❶ 染料中間體還原物廢水為什麼很難處理
1前言
染料及染料中間體廢水是指染料或染料中間體生產過程中排出的工藝廢水。染料中間體的生產包括以下幾個過程:由苯、萘、蒽等基本有機原料經磺化、硝化、還原、鹵化、胺化、氧化、醯化、烷基化等化學反應過程,生成比原來結構復雜,但不具有染料特性的有機化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。染料中間體經重氮化、偶合等反應過程製成原染料。原染料再經染料後處理,製成商品染料。染料生產過程耗用的原料多,每噸物耗可達幾噸到幾十噸,同時在其生產過程中,往往需要一次或多次水洗,因而產生大量的副產物或廢料,尤其是廢液產生量很大。
一般來說,染料及染料中間體廢水具有如下特點:
①廢水中污染物種類多。染料及染料中間體廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、硝基物、胺類和染料及中間體等物質,有些還含有劇毒的聯苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金屬汞、鎘、鉻等。
②有機物濃度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上,對於酸性染料、直接染料以及食用染料,由於原料往往帶有磺酸基團,易溶於水,導致這些有機污染物多以水溶態存在於廢液中。
③含鹽量高。廢水中含鹽量可以達到幾十到幾百g/L。
④染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向發展,使得這些廢水難以用常規的方法治理。
⑤染料生產多為間歇操作,工藝較落後,產生的廢水水質波動很大,鄉鎮企業的水質波動更為顯著。
2源頭治理技術
從根本上講,治理廢水的途徑應該從清潔生產入手,實行污染源全過程式控制制,少排或不排廢水。源頭治理技術主要是包括以下幾個方面:
①推行清潔生產,實行工業污染源全過程式控制制。清潔生產、污染源全過程式控制制是以節能、降耗、減污為目標,通過產品開發設計、原材料使用、良好的企業管理、採用先進合理的生產工藝、有效的物料循環、綜合利用等途徑實施生產、產品周期的全生命周期控制,使污染物產生量最小化的一種科學性很強的綜合技術,其目標是實現工業生產經濟效益、社會效益和環境效益的統一。
②加強冷卻水系統工藝管理,提高水循環利用率。義大利某廠設計產量為5000 t/d,年總用水量為6500 000 m3,其中50%是冷卻系統循環水。發達國家工業循環水利用率一般達70%以上,目前國內染料廠冷卻水循環利用尚未引起足夠的重視,冷卻水循環利用率不高,冷卻水系統工藝管理更有待改進。
③實行工藝改革,使「三廢」產生量最小化。同一染料產品常常有幾條合成路線和不同生產方法,選用合理的合成路線和先進的生產方法,使「三廢」在工藝過程中消滅或減低到最低限度。例如,同樣一種產品中間體N-氰乙基苯胺的合成,國內某染料廠採用的工藝為:以苯胺為原料,在氰乙基化罐中加入丙烯氰,使用催化劑ZnCl2,在溫度60~100℃下反應28小時,製得氰乙基苯胺。而義大利Acna公司採用苯酚做催化劑,苯酚可以通過蒸餾回收,產品質量有保證,廢水中不存在Zn污染。
④提高產品回收率,降低原材料消耗。目前,我國染料及中間體生產技術水平與發達國家相比,還有一定的差距,產品回收率低,「三廢」污染比較嚴重。因此,提高產品回收率,降低原材料消耗,既有經濟效益又有環境效益。
⑤加強物料回收,大力開展綜合利用。染料及中間體產生的「三廢」實質是生產過程中流失的原料、中間體和副產物。應用資源循環原理,開展「三廢」資源化技術,使染料工業廢水中污染物減至最低限度。
⑥研究與開發無「三廢」工藝。無「三廢」生產工藝研究與開發,已成為染料中間體開發研究的重要方向。前蘇聯有機中間體和染料研究院,首先把以水為介質反應改為有機溶劑,廢水數量大為減少,例如在有機介質中由鄰氨基酚同光氣作用製取苯並酮唑,可完全消除污水的產生,同時還提高了產品質量。間硝基苯磺酸生產中原來每噸產品產生20 m3廢水,採用鹼或碳酸鈉中和並將過量的硫酸鈉分離出來,廢水套用到成品的分離和洗滌,成為無「三廢」工藝。有廢水需要處理的單位,也可以到易凈水網服務平台咨詢具備類似污水處理經驗的企業。
3末端治理技術
一般來說,染料廢水的末端治理以降低水中的CODCr、色度,回收廢水中的有機物、廢酸和無機鹽為目的。根據不同水質和排放要求,採用不同的處理方法:去除固體雜質,可採用混凝法和過濾法;脫色一般採用混凝—吸附組合工藝流程;去除有毒物質和有機物,主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等;去除重金屬,可用化學沉澱法和離子交換法等相關技術文檔請參考易凈水網資料庫http://www.ep360.cn/qita/。
從染料及中間體廢水末端治理技術原理上看,大致可把它們分為三類:物理處理法、化學處理法及生物處理法。
3.1物理處理法
物理處理法包括混凝沉澱法、吸附法、氣浮法、電滲析法、結晶分離法、精餾法、離子交換法、萃取法等。一些比較常用的方法簡述如下:
①混凝沉澱法
混凝沉澱法近年來發展較快,是染料廢水凈化的主要方法之一。對於成分復雜的染料廢水,先經均化沉澱,加入適量的酸或鹼中和後,再加混凝劑絮凝沉澱。
混凝沉澱法主要用於染料廢水的脫色,對萘系染料處理效果較好,對蒽醌染料較差。染料廢水混凝沉澱的處理效果取決於混凝劑、助凝劑的選擇和用量、廢水的pH值、混凝的水力條件等。該方法對色度的去除率約為70%~90%,CODCr的去除率約為50%~80%。英國水研究中心對某廠分散染料廢水進行混凝沉澱處理,CODCr去除率為77.9%,色度去除率為80%。
常用的絮凝劑可分為無機、有機和高分子三種類型。使用最廣泛的是鐵鹽和鋁鹽,常用的還有含活性氧化鋁、高嶺土、皂土的混凝劑。近年還開發了不少新型無機和有機絮凝劑,如聚硅酸、硫酸鋁等。
②吸附法
吸附法可去除水中的色、臭、重金屬離子和有機物。由於吸附劑對不同類型的吸附能力存在差異,即吸附劑具有選擇性,因此,採用吸附法處理染料廢水,吸附劑的選擇是影響處理效果的一個關鍵因素。最常用的吸附劑是活性炭。天津長城化工廠以活性炭為吸附劑用於土氏酸生產中吸附母液中的二萘胺。
另外一些吸附劑是氧化鋁和活性氧化鋁。活性氧化鋁的處理效果可以通過添加沉澱劑或絮凝劑來提高。其它的吸附劑有SiO2、活化煤、高分子吸附劑等,根據當地情況還可以使用一些廉價的吸附劑,如粘土、礦渣、粉煤灰等。
高分子吸附劑與離子交換樹脂聯合使用,可以去除染料廢水中的重金屬、酚類、胺類等。在一種二步法處理工藝中,第一步使用的吸附劑是具有較大表面積的非離子型聚合物,廢水隨後通過一個弱酸性的離子交換器。Rock&Stevens公司用這種方法去除水中酸性、活性、金屬絡合及鹼性染料。該方法不大適用於分散染料的去除。在這種工藝中,吸附樹脂去除廢水中的有機物,未被吸附的殘余離子隨後被離子交換樹脂去除。兩種樹脂都可再生利用。
吸附法能夠去除廢水中難以分解的物質,對於不能生化處理或生物法處理後達不到排放標準的廢水,可用吸附法處理。
③萃取法
萃取法是利用有機物在水中和有機溶劑中溶解度的差異,選擇一種適宜的溶劑,通過與水混合,使有機物從水中迅速轉移到溶劑相中,然後經兩相分離,水相得到處理,而溶劑相含有染料。
染料從廢液中去除後濃縮於有機相中。根據廢水初始濃度的不同,染料可濃縮5~10倍。在該過程中,其它一些帶負電荷雜質也會從廢水中去除,例如某些含鹵素親油性物質。有機相可以用蒸餾法再生,但目前更多的是用酸或鹼進行反萃取,就可以使萃取劑得到再生,而染料以濃縮鹽的形式分離出來,萃取劑循環使用,這是一個很大的優點。
④結晶法
結晶法是通過控制物理條件,使染料或鹽分從水中結晶分離出來,從而達到去除水中污染物的目的。該方法不必向水中另行投加化學物質。採用冷凍分離法處理J酸生產過程中的酸性廢液,將廢液冷凍至-10~-20℃,使廢液中Na2SO4結晶析出,然後過濾除去。濾液加熱、濃縮後,返回原生產工序使用。
⑤氣浮法
氣浮法是廢水經過混凝後,通過加氣使水中污染物上浮。根據廢水性質不同,採用不同的氣浮方法。以疏水性染料、還原、冰染為主的染料廢水,普遍採用壓力溶氣氣浮法;廢水中含親水性物質、鹽類物質、以離子化形態存在的待分離物質或苯環上有取代基團的苯胺類化合物,則其它氣浮凈水技術效果較好,這些氣浮技術包括電解凝聚氣浮、離子氣浮、吸附氣浮等。
3.2化學處理法
化學處理法主要是利用化學反應改變廢水中有害物質的結構,以達到回收或分解去除的目的。化學處理法常與物理法或生物法聯合使用。
①氧化法
氧化法的目的是通過強氧化劑的氧化作用,破壞發色基團或染料分子結構,達到脫色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有葯劑氧化法、電解法、O3氧化法、光氧化法、濕式空氣氧化法等。葯劑氧化法一般可用氯氣、雙氧水作氧化劑。
隨著太陽能利用研究的發展,利用太陽光為光源的光氧化法處理廢水的研究越來越受到人們的重視,並取得了可喜的進展。
②還原法
偶氮染料可進行還原處理,但有時所產生的芳香胺是致癌物。對於蒽醌染料來說,還原是可逆的。基於上述原因,還原法在染料廢水處理中應用不多。
③焚燒法
焚燒法是在高溫下,利用空氣深度氧化處理極高濃度有機物廢水的最有效手段,是最易實現工業化的方法。CODCr大於1.0×105 mg/L,熱值大於1.0×104 kJ/kg的高濃度廢水,爐內操作溫度為900~1000℃,停留時間3~4 s,空氣剩餘系數為1.2~1.4,可使廢水直接燃燒。國內染料廢水處理基本都是以回收無機鹽為目的。目前,國內焚燒處理存在的主要問題是:熱回收率低,不少焚燒裝置因運轉費用高而不能運行。國外先進的焚燒系統都配備廢熱回收和廢氣污染控制裝置,有利於降低能耗和消除二次污染。
3.3生物處理方法
生物處理方法是污水處理的常規方法,也是染料廢水常用的處理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厭氧生物法等。廢水中含胺、酚類等,用生物法處理有較好的效果;對於酸性和鹼性廢水,可先經中和處理後再用生物法處理;對偶氮染料和硫化染料廢水,可先經還原和氧化處理,降低其毒性後,再用生物法處理;亦有採用菌藻共生系統降解偶氮染料的報導,廢水先進入厭氧塘,使偶氮雙鍵斷裂,然後進入好氧塘,降解芳香胺。
近年來,由於染料行業發展迅速,為了提高染料的使用性能,染料產品逐漸向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向發展,廢水中難生物降解的物質越來越多,給生物處理帶來一定的困難。
採用生物法處理染料廢水,最重要的是解決廢水的可生化性問題。目前,一般趨於採用強化生物法與物化法結合的方案。
4廢水資源化技術
國內外關於染料廢水的資源化研究主要集中在以下幾個方面:
4.1稀酸的濃縮與回用
染料廢水中常伴有稀酸的排出,這部分酸可以回收利用。稀酸的回收主要包括濃縮和凈化。凈化指去除水中的有機物,主要有氣提法、水解法、吸附法、萃取法、氧化法等,其中以氧化法最好。濃縮方法主要有鼓泡多室濃縮法、升膜式真空蒸發濃縮法。日本的Yawata化學工業公司採用浸沒燃燒法將含稀鹽酸的染料廢水中的有機物燃燒後,獲得13%的鹽酸,然後用濃H2SO4進行循環脫水,轉化為濃鹽酸,既處理了廢物,又回收了鹽酸。
4.2鹽類的回收
染料廢水中含鹽量很大,可採用濃縮和焚燒法回收。濃縮法不能去除廢水中的有機物質;焚燒法雖然能把有機物作為熱源焚燒,但是,如前所述,由於其成本高,難以得到廣泛應用。
4.3有機物的回收
染料生產過程中會產生高濃度廢母液,這種廢液有機物和無機鹽濃度很高,處理困難,如果能將其中有用的有機物提取出來,加以回收利用,將具有很好的經濟效益和環境效益。有機物回收的方法主要有:樹脂吸附、液膜萃取、絡合萃取和離子締合萃取。
有機物回收後,廢水中污染物濃度大大降低,經過適當處理後易達到排放標准。因此,這是一種很有前途的處理方法。
5小結
總的來說,對於染料工業廢水,使用單一處理方法,難以使處理後的出水達到國家要求的排放標准。目前一般採用兩級處理方法:即物化法加生化法、生化法加氧化法,或生化法加吸附法等。在地球資源日益枯竭的情況下,國內外關於廢水資源化技術的研究越來越多,人們趨向於尋找不造成二次污染,同時可回收廢水中有用物質的技術,以取代目前耗資巨大的各種處理方法。
❷ 甲硫醇鈉廢水處理方法
甲硫醇鈉(CH3SNa)為無色透明的液體,有臭味,為強鹼性液體,它是一種重要的回有機中間體化合物答,可用於生產多種農葯如滅多威、涕滅威等以及飼料添加劑蛋氨酸等產品,還可硫化氫中毒的解毒劑。
它的生產工藝多採用硫氫化鈉和硫酸二甲酯(或氯甲烷)反應,生成甲硫醇氣體,然後用液鹼吸收成20%甲硫醇鈉溶液,在生產過程中會不可避免地產生惡臭、有毒污染物:含硫氫化鈉的廢水和少量易揮發的副產品甲硫醚。
由於副產品甲硫醚(C2H6S)相對數量較少,建議使用焚燒的方法進行處理,或用雙氧水(H2O2)氧化成低毒無氣味的二甲基亞碸((CH3)2SO)。而對產生數量較多的廢水可採取氯氧化方法進行甲硫醇鈉生產中廢水的處理,處理後不僅消除了廢水污染,而且可回收有價值的硫氫化鈉(NaHS)和芒硝(Na2SO4·10H2O)。
❸ N-乙基-N-苄基間甲苯胺生產廢水處理方法
N-乙基-N-苄基間甲苯胺生產廢水處理方法需採用綜合策略,由於單一處理方法難以達到預期效果。此廢水COD值在35000~45000mg/L左右,含有難生物降解的有機化合物,需預處理後方能有效治理。
染料及中間體生產廢水處理方法包括物理法、化學法與生物法。物理法如活性炭吸附、樹脂吸附、膜分離等,活性炭吸附法成本較低,但飽和周期短且難以再生;膜分離法投資高、壽命短,且對水質要求高。化學法包括光化學氧化、臭氧氧化、電化學氧化等,運行成本高且主要適用於小股廢水。生物法通常指各類厭氧/好氧生化系統,但N-乙基-N-苄基間甲苯胺廢水具高鹽、高COD、水質變化大等特點,直接進生化系統效果不佳,且對微生物菌種有較大毒性。
處理N-乙基-N-苄基間甲苯胺生產廢水的常規方法包括:
1、使用電石泥或氧化鈣中和,壓濾後直接進入生化系統,產生大量石膏廢渣,通常被界定為危險廢物。
2、通過氧化鎂、氨水或液鹼中和後,進行活性炭吸附,蒸發出鹽後進入生化系統,運行成本高,副產物品質較差。
3、採用蒸發濃縮得到濃硫酸,廢水直接進生化處理,運行成本高昂且對設備要求高。
❹ 制葯廢水處理工藝及管理流程
制葯廢水處理技術研究
制葯工業廢水主要包括抗生素生產廢水、合成葯物生產廢水、中成葯生產廢水以及各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水四大類。其廢水的特點是成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高,特別是生化性很差,且間歇排放,屬難處理的工業廢水。隨著我國醫葯工業的發展,制葯廢水已逐漸成為重要的污染源之一,如何處理該類廢水是當今環境保護的一個難題。
1 制葯廢水的處理方法
制葯廢水的處理方法可歸納為以下幾種:物化處理、化學處理 、生化處理 以及多種方法的組合處理等,各種處理方法具有各自的優勢及不足。
1.1 物化處理
根據制葯廢水的水質特點,在其處理過程中需要採用物化處理作為生化處理的預處理或後處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
1.1.1 混凝法
該技術是目前國內外普遍採用的一種水質處理方法,它被廣泛用於制葯廢水預處理及後處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用於中葯廢水等。高效混凝處理的關鍵在於恰當地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由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展。劉明華等以其研製的一種高效復合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產廢水,在 pH為6.5, 絮凝劑用量為300 mg/L時,廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優於PAC(粉末活性炭)、聚丙烯醯胺(PAM)等單一絮凝劑。
1.1.2 氣浮法
氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制葯廠採用CAF渦凹氣浮裝置對制葯廢水進行預處理,在適當葯劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。
1.1.3 吸附法
常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制葯廠採用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示, 吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,並提高了BOD5/COD值。
1.1.4 膜分離法
膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。朱安娜等採用納濾膜對潔黴素廢水進行分離實驗,發現既減少了廢水中潔黴素對微生物的抑製作用,又可回收潔黴素。
1.1.5 電解法
該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。李穎採用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。
1.2 化學處理應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
1.2.1 鐵炭法
工業運行表明,以Fe-C作為制葯廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。樓茂興等[9]採用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫葯中間體生產廢水,鐵炭法處理後COD去除率達20%,最終出水達到國家《污水綜合排放標准》(GB8978—1996)一級標准。
1.2.2 Fenton試劑處理法
亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它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,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大加強。程滄滄等[10]以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制葯廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
1.2.3採用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。如Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。
1.2.4 氧化技術
又稱高級氧化技術,它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果,主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點,尤其適合於不飽合烴的降解,且反應條件也比較溫和,無二次污染,具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波對有機物的處理更直接,對設備的要求更低,作為一種新型的處理方法,正受到越來越多的關注。肖廣全等[13]用超聲波-好氧生物接觸法處理制葯廢水,在超聲波處理60 s,功率200 w的情況下,廢水的COD總去除率達96%。
1.3 生化處理
生化處理技術是目前制葯廢水廣泛採用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。
1.3.1 好氧生物處理
由於制葯廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理後達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。
(1)深井曝氣法
深井曝氣是一種高速活性污泥系統,該法具有氧利用率高、佔地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外,其保溫效果好,處理不受氣候條件影響,可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制葯總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理後,COD去除率達92.7%,可見用其處理效率是很高的,而且對下一步的治理極其有利,對工藝治理的出水達標起著決定性作用。
(2)AB法
AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高於常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高,抗沖擊負荷能力強,對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用,特別適用於處理濃度較高、水質水量變化較大的污水。楊俊仕等採用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水,工藝流程短,節能,處理費用也低於同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。
(3)生物接觸氧化法
該技術集活性污泥和生物膜法的優勢於一體,具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程採用兩段法,目的在於馴化不同階段的優勢菌種,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。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序,採用接觸氧化法處理制葯廢水。哈爾濱北方制葯廠採用水解酸化-兩段生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行結果表明,該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟,應用領域也更加廣泛。
(4)SBR法
SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結構簡單、無需迴流、操作靈活、佔地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點,適合處理水量水質波動大的廢水。王忠用SBR工藝處理制葯廢水的試驗表明:曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段,尤其是缺氧與好氧交替重復設計,可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝,可明顯提高系統的去除效果。近年來該工藝日趨完善,在制葯廢水處理中應用也較多,邱麗君等採用水解酸化-SBR法處理生物制葯廢水,出水水質達到GB8978-1996一級標准。
1.3.2厭氧生物處理
目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高,一般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制葯廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。
(1)UASB法
UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設污泥迴流裝置等優點。採用UASB法處理卡那黴素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制葯生產廢水時,通常要求SS含量不能過高,以保證COD去除率在85%~90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。
(2)UBF法買文寧等將UASB和UBF進行了對比試驗,結果表明,UBF具有反應液傳質和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩定性強的特徵,是實用高效的厭氧生物反應器。
(3)水解酸化法
水解池全稱為水解升流式污泥床(HUSB),它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優點:不需密閉、攪拌,不設三相分離器,降低了造價並利於維護;可將污水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為小分子、易生物降解的有機物,改善原水的可生化性;反應迅速、池子體積小,基建投資少,並能減少污泥量。近年來,水解-好氧工藝在制葯廢水處理中得到了廣泛的應用,如某生物制葯廠採用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,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-好氧及其他組合處理工藝
由於單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求,而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現出了明顯優於單一處理方法的性能,因而在工程實踐中得到了廣泛應用。如利民制葯廠採用厭氧-好氧工藝處理制葯廢水,BOD5去除率達98%,COD去除率達95%,處理效果穩定;肖利平等採用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成制葯廢水,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耐沖擊能力,COD去除率可達86%~92%,是處理制葯廢水的一種理想的工藝選擇;胡大鏘等在對醫葯中間體制葯廢水的處理中採用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝,當進水COD為12 000 mg/L左右時,出水COD達300 mg/L以下;許玫英等採用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的制葯廢水,COD的去除率能達到87.5%~98.31%,遠高於單獨的生物膜法和SBR法的處理效果。
此外,隨著膜技術的不斷發展,膜生物反應器(MBR)在制葯廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜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、佔地面積小、剩餘污泥量少等優點。白曉慧等採用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫葯中間體醯氯廢水,選用杭州化濾膜工程公司生產的ZKM-W0.5T型膜組件,系統對COD的去除率均保持在90%以上;Livinggston等利用專性細菌降解特定有機物的能力,首次採用了萃取膜生物反應器處理含3,4-二氯苯胺的工業廢水,HRT為2 h,其去除率達到99%,獲得了理想的處理效果。盡管在膜污染方面仍存在問題,但隨著膜技術的不斷發展,將會使MBR在制葯廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。
2 制葯廢水的處理工藝及選擇
制葯廢水的水質特點使得多數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果。
3 制葯廢水中有用物質的回收利用
推進制葯業清潔生產,提高原料的利用率以及中間產物和副產品的綜合回收率,通過改革工藝使污染在生產過程中得到減少或消除。由於某些制葯生產工藝的特殊性,其廢水中含有大量可回收利用的物質,對這類制葯廢水的治理,應首先加強物料回收和綜合利用。如浙江義烏華義制葯有限公司針對其醫葯中間體廢水中含量高達5%~10%的銨鹽,採用固定刮板薄膜蒸發、濃縮、結晶、回收質量分數為30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明顯經濟效益;某高科技制葯企業用吹脫法處理甲醛含量極高的生產廢水,甲醛氣體經回收後可配成福爾馬林試劑,亦可作為鍋爐熱源進行焚燒。通過回收甲醛使資源得到可持續利用,並且4~5年內可將該處理站的投資費用收回[33],實現了環境效益和經濟效益的統一。但一般來說,制葯廢水成分復雜,不易回收,且回收流程復雜,成本較高。因此,先進高效的制葯廢水綜合治理技術是徹底解決污水問題的關鍵。
4 結語
關於處理制葯廢水的研究已有不少報道,但由於制葯行業原料及工藝的多樣性,排放的廢水水質千差萬別,所以制葯廢水並沒有成熟統一的治理方法,具體選擇哪種工藝路線取決於廢水的性質。根據該廢水的特點,一般應通過預處理以提高廢水的可生化性並初步去除污染物,再結合生化處理。目前,開發經濟、有效的復合水處理單元是亟待解決的問題。同時,應加強清潔生產的研究,並在處理前期考慮廢水是否有回收利用的價值和適當的途徑,以達到經濟效益和環境效益的統一。
❺ 醫葯中間體生產含甲苯、氯仿、二甲苯、二氯甲烷、乙烷產生的污水處理方法
據我了解,含以上這些成分的廢水COD特別高,並且BOD/COD比值不合適。意思是生化處理基本不可能,水量的話,考慮焚燒,水量稍大些,考慮物理法,更大的,才能考慮物化,厭氧,好氧綜合法