界水氧化法 
超临界水氧化法是一种以水为介质,利用水在超临界状态下具有的特殊特性来提高反应速率实现有机物完全氧化的一种水处理技术。
2.5高级氧化联合技术
每种高级氧化技术的运用都存在着自身的局限性,为了提高废水处理的高效性,系列的高级氧化技术被组合在一起,形成了组合型的高级氧化技术,或者单一的高级氧化技术与其他技术组合成新的工艺来提高氧化和处理效果及能力以满足水质变化较大的制药类废水的处理。
光催化组合工艺主要组合方式有:UV-Fenton、UV-HO、UV-O、超声光催化、活性炭光催化、微波光催化和光电催化等,目前研究最广泛的臭氧组合技术有:臭氧活性炭工艺、O-HO 和UV-O,从难降解废水的处理效果和工程应用来看,O-HO和UV-O具有更大的发展潜力。
常有的Fenton 组合工艺有微电解Fenton 法、铁屑HO 法、光化学Fenton 法(如太阳光Fenton 法、UV-Fenton 法等),但其中运用较为广泛的为电Fenton法。
3.生化处理技术
生化处理技术是废水处理中主要技术,通过微生物自身生长代谢繁殖等过程对废水中的有机物进行分解,获得自身所需能量并达到去除有机物的目的。
3.1厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术是在无分子氧环境中,利用厌氧细菌的代谢作用,通过水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷等过程将大分子、难降解有机物转化为CH、CO、HO 和小分子有机物等。
在合成制药废水中往往含有大量的环类难降解有机物,这些物质不能直接被好氧菌降解利用,因此当前厌氧处理技术成为在国内外处理制药废水领域内的主要手段。
厌氧生物处理技术具有诸多优点:厌氧反应器运行过程中不需要提供曝气,能耗较低;厌氧进水有机负荷一般较高;营养物质需求少;厌氧反应器污泥产率低,污泥易于脱水;厌氧过程中产生的甲烷可以作为能源进行回收利用。但厌氧出水不能达标排放,还需要和其他工艺结合对废水进行进一步处理,不过厌氧生物处理技术对pH值和温度等因素较为敏感,如果波动较大会直接影响厌氧反应的进行,进而影响出水水质。
3.2好氧生物处理技术
好氧生物处理技术是利用好氧菌的氧化分解与同化合成来去除降解有机物的生物处理技术,在好氧生物生长代谢的同时进行大量的繁殖,会产生新的活性污泥,多余的活性污泥将通过剩余污泥的形式排放,废水同时得到了净化。

参考文献:[2] 胡晓东. 制药废水处理技术及工程实例[M]. 北京:化学工业出版社,2008.

[3] 黄昊,何永恒. 制药废水处理研究现状[J]. 广东化工,2013,14:238~239.

[6] 周露. 医药中间体生产废水处理工艺实验研究[D]. 合肥工业大学,2009.

[7] 马景茂,薛丹,张滨. 制药废水组合处理工艺研究进展[J].河北企业,2013,12:110.

[8] Xing Z P, Sun D Z. Treatment of antibiotic fermentation wastewater by combined polyferric

sulfate coagulation, Fenton and sedimentation process [J]. Journal of Hazardous Materials,

2009, 168(2-3):1264-1268.

[10] 李世忠,高冠道,张爱勇. 化学絮凝法处理制药废水应用研究进展[J]. 工业用水与废水,

2008,39(6):6~10.

来源:万方数据资源
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