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    醫藥中間體污水處理項目

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    醫藥廢水用多種工藝聯合處理的方法,才能達標排放,甚至是變廢為寶,實現資源綜合利用的目的。常見的醫藥廢水處理工藝如吸附—混凝—高級化學氧化法、內電解混凝沉淀—厭氧—好氧法、UBF——UASB兩相厭氧法、水解—接觸氧化法、氣浮—兼氧—CASS法、OFR—SBR法等,醫藥廢水經過這些工藝的處理后均能達標排放。

    1.引言

    20世紀以來,醫藥工業的迅速發展,給人類文明帶來了飛躍,與此同時,在其生產過程中所排放出來的廢水對環境的污染也日益加劇,給人類健康帶來了嚴重的威脅。據文獻[1]報道,醫藥廢水成分復雜、濃度和鹽分高、色度和毒性大,往往含有種類繁多的有機污染物質,這些物質中有不少屬于難生化降解的物質,可在相當長的時間內存留于環境中。特別是對人類健康危害極大的“三致”(致癌、致畸、致突變)有機污染物,即使在水體中濃度低于10-9級時仍會嚴重危害的人類健康,采用傳統的處理工藝很難達標排放[2]。對于這些種類繁多,成分復雜的有機廢水的處理,仍然是目前國內外水處理的難點和熱點。

    為了尋找一種更加實用、有效、成本較低的醫藥廢水處理方法,本文將現有的方法做了一番討論,并從新思想、新技術這一思路出發,提出醫藥廢水的處理方法的發展方向。目前醫藥廢水處理工藝可大致歸納為以下幾類。

    2.催化氧化法

    在催化劑作用下,廢水中的有機物可以被強氧化劑氧化分解,有機物結構中的雙鍵斷裂,由大分子氧化成小分子,小分子進一步氧化成二氧化碳和水,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了廢水的可生化性,經深度處理后可達標排放。用催化氧化法處理醫藥工業廢水,可以克服傳統生化處理醫藥廢水效果不明顯的不足,有效地破壞有機物分子的共軛體系,達到去除COD、提高可生化性的目的。催化氧化法中,選擇催化劑和氧化劑是關鍵。選擇合適的催化劑和氧化劑,在適宜的工藝條件下處理的廢水再經過二次處理后可達標排放。如在活性炭載帶過渡金屬氧化物催化劑的催化作用下,采用Cl02作氧化劑處理醫藥廢水,不但處理成本低,氧化性遠高于次氯酸鈉,而且不會生成三鹵甲烷等致癌物質。

    3.內電解法

    內電解法的原理是利用鐵屑中鐵與石墨組分構成微電解的負極和正極,以充入的污水為電解質溶液,在偏酸性介質中,正極產生具有強還原性的新生態氫,能還原重金屬離子和有機污染物。負極生成具有還原性的亞鐵離子。生成的鐵離子、亞鐵離子經水解、聚合形成的氫氧化物聚合體以膠體形式存在,它具有沉淀、絮凝吸附作用,能與污染物一起形成絮體、產生沉淀。應用內電解法可去除廢水中部分色度、部分有機物,并且提高廢水的生化處理性能,增加生物處理對有機物的去除效果。其反應機理為:

    陽極(Fe):Fe=Fe2++2eE=-0.44V

    陰極(C):2H++2e=H2E=0.00V

    當有氧時:O2+4H++4e=2H2OE=1.23V

    O2+2H2O+4e=4OH-E=0.40V

    實驗證明,在內電解后,廢水的可生化性能明顯提高,這主要是由于在內電解的過程中產生的新生態氫和亞鐵離子具有較強的還原性,能與廢水中的難降解的有機物發生氧化還原反應,破壞其化學結構,從而提高了生物降解性能。此外。在電極氧化和還原的同時,廢水中某些有色物質也由于參加氧化還原反應而被降解,從而使廢水的色度降低。有醫藥廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

    4.吸附法

    吸附法處理廢水是通過活性炭、磺化煤等吸附劑和吸附質(溶質)間的物理吸附、化學吸附以及交換吸附的綜合作用來達到除去污染物的目的。其具有以下特點:

    (1)活性炭對水中有機物吸附性強;

    (2)活性炭對水質、水溫及水量的變化有較強的適應能力。對同一種有機污染物的污水,活性炭在高濃度或低濃度時都有較好的去除效果;

    (3)活性炭水處理裝置占地面積小,易于自動控制,運轉管理簡單;

    (4)活性炭對某些重金屬化合物也有較強的吸附能力,如汞、鉛、鐵、鎳、鉻、鋅、鉆等;

    (5)飽和炭可經再生后重復使用,不產生二次污染;

    (6)可回收有用物質,如處理高濃度含酚廢水,用堿再生后可回收酚鈉鹽。

    大量的研究和實踐已經證明活性炭是一種優良的吸附劑,它在工業廢水處理中有著特殊的處理效果。但是由于生產原料的限制和價格昂貴,導致它的推廣應用受到了限制,而以褐煤、焦渣、爐渣和粉煤灰等為吸附劑處理工業廢水的研究變得十分活躍,所以吸附劑再生問題能否解決是該方法能否為廠家所接受的關鍵所在。

    5.混凝沉淀法

    混凝是水處理中的一道重要工序,通過混凝沉淀過濾,可大幅度降低水中的渾濁度、色度,去除水中的懸浮物和雜質;炷^程是一個十分復雜的物理化學過程,它是在一定的pH、溫度等條件下,向廢水中加入一定量的混凝劑,通過攪拌使其與污水中的懸浮狀水不溶物和過飽和物等發生反應沉淀下來,使廢水由渾濁變得澄清。

    混凝效果的好壞與混凝劑種類、水中雜質、渾濁度、PH值、水溫、藥劑的投加量和水力條件等因素密切相關,其中,混凝處理的關鍵是投加混凝藥劑。性能優越的混凝劑不僅水處理效果好,成本還低。

    6.厭氧生物處理

    廢水厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提高氧氣的情況下把有機物轉化為無機物和少量的細胞物質,這些無機物主要包括大量的沼氣和水。這種處理方法對于低濃度有機廢水,是一種高效省能的處理工藝;對于高濃度有機廢水,不僅是一種省能的治理手段,而且是一種產能方式。厭氧生物處理技術現已廣泛應用于世界范圍內各種工業廢水的處理,它的處理工藝主要有普通厭氧消化,厭氧接觸工藝,上流式厭氧污泥床(UASB),厭氧流化床,厭氧生物轉盤等。該工藝將環境保護、能源回收和生態良性循環有機結合起來,能明顯地降低有機污染物,用厭氧處理高濃度有機廢水有較高的處理效果,BOD去除率可達90%以上,COD去除率可達70%—90%,并將大部分有機物轉化為甲烷。

    用該法處理廢水成本比好氧處理要低,設備負荷高,占地面積少,產生剩余污泥量較少,可直接處理高濃度有機廢水,不需要大量稀釋水,并可使在好氧條件下難于降解的有機物進行降解,但它仍有不足之處,其初次啟動過程較慢,對有毒物質較為敏感,操作控制因素比較復雜,且出水COD濃度高于好氧處理,仍需要后續處理才能達到較高的排水標準。如孫劍輝等研究的用鐵屑作填料的UBF酸化反應器與UASB組成的兩相厭氧系統能夠穩定、高效地處理Zn5—ASA廢水。實驗結果表明:此系統在UBF與UASB的HRT分別控制在5.95h和11.43h時,UBF與UASB的OLR(以COD計)分別高達58.44和17.01kg/(m3.d)。

    對SCOD和BOD5的總去除率分別達90%和95%左右,具有系統運行穩定、處理效率高等優點,系統中UBF反應器所選用的鐵屑填料,通過微電解作用,能夠有效提高廢水的可生化性,且可省去通常的調堿工序,為難降解有機廢水的處理開辟了新途徑。

    7.結束語

    根據上面的敘述,我們可以知道,盡管水處理方法經過一百多年的發展,至今已比較成熟,但是在醫藥廢水處理這一領域上,仍存在很多問題,僅靠單一的處理工藝是很難使出水達標排放的,必須對現有的工藝進行集成,采用多種工藝聯合處理的方法,才能達標排放,甚至是變廢為寶,實現資源綜合利用的目的。如吸附—混凝—高級化學氧化法、內電解混凝沉淀—厭氧—好氧法、UBF——UASB兩相厭氧法、水解—接觸氧化法、氣浮—兼氧—CASS法、OFR—SBR法等,醫藥廢水經過這些工藝的處理后均能達標排放。筆者認為醫藥廢水治理的關鍵在于準確分析出該廢水的實際水質特性(特別是對廢水內有機物的辨析),以及其在不同溫度、酸堿度、厭氧和好氧等條件下各組分的變化情況,如果掌握了以上信息,在現有科學技術的基礎上就能找到一種真正工藝簡單、操作簡便、處理徹底、節省能源且成本低廉的處理方法。

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