医药工业废水处理现状与发展 10页

医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)·41·综述医药工业废水处理现状与发展中国医药集团重庆医药设计院(400042)黄胜炎摘要结合工作实际,概括了国内外医药工业典型废水的治理情况与发展方向,总结了各类医药废水的水质特点,提出了设计中应注意的相关问题,供同行参考与借鉴。关键词1概述短,可大缩小反应器容积。医药工业是我国工业体系中的重要产业之一,(3)设备简单,不需要填料和机械搅拌装置,便其“三废”治理的成功与否决定着医药工业的健康发于管理,才会发生堵塞问题。展,而医药工业的废水治理是医药工业“三废”治理厌氧水解酸化反应器从下向上可大致分为三个的重中之中。医药工业废水主要以中药废水、化学功能区:底部布水区、中部反应区和顶部分离出流制药废水、抗生素类废水为典型。本文就国内外医区。反应区为工作主体,其中装满高活性的厌氧生药工业典型废水的治理情况与发展方向、各类医药物污泥(下部为污泥床层,上部为悬浮污泥层),用以废水的水质特点、设计中应注意的相关问题,结合笔对废水中的可生化性有机污染物进行有效的吸附和者的工作实际进行了总结和阐述。降解。布水区位于反应区的底部,其主要通过布水2中药提取废水处理设备将待处理的废水均匀布入反应区,完成废水厌2.1中药废水水质特点氧活性污泥的充分接触。分离出流区位于反应区的(1)含有糖类、甙类、有机色素类、蒽醌、鞣质体、顶部,其主要功能是通过三相分离器完成气液分离生物碱、纤维素、木质素等多种有机物;和固液分离,截留和回收污泥固体,改善出水水质,(2)废水SS高,含泥沙和药渣多,还含有大量同时将处理后的废水和产生的生物气分别排出反应的漂浮物;区。(3)COD浓度变化大,一般在2000～6000mg/L废水水温较高,采用厌氧水解酸化工艺,不需另之间,甚至100～11000mg/L之间变化,并且水量变外加热,保证厌氧水解活性污泥一直处在高效稳定化大;状态。因此采用UASB厌氧生化处理工艺的水解(4)色度高,在500倍左右;酸化段。0(5)水温25～60C。好氧反应器选择可靠的SBR池,SBR工艺是间2.2以太极集团涪陵制药厂为例介绍歇式活性污泥法的简称。它是一个装满再排放、分32.1.1处理水量:4000m/d批分阶段进行的反应器,完成进水、充氧曝气、沉淀、2.1.2工艺选择排水、调整(或排剩余污泥)五个工序,称为一个周废水COD浓度高、色度大、温度高、可生化性期,按时间顺序分批处理的过程。所以SBR反应池好。采用厌氧水解酸化+好氧工艺。的实时性给运行操作带来了极大的便利,通过调节厌氧水解酸化反应控制在UASB工艺的酸化生化反应时间,可以适应污水水量水质的大幅度变段,有如下优点:化,控制操作简便、灵活。它与一般活性污泥法相(1)污泥床内生物量多,折合浓度计算可达20比,具有构造简单、操作简便、安全、可靠,处理效率～30g/L;高、投资省、占地少、运行成本低、污泥产率低且脱水(2)容积负荷率高,在高温发酵条件下,一般可性能好等优点。3达10kgCOD/(m.d),甚至能够高达15～该特点是:340kgCOD/(m.d),废水在反应器的水力停留时间(1)耐冲击负荷高;n·42·医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)(2)运行可靠,操作灵活;我国是世界上的化学合成制药工业大国,是我(3)可同时脱氮除磷;国医药工业的主要出口创汇行业。化学合成制药废(4)其沉淀为理想沉淀,泥水分离效果好;水是医药工业废水最难处理的废水,由于造成严重(5)运行费用低;的水环境污染,严重地制约了我国化学合成制药工(6)出水水质好,污泥产量小;业的发展。由于化学制药具有“三多一低”的特点,(7)造价低,占地省。即使用的原辅料多、生产工艺工序多“、三废”产生量综上所述,从一次性投资、运行费用、操作管理、多、产品收率低。以微电解→厌氧水解酸化→SBR占地面积等几个因素综合考虑,选择SBR较为合串联工艺为例简要介绍化学制药废水处理的处理。适。铸铁屑中具有微电解反应所需要的基本元素:曝气选用鼓风曝气方式。Fe和C。低电位的铁与高电位的C在废水中产生2.1.3工艺流程示意电位差,具有一定导电性的废水充当电解质,形成无生产污、废水(中药提取生产污水)处理工艺示数微电池。2+意图见图1。阳极电极反应为:Fe22e→Fe阴极电极反应为:2H++2e→2[H]→H2(在酸性条件下)O2+2H2O+4e→4OH2(在中性条件下)铁是活泼金属,在酸性水容易溶液中会显示出较强的还原性。微电池的电极反应,铁本身参与的氧化还原反应以及由此引起的一系列作用,导致废水中污染物的结构、形态和性质发生改变,从而达到废水治理的目的。铁屑微电解处理废水的作用原理主要为:氧化还原作用:偏酸性条件下电极反应产生的2+新生态[H]和Fe均具有较高的化学活性,同时铁本身也具有较强的还原作用,因此,废水中发生不同程度的氧化还原反应,能够破坏发色、助色基团的结构,使大分子转变为小分子、从而降低废水的COD和色度,使废水的可生化性得以提高。电化学附集作用:Fe—C原电池周围形成电场,废水中分散的胶体颗粒、极性分子、细小污染物处于微电场之中可形成电泳,通过静电力、表面能的作用被凝集和附集,使废水的净化。铁屑的物理吸附作用:铸铁屑是一种多孔物质,其较丰富的比表面积显示出较高的活性,能吸附水中的有机污染物。2+2+铁离子的混凝作用:Fe以及由Fe氧化生成3+的Fe是很好的絮凝剂。由于反应消耗酸,随着反图1太极集团涪陵制药厂污水处理工艺示意图应的进行,pH会逐步升高,废水中的铁离子可能以2.3以武汉健民药业公司为例Fe(OH)2和Fe(OH)3等形态存在,对废水中的污染武汉健民药业公司中药提取废水作为燃煤锅炉物质具有很好的吸附、凝聚作用。水膜除尘用水,效果很好。通过高温的裂解及粉煤实践证明,铁屑微电解法预处理工艺可有效降灰的吸附性去除污染物,出水水质完全可以达到一低化学制药废水COD和色度,显著提高废水可生级标准。化性。大多数情况,可使废水的BOD5/COD从3化学制药废水治理0.06提高到0.3以上,COD的去除率在30%～50%n医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)·43·范围,有些废水还可达70%,如硝基苯系列产品的4.1.1好氧生化治理,现普遍采用的方法有:废水。铁屑微电解法预处理工艺可实现装置化,最曝气活性污泥法,生物接触氧化法、生物流化适宜作为一个车间或生产工序外排废水的预处理,床、生物滤池、生物滤塔、生物转盘、深井曝气、加压可针对不同的化学物质控制不同的pH、温度、停留曝气、纯氧曝气、射流曝气等等。时间等参数。4.1.2厌氧生化治理现普遍采用的方法有:采用微电解—厌氧水解酸化—序批式活性污泥完全混合式厌氧消化池法、厌氧过滤器(AF)、法(SBR)串联工艺处理化学合成制药废水,经微电厌氧流化床(AFB)、厌氧膨胀床(AAFFB)、上流式解—厌氧水解酸化处理后,出水BOD/COD可达厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化塔、(AFB)、生物能0.63,可生化性大大提高。维持SBR进水COD在搅拌厌氧发酵池等等。1500mg/L左右,污泥负荷为0.5kgCOD/(kg4.1.3厌氧和好氧生化治理优缺点比较:MLSS·d)曝气8～10h,出水COD在200mg/L以项目厌氧好氧下达到了GB897821996二级排放标准。COD负载5～30kgCOD/m3天1～2kgCOD/m3天注意事项:铸铁屑在使用前均需预处理。先用能耗不通空气,产沼气通空气用电:每kgCODIkW电乙醇浸泡10min,去除铁屑表面的油污,回收乙醇后污泥产生量5%30～50%用清水洗净铁屑占地小多,再用1mol/L的盐酸浸泡10min,进水COD高浓度不稀释底浓度,须用水稀释以去除铁屑表面的氧化物,处理后应立即使用。前处理须除去抑制因子一般不须重庆华孚冶金粉末公司能提供各类规格的铸铁屑粉末。4.1.4抗生素废水厌氧治理的模式和装置4.1.4.1抗生素废水不同于一般单纯用粮食的发4抗生素类制药废水治理以华北制药厂为例:酵废液,不能简单的直接用来进行厌氧消化处理,因抗生素生产大量用水,每吨抗生素平均耗水量为抗生素废水中往往还含有在发酵、提取过程中加万吨以上,但90%以上是冷却用水,可以采取回收入的、不利于厌氧消化进行的、能抑制厌氧菌生长的冷却措施,重复利用,以节约上水资源,真正在生产一些化学物质,如:杀菌剂,表面活性剂、卤化脂肪工艺中不可避免的污染废水仅占5%左右,这部分烃、硫酸盐、亚硝酸盐、残留抗生素及其降解物等。工艺废水都是发酵过滤后的提炼废水,其次还有发经实验证明,上述抑制因子还都具有一定的抑制浓酵跑液,洗罐水,洗塔水,树脂再生液及洗水,地面冲度极限值,超过了这个极限值,会对厌氧消化过程产洗水。滴漏跑冒等。生明显的抑制作用,所以必须采取针对性的去除抑抗生素废水排放严重超标,主要是COD,BOD制因子或降低抑制浓度的措施来使这类废水适合于指标,平均在100倍以上,其他还有氮,硫、磷、酸、厌氧消化的进行,这就形成了抗生素废水厌氧处理碱、盐。溶媒超标的问题,这种废水和酒精、溶剂等的模式概念,就是“前处理→厌氧消化→好氧达标”。行业的发酵废液一样,均为高浓度有机废水,其有机由于每种抗生素生产工艺的不同,其废水的抑制因污染物质来自抗生素发酵的残余培养基和发酵代谢子也不相同,有的还含有两种以上的抑制因子,要针产物,有碳水化合物、硫化物、脂肪、蛋白质、纤维素、对每股水的不同抑制因子采取前处理工艺,而其难菌丝体、有机质、色素、酶,还有化学提取加入的杀菌度在于经济上的可行性,若高于好氧生化处理的成剂、卤化脂肪烃、硝酸、盐酸、硫酸等,提取收率以外本,那就没有意义了,我们现采用的前处理方法有稀的残留抗生素及其降解物。每吨抗生素产生的高浓释法、絮凝气浮法、微生物方法等,抗生素废水中遇3到的抑制因子有硫酸根,在其抑制极限浓度度有机废水,平均为150～200m左右,发酵单位低的品种,其废水量成倍增加,这种废水的COD指标300mg/l以上时,在厌氧消化过程中所产生的H2S平均为15000mg/l左右,抗生素行业这类废水排放会溶于废水中而对厌氧消化过程产生抑制作用,而3量,为350万m左右,造成了水环境的严重污染,有的抗生素废水中其硫酸根浓度可高达5000mg/l每年的排污费及罚款至少2000多万元以上。以上,所以必须设法去除,其它常见的抑制因子还有4.1抗生素废水的厌氧治理草酸根,卤化脂肪烃等,都必须采取相应的前处理工抗生素废水属于高浓度有机废水,主要采用微艺进行去除。生物生化方法治理和厌氧生化治理两大类型。4.1.4.2厌氧消化的工艺及装置:厌氧消化的工艺n·44·医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)有中温法、高温法、低浓度消化、流化床、污泥床、生(1)生物接触氧化塔:是一种装有波纹填料或软物膜等,根据具体水质和要求不同而选用,采用什么性,半软性填料的好氧生物膜装置,从底部向上进水样的消化工艺往往和厌氧消化装置的型式不可分进空气,水气比为1:40左右。COD容积负荷2kg/3割,目前国外高效的厌氧消化装置(负荷在30kg/m.日,去除率70%,行之有效,但需耗用压缩空气。3m.日以上)已发展成熟,进入标准化,系列化,商品(2)活性污泥曝气池:是传统的好氧生处理装置化阶段。广泛采用,用鼓风机或曝气机充氧,效率底于生物接20世纪80年代以来有著名UASB上流式厌氧触氧化塔。污泥床消化器、高能的AFB流化床消化塔,国内已(3)生物滤池:池内装有波纹填料或软性填料,3有5000m的的大型生物能搅拌厌氧消化池,从顶部旋转布水,底部开孔,自然吸入空气,较省能,31000m的厌氧叠合床消化塔等已逐步取代传统的但功率较底。混合式消化器,在酒精、抗生素、造纸、食品、制糖行(4)生物滤塔:类似生物滤池构造,直径小,高度业等废水消化处理中以采用。达10～15m,从顶部旋转布水,底部自然通入空气,抗生素废水经过前处理后,就可选用上述高效高径比大,水气流接触好,去除效率高于生物滤池。的厌氧消化装置。有些厌氧消化出水,由于其BOD5/COD比值很4.1.4.3好氧生化处理:经过厌氧消化后的抗生素低(小于0.1)。废水(例如青霉素废水)一般能去除COD总量的好氧生化处理效率低,很不容易达标,这是普遍90%以上,消化出水为1000～2000mg/lCOD,可进存在的问题,一般还须用絮凝沉淀、稀释、电解等方一步用好氧生化处理方法使之达到排放标准,厌氧法才能使最终出水的色泽和COD指标达标。消化出水进入氧生化处理,要提高水中溶氧值和除随着环境标准要求的提高,又将会提出NH3—去带出的悬浮厌氧污泥,一般可以先进入预曝气池N、P、S等指标达标的问题,特别是出水NH3—N超充氧沉淀或气浮池来进行充氧和除去悬浮物(SS)标的问题必须予以解决。然后进入好氧生化处理装置。4.2国外药厂处理抗生素废水的工艺流程现行几种常用的好氧生化装置有:4.2.1奥地利生化制药厂图2奥地利生化制药厂抗生素废水工艺流程示意处理指标:接触氧化进水COD200mg/L,出水COD60mg/3青霉素提炼废水:480m/d;L;3进水COD24000mg/l,出水COD2000mg/L;去除率70%,负荷0.3kgCOD/m.d;进水BOD20000mg/l,出水BOD400mg/L;氧化塘进水COD60mg/l,出水20mg/l,去除率3COD去除率91.7%,COD负荷14.1kg/m.d;66.6%。3BOC去除率98%,BOD负荷12.58kg/m.d;4.2.3日本明治足柄工厂废水投配率64%/d。4.2.2日本明治歧制药厂图3日本明治足柄工厂抗生素废水工艺流程示意处理指标:334.3华北制药厂抗生素废水治理青霉素提炼废水480m/d,生活污泥25m/d;4.3.1青霉素废水的治理厌氧进水COD45833mg/L,出水COD2000mg/青霉素废水是全厂最大的污染源之一,占全厂L,去除率5.6%;3总排污量的29.5%。COD浓度高达23000mg/L,负荷4.2kgCOD/m/d;由于废水中含有多种对厌氧生化的抑制物,多年来好氧曝气进水COD2000mg/L,出水没有治理技术,故一直没有治理,为解决这股水的治COD200mg/L;理问题,曾先后去日本,奥地利,西德以及国内一些3去除率90%,负荷2.1kgCOD/m.d。n医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)·45·同行厂家进行考察,但因采用的治理工艺能耗高,占楚废水中含有的抗生素药物的种类,并从废水处理地大,成本太贵,难以实现,从90年以来当时的国家的角度去研究它们的药理学特性、物理化学性质和医药管理局组织全国医药系统环保力量开展了大量分子结构。的研究工作,找出了青霉素废水中主要抑制因子及(2)监测计算废水pH值及COD、BOD5、SS的其抑制浓度极限值,采取了针对性的去除工艺,形成平均值,确定废水的可生化性。了“前处理———厌氧消化———好氧后处理”的工艺,(3)搞清工厂排水在一天内的水质、水量变化情3效果良好,厌氧消化负荷达6kgCOD/m.d,厌氧去况,确定日排水量。除率达94%,于93年10月通过了鉴定,95年以来(4)搞清工厂排水的接纳水体的水质标准及当又在脱硫工艺上进行了改进,用微生物脱硫法代替地政府环保部门对废水处理深度的要求。化学沉淀法,该工艺已更加完善,这项废水的治理工(5)调查了解工厂的管理水平和设备的完好率、程,被列为国家重点推广项目计划,在96年开工建摸清其污染源。设,98年投入运行。(6)现场踏勘可供选用的废水处理站场地并收4.3.2链霉素废水治理集周围环境的资料。链霉素废水(吸附废液)COD值在10000～4.4.2处理抗生素制药废水的主要设施13000mg/L左右,含有草酸、硫酸等厌氧生化抑制处理抗生素制药废水的设施,大体上可分为以物,实验采取了与其它废水混合处理的办法,使废水下几类:中抑制物浓度得到稀释,经过长期的小试和30L柱4.4.2.1水量、水质的调节均合池子的放大实验,厌氧消化效果稳定,COD去除率为对抗生素制药厂的排水情况进行调查,可以发393.9%,COD负荷达7.49%kg/m.d,厌氧消化装现,其废水排出量在一天二十四小时之内不断变化。置采用上流式厌氧泥床(UASB)效果良好,在97年它有白天与夜间之分,有上班与下班之分,有夏季与投入运行。冬季之分,排水量小时变化系数在5～10之间。而4.3.3土霉素、四环素废水处理废水水质的变化更难于查清,由于工厂管理水平、人土霉素与四环素废水均为结晶母液,含有草酸员素质、生产设备完好率等众多因素的影响,废水及土霉素,四环素残余单位,BOD值低,厌氧消化处COD浓度的变化在100mg/L与10000mg/L之间,理效果差,将其中草酸回收,然后用物化方法进行处对于如此之大的水量和水质的变化,我们要想使整理达标。个废水处理站能够正常工作,调节均合池自然是不4.3.4沼气能源利用可缺少的重要设施。华北制药厂现有用户2600户,试用2年来用户调节均合池对于抗生素制药废水处理站而言,反应很好,认为清洁、卫生、速度快,胜过液化气、煤是至关重要的。它的功能应包括:调节废水水量、均气,但在试用过程中也有一定问题,如遇到废水供应合废水水质、代替沉砂池及预曝气池等。因此在设车间停产,冬季保温不好,工艺控制不好而中断供计中应有足够的有效容积和曝气、搅拌、排泥、房空气,则会严重影响职工正常生活,造成不良后果,故及均匀出水设备。须采取确保措施。均合调节池应不少于两座,每座有效容积不小4.4高浓度抗生素制药废水处理方法及工程设计于制药厂的废水排放量,工作时两池交替使用。中应注意的几个问题4.4.2.2废水水质前处理设施4.4.1设计前的准备工作众所周知,抗生素制药废水处理的难度在于废当前我国的抗生素制药工业与国外相比,其技水中含有一定数量的抗生素药物。从理论上讲,抗术和设备都明显落后,各制药厂的生产工艺、人员素生素都具有很强的杀菌能力。因此这些药物在废水质、生产原料、管理水平、产品品种都有很大差异。中的存在,必然会或多或少地影响废水生化处理的因此在开展抗生素制药废水处理设计工作同时,必效果。如何才能最大限度的降低它们对废水生化处须对将要处理的废水有一个清楚的认识。这就需要理效果的影响呢?这是我们同行最为关注的问题之我们开展以下的工作,作好废水的特性分析,为设计一。工作的开展创造必要的条件。解决这个问题的方法是多种多样的。然而不论(1)搞清废水中的主要污染物成份,特别应搞清什么方法,都必须搞清楚废水中所含抗生素药物的n·46·医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)品种及它们的药理学特性和物理化学性质,并了解向易于生化的方向转变。反应中产生的二价铁离子它们的分子结构和稳定性。和氢氧化铁具有较强的还原、降解、凝聚和吸附作一个生产四环素的工厂和一个生产青霉素的工用,这样无需补加电解和凝聚药剂,就能达到转化去厂,其废水水质就有很大的差异。如果我们仅仅从除污染物的目的。实验证明,将微生物电解法用于废水的COD、BOD5、等指标来确定对废水的处理方抗生素废水的处理中,其COD去除率可达25%以法,必将导致严重的失误。因为废水虽然具有一定上,抗生素药物对废水处理的抑制作用也大大减弱。的可生化性,但由于废水中含有抗生素药物在达到微电解反应器的效果取决于该反应器的设计是一定浓度时将对微生物产生强烈的抑制作用,这时否合理。一般采用废铁屑作为微电解反应床,有效哪怕废水的可生化性再高,也无济于事。用什么方果不稳定、反应床清洗困难、操作劳动强度大等等问法来解决这个问题呢?四环素是一种分子十分稳定题,因此建议改用能够与废水充分混合接触的铁粉的物质,要想破坏它的分子结构需要很大的力量,但代替固定的铁屑反应床,这样微电解反应器设计中它又是一种基本不溶于水的物质,所以四环素在废技术难度就可大大减少。实验数据表明,影响微电水中自然是以悬浮固体的形式存在。搞清了这一解反应效果的主要因素是pH值、空气量、反应时间点,我们就可以用混凝沉淀(或气浮)的简单方法将和铁粉浓度,建议在设计中:将pH值定在6以下其从废水中除去。而青霉素就不能采用这种方法(关于这一点,几乎所有抗生素制药废水都能满足要33了。因为青霉素具有分子结构不稳定,在常温下容求),将空气用量定在30m/m废水。将反应时间易失效、可溶于水的特点,所以青霉素在废水中必然定为1小时,将铁粉的浓度定在2.5～5%之间。是以分子的形式出现,对此,我们采用了微电解的办对于抗生素废水的处理而言,以上前处理设施法对青霉素制药废水进行处理,这种药物在消除青并不是所有处理站都必须设置。当均合调节池出水霉素药物对微生物的抑制作用方面收到了良好的效的COD浓度小于3000mg/L时(废水不经前处理),果。各生物处理设施内微生物生长良好,十分活跃;当均综合以上所述,我们根据国内的技术水平将抗合调节池出水的COD浓度大于3000mg/L时(废水生素废水的前处理设施分为二类。不经前处理),各生物处理设施内微生物不再游动受4.4.2.2.1以物理方法为主的沉淀(或气浮)法到明显抑制并大量减少。分析原因,我们认为这是这一类装置主要用于去除废水中的固体物质COD和水中药物的浓度高造成的。(包括不溶于水的抗生素药物),从而达到降低废水废水中的微生物,都有各自特定的生活空间,也COD浓度和消除抗生素药物对废水处理微生物的就是说它们对废水的COD浓度和废水中抗生素药抑制作用的目的。物的浓度适应性有一定的极限,一旦超过这个极限,由于制药废水中含有大量淀粉和胶体物质,所废水中的微生物就会大幅度消亡。以加入凝聚剂后形成的凝聚物比重较轻,不易沉降。怎样确定废水中的微生物对废水时COD和抗因此,建议在设计这类装置时,最好将水力停留时间生素药物浓度的适应极限值,是我们判断是否设置适当增长,以保证废水处理效果。根据实验数据分前处理设施的关键所在。我们知道,通过废水COD析,沉淀池内的废水上升流速最好不大于0.5mm/浓度在3000mg/L时,一般有机废水对废水中的微s。生物并没有很大的抑制作用。而抗生素制药废水在4.4.2.2.2以化学法为主体的前处理设施COD达到3000mg/L时,竞能对水中微生物产生强这一类装置我们以微电解反应器为代表,主要大的抑制作用。这种情况只能表明此时抗生素药物用于降低废水的COD浓度和消除抗生素药物对废的含量达到了足以抑制微生物活动的程度。由于废水微生物的抑制作用。水中的抗生素药物的含量对于制药工业来讲相对极我们知道,微电解反应是利用铁中的铁和碳的少,所以用我们现有的监测方法,无法测出废水中药电势差,在电解液中形成阴、阳两极,在酸性充氧的物的效价,这使我们要想取得微生物对抗生素药物条件下,进行腐蚀化学反应的过程。当这个反应在的适应极限值的努力无法实现。我们只得按实验取抗生素制药废水中进行时,废水中的一些有机污染得的大量数据的统计结果,暂时将抗生素废水COD物也随着参与反应,致使其官能团发生变化,从而改浓度3000mg/L作为设不设前处理装置的参考临价变了这些有机物的原有性质,使废水污染物的组成极值。换句话说,在正常情况下,各制药厂生产废水n医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)·47·的COD浓度与药物含量之间存在一定的比例关此在活性炭吸附装置前,至少应增设沉淀、过滤设系,废水COD浓度高,其所含药物的浓度就高,反施。所有这些不仅加大了建设投资,而且长期使用之则底。当调节均合池出水COD小于3000mg/L将会给企业造成巨大的经济压力。此法不到万不得时,一般可以不设前处理装置。一个管理水平高、设已,实不可取。备先进的工厂与一个管理水平低下、设备落后的工将生化处理装置处理的出水经沉淀后直接用于厂相比,所排放出来的废水中,药物含量就绝不相锅炉冲灰除渣是一个一举二得的方法。其理由是:同。因此,设不设前处理装置最好通过实验确定。(1)经调查,几乎所有抗生素制药厂一般设有一4.4.2.2.3废水生物处理设施个庞大的锅炉房,都需要大量的冲灰水。而我们知经过均合调节池和前处理装置处理后的废水,道,锅炉冲灰水对水质的要求不高,所以完全可以利其COD浓度一般在3000mg/L以下,具有一定的可用废水处理站生化处理装置的出水。生化性,对于这种高浓度有机废水的处理,国内通常(2)由于煤渣和粉煤灰具有很强的吸附能力,因的处理方法是厌氧,好氧相结合,笔者认为这是一种此能有效吸附废水中的残留有机物,从而达到进一简单易行的有效方法。但由于废水中的硫酸盐的含步降低出水COD的目的。量相对较高,因此建议设计是时采用水解酸化法代(3)经调查,我们发现了一个有趣的巧合,即制替厌氧,以防止在生物处理过程中产生H2S气体而药厂锅炉房冲灰用水量与废水处理站排水量比较接污染大气环境。近,将废水用于冲灰,既能减少了水资源的消耗,又实验数据证明,对于抗生素制药废水而言,其水能减少工厂废水排放量。解酸化反应时间大约需要9～10小时。因此,水解5特殊类废水处理酸化池的设计应当充分考虑水在池中水力停留时间以血卟啉生产废水为例:这一因素,必须给水解池适当补充空气,以保持其兼技术简介:氧状态。血卟啉是以生化产品为原料,对其结构进行半关于好氧生物处理装置的设计,除曝气时间长合成改造、分离、纯化的高科技产品。是我国研制的(达20小时),最好分为二段外,没有更多的问题。为数不多的一类新药之一。由于好氧生物处理装置形式较多,我们推荐采用二5.1产品原料路线段接触氧化法。近来我们的同行中,不少人对SBR新鲜动物血液经采集、处理、提取、纯化开始,并法感兴趣,的确SBR法具有很多优点,特别是有池经五步化学合成,制得血卟啉原料药。血液的采集、型简单、设备少、集兼氧、好氧、沉淀为一体的优点。处理等过程在示范区外完成。新鲜动物血液经提但若用于处理抗生素制药废水,有必要对传统的取、氯化后得初级产品氯化血红素,本项目以氯化血SBR法的池型加以改进。红素为主要原料生产出血卟啉原料药来生产其水针如:在池子的进水端,增设水解室和回流污泥的剂。用燃油锅炉满足生产的热力供应。装置等。生产本产品的主要原辅料为氯化血红素、溴化4.4.2.2.4废水后处理设施氢2冰醋酸、NaOH、浓HCl、无水醋酸钠、去离子水、抗生素制药废水的可生化性并不是十分令人满蒸馏水、石油醚(60290度)意的。在经过前处理及生化处理后,其水中剩余的5.2生产原理BOD5已微不足道,但COD却仍达250～300mg/L。氯化血红素在酸性条件下用溴化氢溴化后,再因此一般地讲还不能达到排放标准。水解得到血卟啉粗品。由于原料中所带的铁杂质,那么如何才能使这种无可生化性的水达到规定使血卟啉粗品铁的含量为50—100PPM,超过了药的排放标准呢?唯一的办法是进行深度处理(三级典小于20PPM的要求,加入盐酸制得血卟啉二盐处理)。酸盐,然后再使其水解,得到铁的含量小于20PPM在废水的深度处理技术中,通常可用电渗析、反满足药典要求的血卟啉精品即血卟啉原料药,再用渗析及活性炭吸附。由于废水水量大,所以只有活血卟啉原料药采用无菌灌装技术生产合格的血卟啉性炭吸附还有可能实现。若对废水进行活性炭吸附水针剂。处理,就必须尽可能事先去除水中的悬浮物质。因生产工艺流程图见图4。n·48·医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)图4血卟啉生产工艺流程图5.2.1废水的特征物。常用的物理法有沉淀、气浮、超滤、反渗透、蒸发本项目的废水以COD高,可生化性好为特征浓缩等。沉淀和气浮适用处理悬浮物高的废水。废(主要是醋酸引起的COD,而醋酸根等小分子有机水经沉淀或气浮处理后,出水的SS低,但可能需要物易于被微生物降解),含少量对微生物有毒的有机进行pH调整,单采用此法只能去除废水中的悬浮物(主要是含卟啉环的光敏物质),同时在处理工艺物和胶体物质,对溶解性的物质只能部份去除。膜中要考虑pH对生化处理的影响。处理技术是利用膜(一种凝聚相物质)把流体相分隔5.2.2废水处理工艺的选择成互不相通的两部份,膜可以使流体相中的一种或有机废水处理通常可选用物理法、化学法和生几种物质透过,而不允许其它物质透过。膜能使溶物法等。剂透过的现象通常称为渗透,膜使溶质通过的现象物理法是利用物理作用来分离废水中的悬浮n医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)·49·称为渗析,膜处理技术利用膜的选择透过性来进行有机废水最为常用的处理方法是生化法,生化浓缩和分离。膜分离技术特点:法具有运行成本低,处理效率高,处理效果稳定,运膜分离技术在分离过程中,不发生相变化,也不转经验丰富、有机物适用范围广的特点,此法广泛地发生相变化的化学反应。应用于城市污水处理厂和以有机污染物为主的工业在膜分离过程中,不需要从外界物质加进其它废水领域。根据本工程废水的进水水质及出水水质物质。要求,单用一种处理方法要达到目的,在技术上有难膜分离在常温下得到分离,因此对热敏性和对度,在经济上难以承受,因此要将几种处理方法的优热不稳定的物质比较适合。势发挥,优化处理系统才能达到的目的。据此,本方需要定期进行维护,膜的集留物难以处置,运行案采用以生化法为主,辅以其他预处理方法和后续成本高。处理方法来处理此类废水,达到在技术上可行,经济膜技术用来处理工业废水是研究的方向,但在上合理的最终目的,并消除对环境的二次污染问题,寻找合适的半透膜、降低水处理投资和运行成本,处同时使公众更加易于接受。置膜的集留物等方面尚需进一步研究。5.2.3生化处理工艺化学法是利用化学反应的作用来处理废水中的根据本工程废水的性质,常规的生化处理工艺溶解物质或胶体物质。常见的有中和法、吹脱法、化可以处理对此类制药废水,考虑到废水中含卟啉衍学氧化还原等,中和法通过投加药剂如酸碱等,调整生物,对微生物有光毒性,并且PH值偏低的特殊废水的pH值,多用于废水的预处理;吹脱法用于分性,要想有效地提高目前生物处理的效率,除必须选离废水中的溶解气体;化学氧化还原是把水中的溶择合适的生物处理流程外,还需采取适当的预处理解物质,包括无机物和有机物,通过化学反应过程将措施,减轻有毒有机物对微生物的抑制作用。其氧化或还原,转化成无害的新物质,或者转化成容5.2.4废水处理工艺流程易从水中分离排除的形态,从而达到处理的目的。图5血卟啉生产废水处理工艺流程示意图5.2.4.1预处理工艺兼氧处理设备负荷高,占地少;为调整工艺废水的pH值,降低废水中光敏物兼氧处理产生的剩余污泥少;质对微生物的光毒性影响,使之适合生化处理的,拟兼氧处理对营养物质的需求量少,约为好氧法采取的预处理措施如下:的30%。工艺废水首先进预处理池,在预处理池中采用兼氧处理可采用升流式厌氧水解池等方式,应光氧化法,即在废水中照射紫外线,同时投加一定量注意对停留时间、流速、温度的控制,避免生化过程的氯,在酸性环境中并且紫外线均匀照射下,氯和水进入甲烷化阶段。反应有效地产生初生态氧,可以迅速破坏光敏物质SBR(SequencingBatchReactor)是一种生物反卟啉环和其发色基团,为后续处理脱毒。应器间歇运行的操作方法,就是将传统活性污泥法脱毒废水再进入中和池,加入一定量的NaOH中曝气、沉淀等单元操作,在同一反应池中按时间有进行中和,使之适合生物处理。序反复进行。一个典型的SBR反应池的运行过程5.2.4.2生化处理主体流程包括进水、反应、沉淀、排水及必要的闲置等五个阶根据近年污水处理的研究和实践,本方案生化段组成。合理安排各个阶段的时间分配、操作方式处理选用兼氧水解酸化和好氧(SBR法)相结合的对水质处理效果有较大的影响。大量实践证明,工艺。与单一采用好氧法相比,兼氧处理具有以下SBR法具有经济有效、运行可靠、易于实施控制的一些优点:优点,在小型污水处理厂,尤其对水质、水量变动大兼氧处理可以分解部份有机物,破坏大分子,减的场合,优势明显。轻好氧处理的传氧压力;配合前述的预处理并合理设计兼氧水解酸化和运行成本低。据有关资料统计,以兼氧法运行好氧(SBR)法工艺,可以确保本工程排放废水达到成本为100%,好氧法则为319%;《污水综合排放标准》的一级标准。n·50·医药工程设计杂志Pharmaceutical&EngineeringDesign2005,26(3)5.2.4.3后续处理工艺处理工厂,所处理的废水主要来源于云、贵、川、渝地由于拟建工程的废水排放口位于下游水厂的水区光胺酸、胺基酸、柠檬酸生产厂家所产生的大量高源保护区(准保护区)内,且长江水体现在的水质浓度生产废水。该类生产废水呈黑色、COD高达COD超标,对SBR生化处理池达标出水进行过滤、30000～60000mg/L。以往该类废水主要基于生化消毒,并利用岛上现有的废弃鱼塘对工厂废水进行处理,但是投资高、处理效果不佳、运行费用高。重后续处理,降低废水中的污染物,具体措施如下:庆白市驿民政生化厂采用喷雾干燥法处理该类废生化处理池合格出水进入过滤池,去除水中的水,回收光胺酸、胺基酸、柠檬酸等营养物质作为生悬浮物,过滤池采用石英砂作滤料,为避免砂滤池很物培养基、有机肥料,经济效益和环境效益十分可快被堵塞,尽量延长滤池工作周期,宜采用双层或多观。层滤料的反向滤池,使滤料粒度随着过滤方向逐渐重庆白市驿民政生化厂工艺流程示意图如下:减小,滤料粒径不小于1毫米,滤池出水消毒后进入鱼塘,利用现有废弃鱼塘的一部份(表面积约1亩,容积约1000立方米)暂存拟建工程所排废水,在鱼塘中放养水葫芦,利用水葫芦易于吸收转化水中有机物的特性,进一步降低废水中有机物,停留时间10天以上,然后通过岛上新建的排污管道从坝首排入长江主干流。如果鱼塘的水葫芦量过大,可以捞图6喷雾干燥法处理废水工艺流程示意图出一些沤作农家肥。根据水葫芦对污染物的吸收特7总结性和废水在鱼塘中的停留时间,对水中有机物的去由于笔者业务水平有限,无法从理论上完全阐除率可在20%以上。述各类医药废水处理的原理与机理;同时受工作的6喷雾干燥法处理高浓度废水局限,未能全面总结出具体设计参数和控制因子,有以重庆白市驿民政生化厂为例:待进一步总结提高。希翼本文起到抛砖引玉的作重庆白市驿民政生化厂实际是一家高浓度废水用。收稿日期:2005203213