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废水处理反应器的运行

发布时间:2022-05-16 03:54:07

㈠ 制药工程废水处理设备运行前必须满足哪些条件

制药工程废水处理运行测试前必须满足的条件

(1)、根据设计文件的内容和相关版规范的质量标准,权完成了操作试验范围内的工程,并提供了相关的材料和文件。

(2)、运行测试计划已获批准。

(3)、操作测试机构已建立,操作人员通过了培训测试,熟悉测试操作计划,操作正常。

(4)、保证运行试验所需的燃料,动力,仪表空气,冷却水和淡化水。

(5)、测试仪器,工具和记录表格齐全,保修人员到位。

制药工程废水处理运行测试应符合的规定

(1)、划定试验作业区域,无关人员不得进入。

(2)、设置盲板以将测试运行系统与其他系统隔离。

(3)、操作试验必须包括自控装置,如保护联锁装置和报警装置。

(4)、有必要对设备手册,试运行计划和指挥操作的操作方法进行许可,严禁违反规定操作,以防止发生事故。大功率单元的起始时间间隔应符合相关规范或规范。

(5)、与人指定测试并进行记录。单机试验通常由施工单位进行。

污水处理设备的工作原理

污水处理设备能有效处理城区的生活污水,工业废水等,避免污水及污染物直接流入水域,对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。

工作原理
超滤是一种以筛分为分离原理,以压力为推动力的膜分离过程,过滤精度在0.005-0.01μm范围内, 可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。超滤过程无相转化,常温下操作,对热敏性物质的分离尤为适宜,并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能,能在60℃ 以下,pH为2-11的条件下长期连续使用。

工艺流程
原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→循环泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统

工艺流程说明
污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器,通过PLC控制器开启曝气机充氧,生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元,浓水返回调节池,膜分离的水经过快速混合法氯化消毒(次氯酸钠、漂白粉、氯片)后,进入中水贮水池池。反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理设备进行反冲洗,反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时,关闭进水阀和污水循环阀,打开药洗阀和药剂循环阀,启动药液循环泵,进行化学清洗操作。
本一体化生物反应器采用可编程序控制器(PLC)控制。有以下功能:
·膜生物反应器全过程采用自动控制系统,大大减少了运行管理费用。
·当生物反应器内水到高水位时,提升泵停止运行,当水位降至低水位时提升泵自动开启。
·根据中水贮水池水位自动开启、关闭循环泵。
重金属污水处理成套设备
·自动开启、关闭加药泵,加药量可根据需要调整。
·自动运行膜清洗、消毒程序。
·电机设有过流、过载保护。
已建的中水回用工程普遍存在处理效果欠佳、运行费用较高、设施占地面积较大等问题,处理设施运转不理想。因此我国的城市中水处理事业迫切需要开发经济高效适用的处理工艺和配套设备。

MBR工艺特点
膜生物污水处理技术应用于废水再生利用方面,具有以下几个特点:
(1)能高效地进行固液分离,将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单,占地面积小,出水水质好,一般不须经三级处理即可回用。
(2)可使生物处理单元内生物量维持在高浓度,使容积负荷大大提高,同时膜分离的高效性,使处理单元水力停留时间大大的缩短,生物反应器的占地面积相应减少。
(3)由于可防止各种微生物菌群的流失,有利于生长速度缓慢的细菌(硝化细菌等)的生长,从而使系统中各种代谢过程顺利进行。
(4)使一些大分子难降解有机物的停留时间变长,有利于它们的分解。
(5)膜处理技术与其它的过滤分离技术一样,在长期的运转过程中,膜作为一种过滤介质堵塞,膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降,维持MBR系统的有效使用寿命。
(6)MBR技术应用在城市污水处理中,由于其工艺简单,操作方便,可以实现全自动运行管理。

㈢ 厌氧反应器的作用及工作原理

作用:抄采用生物法处理废水袭。

工作原理:ECAR充分利用了厌氧颗粒污泥技术,通过外循环为反应器提供充分的上升流速,保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混合,提高了反应器的处理效率。

高浓度废水由布水系统从ECAR底部泵入,与反应器内的厌氧颗粒污泥充分混合,绝大部分有机物质被转化为沼气,气液分离模块将沼气、水和污泥实现良好分离,沼气由顶部进入沼气输送系统,废水由出水管流入后续处理系统,厌氧污泥回流至污泥床。



(3)废水处理反应器的运行扩展阅读

厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。

上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

㈣ 电子行业的废水的主要处理方法有哪些

电子行业废水比较复杂,除酸碱液外,一般还会有清洗、刻蚀、剥离等生产工艺中产生的废水,其中含有多种有机物和无机物,而且一些特种 有机物在常规的检测方式中(BOD5,COD),并不能体现出其实际的浓度。电子行业废水中常见的污染物包括:染料、四甲基氢氧化铵、丙二醇甲醚醋酸酯、5-氨基四唑、磷酸盐、硝酸盐、 氟化物等。

电子行业废水具有水质波动大、含有有毒物质、处理难度大等特点。电子行业废水的处理基本采用物化法(酸碱调节、加药沉淀)处理,达到当地污水排放标准后排入附近水体或排入污水处理厂与生活污水混合进行处理,回用难度较大。

㈤ 膜生物反应器是如何处理污水的

膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥龄(SRT)可延长至30天以上。
膜生物反应器因其有效的截留作用,可保留世代周期较长的微生物,可实现对污水深度净化,同时硝化菌在系统内能充分繁殖,其硝化效果明显,对深度除磷脱氮提供可能。

一、CCAS处理技术

即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。
污水处理工艺CCAS上独特的优势:
(1)曝气时,CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。
(3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物极低,低的值也保证了磷的去除效果。
CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。

二、连续微滤技术

采用超微滤膜对液体进行选择性过滤分离,在操作压力范围下对液体混合物进行截流而达到分离、浓缩、净化的目的。连续超微滤技术受到市场和用户的广泛关注及使用,为一成熟技术。聚丙烯中空纤维膜元件在净水领域、河川水、深井水及工业制程浓缩的处理有丰富的经验。膜系统中原水在膜外侧,净化水走膜内侧,回流比高,水在膜管内的流速大,有利于减小膜污染。同时采用气水混合反洗工艺,通过空气对膜表面的擦洗,能够有效的保护膜元件,膜清洗效果好,可有效去除水中的细菌、微生物和悬浮物等杂质,出水浊度近于零....
可作为RO、NF的前处理,可使RO、NF进水的SDI≦2,大大的延长了RO、NF膜元件的使用寿命,确保膜系统的长时间的稳定运行。
线上清洗,结合膜材料的优良机械性能,可采用气水反冲洗技术和错流工艺,占地面积小。
传统的方法需要复杂的工艺处理才能达到RO、NF进水的要求,CMF只需一步过滤就可得到高品质的预处理水,直接作为RO、NF的进水,产水率95%以上。

㈥ 污水处理新技术有哪些

1 曝气生物滤池法
曝气生物滤池法是使用了一种在表面长有生物膜的新型粒状滤料,污水由上向下流过滤料,池底提供曝气,使废水中的有机物得到好氧稳定。它可利用处理后出水进行反冲洗,排除增殖的活性污泥。该技术具有以下优点:
1.1较小的池容积和占地面积
因它的容积负荷大,可达3-8kgBOD5/m3/d,为常规二级生物处理的4-10倍,它的池容积和占地面积只是常规二级生物处理的1/10到1/5。
1.2高质量的处理出水
在容积负荷为6kgBOD5/m3/d时,其出水SS和BOD5可保持在20mg/L以下,去除率高,大大满足国内环保排放标准,并可用于中水处理。
1.3简化污水处理流程
该技术可省去二沉池和污泥回流泵房,使处理流程简化,占地面积减少,大量缩减了基建资金和运转费用。如今,此污水处理技术已被欧美及日本等发达国家广泛应用,而在我国却属于新事物。我国在大连兴建的12万吨处理厂即采用此技术,取得了良好的社会和经济效益。
2 升流式厌氧污泥层反应器
该反应器的构造为上、中、下三个区,下部为污泥床区,中部为悬浮污泥区,上部为气、固、液三相分离区。废水先由反应器底部进入向上流过污泥床区与大量的厌氧细菌接触,其中的有机物被分解成沼气。废水再向上流经悬浮污泥层,使残余的有机物继续得到分解。最后含有沼气、污泥和液体的混合液向上流过设在上部的三相分离器进行气、固、液三相分离。沼气在气室被分离并通过导管排走,污泥在三相分离器的测定区被分离,并返回到污泥床区,使反应器可维持足够的生物量。处理过的上清液由反应器顶部出水渠排走。该技术的最大的优点是其内部培养生产甲烷活性高、沉降性能好的厌氧颗粒污泥,能产生大量沼气,是产能型的废水处理装置。反应器内不设机械搅拌,不装填料,构造较为简单,运行管理方便,不需要任何能耗。而且由于其厌氧菌世代期长,在降解有机物过程中,合成菌体细胞量很少,所以产泥量很少,可降低污泥处理费用。
实践证明,该方法可应用于处理各种有机废水,而且回收产生的沼气可作为发电和民用,具有较大的经济效益。
3 内循环厌氧反应器
该反应器的基本构造为上下两个升流式厌氧污泥反应器串连叠加而成。废水由位于下层的升流式厌氧污泥反应器底部进入,与活性很高的厌氧颗粒污泥均匀混合。大部分有机物在这里被转化成沼气,所产生的沼气被下层升流式厌氧污泥反应器收集,并沿着一根特设的提升管上升,同时把混合液从下层升流式反应器提升至设在内循环反应器顶部的气液分离器,被分离出的沼气从顶部的出气管排走,而分离出的泥水混合液将沿着一根回流管返回至下层升流式反应器的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合。内循环的结果是使下层升流式反应器有很高的生物量,很长的污泥龄和很大的升流速度,使反应区的颗粒污泥完全达到流化状态,大大提高下层升流式厌氧污反泥应器去除有机物的能力。
经过下层升流式反应器处理过的废水,自动地进入上层的升流式反应器继续进行处理,剩余的有机物可进一步降解。所产生的沼气由上层升流式反应器收集,反应器内的泥水混合液在沉淀区进行固液分离后,处理过的上清液由出水管排走,沉淀的污泥可自动返回上层升流式反应器的反应区。至此,废水就完成了处理的全过程。
内循环厌氧反应器利用自身产生的沼气为动力,实现了下部混合液的内循环,使废水获得强化的预处理。进而由上层反应器对废水继续进行处理,使出水可达到预期的处理要求。该反应器的主要优点是:有机负荷率高,水力停留时间短,高径比大,占地面积小,基建投资小,出水水质稳定,耐负荷能力强。

㈦ 污水处理中常见的工艺原理及其主要的特点和运行参数。(如AAO、SBR、AB等)

倒置 A AO 工艺具有以下特点[4]:①缺氧区位于工艺系统首端,优先满足反硝化碳源需求,强化了处理系统的脱氮功能;②所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”,同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进人生化效率较高的好氧环境,其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用,提高了处理系统的除磷能力;③通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间,不仅增加了系
统脱氮除磷所需的碳源,而且提高了处理系统内的污泥浓度,强化了好氧区内的同步反硝化作用,进一步缓解了处理系统内的碳源矛盾,提高了处理系统
的脱氮除磷效率;④将常规AZ/O工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统,工艺流程简捷,运行管理方便,占地面积减少;⑤与常规AZ/O工艺相比,倒置AAO工艺的流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近,在老厂改造方面更具推广优势。
运行参数如下:进水流量为132 00一148 80m 3/d,BO D污泥负
荷为0.08一0. 15 kgBOD,/(kgMLSS·d),泥龄为17.0 d ,M LSS为3.8扩L,好氧段DO为1.0一2.0mg/L,污泥回流比为100%

SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程,它在流程上只有一个基本单元,将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池,进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为:进水→曝气→沉淀→滗水→待机。
运行参数:充水时间,一般取1~4h。 反应时间,一般在2~8h,Nv=0.1~1.3kgBOD5/(m3·d)

氧化沟:氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污泥消化池,有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置,是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性
运行参数:最低流速应为0.15m/s,不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘,转刷的浸没深度为250~300mm,转盘的浸没深度为480~ 530mm。

AB工艺的主要特征是:
1.A级污泥负荷很高,B级污泥负荷较低。
2.A级和B级的微生物群体特性明显不同,并通过互不相关的两套回流系统严格分开。
3.不设一沉池,使A级成为一个开放性的生物动力学系统。
4.A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。
运行参数:
级别 F/M 水力停留时间h MLSS g/L 泥龄 DO
A级 2~6 0.5 2.0 4~10h 0.2~0.7
B级 0.10~0.30 2~4 3.5 15~20d 0.7~1.5

㈧ 制药废水处理工艺及管理流程

制药废水处理技术研究

制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药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。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。

1 制药废水的处理方法

制药废水的处理方法可归纳为以下几种:物化处理、化学处理 、生化处理 以及多种方法的组合处理等,各种处理方法具有各自的优势及不足。

1.1 物化处理

根据制药废水的水质特点,在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。

1.1.1 混凝法

该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法,它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中,如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展,由成分功能单一型向复合型发展。刘明华等以其研制的一种高效复合型絮凝剂F-1处理急支糖浆生产废水,在 pH为6.5, 絮凝剂用量为300 mg/L时,废液的COD、SS和色度的去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明显优于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。

1.1.2 气浮法

气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理,在适当药剂配合下,COD的平均去除率在25%左右。

1.1.3 吸附法

常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附-两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示, 吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%,并提高了BOD5/COD值。

1.1.4 膜分离法

膜技术包括反渗透纳滤膜和纤维膜,可回收有用物质,减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。朱安娜等采用纳滤膜对洁霉素废水进行分离实验,发现既减少了废水中洁霉素对微生物的抑制作用,又可回收洁霉素。

1.1.5 电解法

该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视,同时电解法又有很好的脱色效果。李颖采用电解法预处理核黄素上清液,COD、SS和色度的去除率分别达到71%、83%和67%。

1.2 化学处理应用化学方法时,某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染,因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法(fenton试剂、H2O2、O3)、深度氧化技术等。

1.2.1 铁炭法

工业运行表明,以Fe-C作为制药废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。楼茂兴等[9]采用铁炭—微电解—厌氧—好氧—气浮联合处理工艺处理甲红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水,铁炭法处理后COD去除率达20%,最终出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。

1.2.2 Fenton试剂处理法

亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂,它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大加强。程沧沧等[10]以TiO2为催化剂,9 W低压汞灯为光源,用Fenton试剂对制药废水进行处理,取得了脱色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯类化合物从8.05 mg/L降至0.41 mg/L。

1.2.3采用该法能提高废水的可生化性,同时对COD有较好的去除率。如Balcioglu等对3种抗生素废水进行臭氧氧化处理,结果显示,经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均为75%以上。

1.2.4 氧化技术

又称高级氧化技术,它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果,主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点,尤其适合于不饱合烃的降解,且反应条件也比较温和,无二次污染,具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比,超声波对有机物的处理更直接,对设备的要求更低,作为一种新型的处理方法,正受到越来越多的关注。肖广全等[13]用超声波-好氧生物接触法处理制药废水,在超声波处理60 s,功率200 w的情况下,废水的COD总去除率达96%。

1.3 生化处理

生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术,包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。

1.3.1 好氧生物处理

由于制药废水大多是高浓度有机废水,进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释,因此动力消耗大,且废水可生化性较差,很难直接生化处理后达标排放,所以单独使用好氧处理的不多,一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。

(1)深井曝气法

深井曝气是一种高速活性污泥系统,该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外,其保温效果好,处理不受气候条件影响,可保证北方地区冬天废水处理的效果。东北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生化处理后,COD去除率达92.7%,可见用其处理效率是很高的,而且对下一步的治理极其有利,对工艺治理的出水达标起着决定性作用。

(2)AB法

AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高,抗冲击负荷能力强,对pH和有毒物质具有较大的缓冲作用,特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。杨俊仕等采用水解酸化-AB生物法工艺处理抗生素废水,工艺流程短,节能,处理费用也低于同种废水的化学絮凝-生物法处理方法。

(3)生物接触氧化法

该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体,具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法,目的在于驯化不同阶段的优势菌种,充分发挥不同微生物种群间的协同作用,提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序,采用接触氧化法处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化-两段生物接触氧化工艺处理制药废水,运行结果表明,该工艺处理效果稳定、工艺组合合理。随着该工艺技术的逐渐成熟,应用领域也更加广泛。

(4)SBR法

SBR法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点,适合处理水量水质波动大的废水。王忠用SBR工艺处理制药废水的试验表明:曝气时间对该工艺的处理效果有很大影响;设置缺氧段,尤其是缺氧与好氧交替重复设计,可明显提高处理效果;反应池中投加PAC的SBR强化处理工艺,可明显提高系统的去除效果。近年来该工艺日趋完善,在制药废水处理中应用也较多,邱丽君等采用水解酸化-SBR法处理生物制药废水,出水水质达到GB8978-1996一级标准。

1.3.2厌氧生物处理

目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主,但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高,一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器(ABR)、水解法等。

(1)UASB法

UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时,通常要求SS含量不能过高,以保证COD去除率在85%~90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达90%以上。

(2)UBF法买文宁等将UASB和UBF进行了对比试验,结果表明,UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强的特征,是实用高效的厌氧生物反应器。

(3)水解酸化法

水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点:不需密闭、搅拌,不设三相分离器,降低了造价并利于维护;可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物,改善原水的可生化性;反应迅速、池子体积小,基建投资少,并能减少污泥量。近年来,水解-好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用,如某生物制药厂采用水解酸化-二段式生物接触氧化工艺处理制药废水,运行稳定,有机物去除效果显著,COD、BOD5和SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。

1.3.3 厌氧-好氧及其他组合处理工艺

由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求,而厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能,因而在工程实践中得到了广泛应用。如利民制药厂采用厌氧-好氧工艺处理制药废水,BOD5去除率达98%,COD去除率达95%,处理效果稳定;肖利平等采用微电解-厌氧水解酸化-SBR工艺处理化学合成制药废水,结果表明,整个串联工艺对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能力,COD去除率可达86%~92%,是处理制药废水的一种理想的工艺选择;胡大锵等在对医药中间体制药废水的处理中采用水解酸化-A/O-催化氧化-接触氧化工艺,当进水COD为12 000 mg/L左右时,出水COD达300 mg/L以下;许玫英等采用生物膜-SBR法处理含生物难降解物的制药废水,COD的去除率能达到87.5%~98.31%,远高于单独的生物膜法和SBR法的处理效果。

此外,随着膜技术的不断发展,膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点,具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。白晓慧等采用厌氧-膜生物反应器工艺处理COD为25 000 mg/L的医药中间体酰氯废水,选用杭州化滤膜工程公司生产的ZKM-W0.5T型膜组件,系统对COD的去除率均保持在90%以上;Livinggston等利用专性细菌降解特定有机物的能力,首次采用了萃取膜生物反应器处理含3,4-二氯苯胺的工业废水,HRT为2 h,其去除率达到99%,获得了理想的处理效果。尽管在膜污染方面仍存在问题,但随着膜技术的不断发展,将会使MBR在制药废水处理领域中得到更加广泛的应用。

2 制药废水的处理工艺及选择

制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标,所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序,以降低水中的SS、盐度及部分COD,减少废水中的生物抑制性物质,并提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。

预处理后的废水,可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,若出水要求较高,好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素,做到技术可行,经济合理。总的工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。如陈明辉等采用水解吸附—接触氧化—过滤组合工艺处理含人工胰岛素等的综合制药废水,处理后出水水质优于GB8978-1996的一级标准。气浮-水解-接触氧化工艺处理化学制药废水、复合微氧水解-复合好氧-砂滤工艺处理抗生素废水、气浮-UBF-CASS工艺处理高浓度中药提取废水等都取得了较好的处理效果。

3 制药废水中有用物质的回收利用

推进制药业清洁生产,提高原料的利用率以及中间产物和副产品的综合回收率,通过改革工艺使污染在生产过程中得到减少或消除。由于某些制药生产工艺的特殊性,其废水中含有大量可回收利用的物质,对这类制药废水的治理,应首先加强物料回收和综合利用。如浙江义乌华义制药有限公司针对其医药中间体废水中含量高达5%~10%的铵盐,采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收质量分数为30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明显经济效益;某高科技制药企业用吹脱法处理甲醛含量极高的生产废水,甲醛气体经回收后可配成福尔马林试剂,亦可作为锅炉热源进行焚烧。通过回收甲醛使资源得到可持续利用,并且4~5年内可将该处理站的投资费用收回[33],实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说,制药废水成分复杂,不易回收,且回收流程复杂,成本较高。因此,先进高效的制药废水综合治理技术是彻底解决污水问题的关键。

4 结语

关于处理制药废水的研究已有不少报道,但由于制药行业原料及工艺的多样性,排放的废水水质千差万别,所以制药废水并没有成熟统一的治理方法,具体选择哪种工艺路线取决于废水的性质。根据该废水的特点,一般应通过预处理以提高废水的可生化性并初步去除污染物,再结合生化处理。目前,开发经济、有效的复合水处理单元是亟待解决的问题。同时,应加强清洁生产的研究,并在处理前期考虑废水是否有回收利用的价值和适当的途径,以达到经济效益和环境效益的统一。

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