随着人们对健康的重视程度越来越高,医药工业迅猛发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,然而如何处理制药废水是当今环境保护的一个难题。该文首先介绍了制药废水的基本概况和危害,列举了目前国内外处理制药废水的几种方法,并分析了各种处理方法的优势和弊端,不仅为制药废水处理提供了依据,还能为处理金属离子废水、化工废水、印染废水、造纸废水、有机废水、生活污水等处理提供参考。
一、制药废水的基本概况
制药废水是指在药物生产过程中排出的废水,由于生产的药物品种和生产工艺不同,所排出的废水的成分也有着千差万别,主要包括合成药物生产废水、中成药生产废水、抗生素生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类,其特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,属于较难处理的高浓度有机污水。
二、制药废水的危害
制药废水绝大多数极易挥发,使空气中的化学物质浓度超过环境本底值,引起大气污染;如果制药废水进入水体,能长时间残留在水体中,通过食物链逐步进入人或动物体内,较强的毒性具有致癌、致畸、致突变等各种危害。
三、制药废水处理技术进展
制药废水处理有较为成熟的工艺,有诸多研究者对其进行深入地研究。常见的制药工业废水处理工艺技术进行分类,可分为以化学氧化法为主的Fenton法、湿化氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声声化法、电解法、催化铁内电解法以及物理方法如混凝沉淀法、气浮法、吸附法和膜分离法。另外还有多种方法联合处理更加高效的处理制药工业产生的废水。
混凝沉淀法:混凝沉淀法处理制药废水,主要被广泛用于废水预处理及后处理过程中,原理是让混凝剂(如氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙稀酰胺等)中和废水中的胶体物质,使胶体微粒相互集结、失去稳定性,最终沉淀聚合,是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法。但混凝沉淀法会导致二次污染,因为沉淀会变成大量的污泥,难以处理;并且经过处理后的水质仍然盐度高、pH值低,氮、氨元素的去除效果也不好,因此不常作为水处理工艺单独被使用。
电解法:电解法处理制药废水正逐渐被人们重视和青睐,因为该法具有效率高、操作易等优点,对有色废水进行脱色作用较好。大量实验表明,利用内电解技术处理化工制药废水,对污染物有明显的降解作用,废水COD(化学需氧量)去除效果最佳,最高去除率可达65%以上,并可以提高废水的可生化性,通过厌氧生物的后续处理出水可达到二级污水综合排放标准。但电解法能耗高,并且与混凝沉淀法类似、也会产生大量的污泥,从而引发二次污染。
吸附法:吸附法处理制药废水是物理处理法,是利用多孔性固体吸附剂(如活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等)对废水中的一种或几种污染物进行回收,从而达到对废水净化处理的目的。但是此法用途面狭小,一般仅在中成药或各种西药等产生的制药废水预处理中使用,且吸附剂容易发生脱落、被腐烛等现象,无法广泛使用于其他废水处理工艺之中。
氧化法:氧化法处理制药废水的方法有很多,常用的有湿化氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法和微波诱导催化氧化法等。湿式氧化法是由Zimmerann最早于1944年提出,初期被应用于造纸废水处理,但其技术条件的苟刻。后又发展了如催化湿式氧化技术和催化湿式过氧化物氧化技术等一系列新技术,处理后COD去除率可达81%。Shemer等在H2O2/Fe2+方法中加入紫外光的照射处理(光催化氧化法)含甲硝唑模拟废水,结果表明,UV/H2O2/Fe2+对甲硝唑去除率明显提高,该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://www.ems86.com总第565期2014年第33期-----转载须注名来源废水去除率达94%。臭氧氧化法是利用臭氧的极强的氧化能力处理废水,反应灵敏,操作简单,且氧化过后变成氧气,没有二次污染,广泛应用于环境保护领域。但生产臭氧的电耗较高,且臭氧不稳定,需加强对臭氧气体与水接触方式和接触设备方面的研究。
Fenton试剂法:Fenton试剂法一般用在制药废水的预处理过程中,Martinez等的研究结果表明,在过氧化氢和亚铁离子的加量分别为3mg/L和0.3mg/L的情况下,COD去除率可达56.4%;如果反应超过10分钟,COD去除率即可达90%。这种处理方法反应时间速度快,处理效率高,处理效果比较理想。Fenton法还常常与混凝沉淀法、电解法、氧化法等方法联合使用,YuYang等运用Fenton法与氧化法联合处理高浓度制药废水,COD去除率可达到57.53%。
膜分离法:膜分离法处理制药废水也是一种物理处理法,利用了某些材质的膜具有选择通透性,能阻止例如污水中的各类有机物大分子通过,仅允许小分子通过,从而达到净水的目的。膜分离法能耗低,无相变,而且设备简单,可根据水处理量的变化而调整装置规模,操作方便安全,运行可靠性高,不会二次污染环境,并且可能在产生环境效益的同时,又产生可回收有用物质,具有双重效益。
其他方法:处理制药废水的方法还有很多,比如气浮法对庆大霉素、土霉素、麦迪霉素等制药过程中产生的废水处理具有明显优势;用超声声化法处理制药废水中TPPO时,COD去除率为54%左右,在加入lmg/LFe2+后,COD去除率明显提高,可以提高至60%,且随着Fe2+浓度的增加,COD去除率也显著提高;厌氧水解处理作为预处理时,不需曝气,不仅生产运行成本低,还可提高可生化性,降低后续生物处理的负荷;絮凝沉淀+水解酸化+SBR工艺处理制药废水是一种经济合理的处理工艺。
(作者单位:培力(南宁)药业有限公司)
韦上松 文
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