高浓度制药废水需要稀释后才能进入生化系统吗？

制药废水处理技术研究制药工业废水主要包括四大类: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种制剂生产过程中的洗涤水和洗涤废水。其废水具有成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深、含盐量高的特点，尤其是可生化性差，且为间歇排放，处理难度大。随着我国医药工业的发展，制药废水逐渐成为重要的污染源之一，如何处理这类废水是当今环境保护中的一个难题。1制药废水的处理方法制药废水的处理方法可以概括为:物理化学处理、化学处理、生化处理以及各种方法的组合等。每种治疗方法都有各自的优缺点。1.1物理化学处理根据制药废水的水质特点，需要采用物理化学处理作为生化处理的预处理或后处理工艺。目前物理化学处理方法主要有混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换、膜分离等。混凝法(1.1)该技术是国内外广泛应用的水质处理方法，广泛应用于制药废水的预处理和后处理，如中药废水中使用的硫酸铝和聚合硫酸铁。高效混凝处理的关键在于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从低分子向高分子聚合物发展，从单一成分和功能向复合发展。刘明华等人用他研制的高效复合絮凝剂F-1处理快速糖浆生产废水。当pH为6.5，絮凝剂投加量为300 mg/L时，废水的COD、SS和色度去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明显优于粉末活性炭(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。1.1.2浮选浮选通常包括充气浮选、溶解浮选、化学浮选和电解浮选。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置预处理制药废水，投加适当的药剂，COD平均去除率可达25%左右。1.1.3吸附法常用的吸附剂有活性炭、活化煤、腐植酸、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用粉煤灰吸附-两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果表明，吸附预处理对废水中COD的去除率达到41.1%，BOD5/COD值有所提高。1.1.4膜分离技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物排放总量。该技术的主要特点是设备简单，操作方便，无相变和化学变化，处理效率高，节能。Juana等人利用纳滤膜分离林可霉素废水，发现不仅降低了林可霉素对废水中微生物的抑制作用，而且回收了林可霉素。1.1.5电解法因其效率高、易操作而受到重视，电解法脱色效果好。Mars对核黄素上清液进行电解预处理，COD、SS和色度的去除率分别达到765、438+0%、83%和67%。在1.2化学处理中使用化学方法时，部分试剂的过量使用容易导致水的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学方法包括铁炭法、化学氧化还原法(芬顿试剂、H2O2、O3)、高级氧化技术等。1.2.1铁炭工艺的工业运行表明，以铁炭作为制药废水的预处理步骤，可大大提高出水的可生化性。娄茂兴等[9]采用铁炭-微电解-厌氧-好氧-气浮组合处理工艺处理红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水。铁炭处理后，COD去除率达到20%，最终出水达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)一级标准。1.2.2芬顿试剂处理法亚铁盐与H2O2结合称为芬顿试剂，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，紫外光(UV)和草酸盐(C2O42-)被引入Fenton试剂，大大增强了其氧化能力。程沧仓等[10]以TiO2为催化剂，9 W低压汞灯为光源，用Fenton试剂处理制药废水，取得了脱色率100%，COD去除率92.3%的效果，硝基苯类化合物由8.05 mg/L下降到0.41 mg/L。例如，Balcioglu用臭氧氧化法处理了三种抗生素废水。结果表明，不仅提高了BOD5/COD比值，而且COD去除率达到75%以上。1.2.4氧化技术又称高级氧化技术，汇集了现代光、电、声、磁、材料等相关学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化、湿式氧化、超临界水氧化、光催化氧化、超声波降解等。其中，紫外催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，特别适用于不饱和烃的降解，且反应条件温和，无二次污染，具有良好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波处理有机物更直接，所需设备更少。作为一种新的治疗方法，它正受到越来越多的关注。肖光权等[13]采用超声波-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的条件下，废水的COD总去除率达到96%。1.3生化处理生化处理技术是目前广泛应用的制药废水处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧组合法等。1.3.1好氧生物处理由于制药废水多为高浓度有机废水，在进行好氧生物处理时通常需要稀释原液，因此耗电量大，废水可生化性差，生化处理后难以直接排放。所以单独好氧处理不多，一般需要预处理。常用的好氧生物处理方法有活性污泥法、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)、循环活性污泥法(CASS法)等。(1)深井曝气是一种高速活性污泥系统，具有氧利用率高、占地面积小、处理效果好、投资少、运行费用低、无污泥膨胀、污泥产量低等优点。另外保温效果好，处理不受气候条件影响，可以保证北方冬季污水处理的效果。东北制药总厂高浓度有机废水经生化处理后，COD去除率达到92.7%，说明处理效率很高，对下一步处理极为有利，对工艺处理的出水标准起着决定性作用。(2)AB工艺AB工艺属于超高负荷活性污泥法。AB法对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率普遍高于常规活性污泥法。其突出优点是A级负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质有很大的缓冲作用，特别适用于处理浓度高、水质水量变化大的污水。杨君石等采用水解酸化-AB生物工艺处理抗生素废水。该工艺流程短，节能，处理费用低于化学絮凝-生物法处理同类废水。(3)生物接触氧化综合了活性污泥法和生物膜法的优点，具有容积负荷高、污泥产量低、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。许多项目采用两阶段法，旨在不同阶段驯化优势菌株，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。工程上常用厌氧消化和酸化作为预处理工艺，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-两级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。随着这项技术的逐渐成熟，应用领域更加广泛。(4)SBR工艺SBR工艺具有抗冲击负荷能力强、污泥活性高、结构简单、无需回流、运行灵活、占地少、投资低、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适用于处理水量和水质波动较大的废水。王中用SBR法处理制药废水的试验表明，曝气时间对该工艺的处理效果影响很大；设置缺氧段，特别是缺氧和好氧的交替设计，可以明显提高处理效果；反应池投加PAC的SBR强化处理工艺能明显提高系统的去除效果。近年来，该工艺日趋完善，在制药废水处理中得到了广泛应用。邱丽君等人采用水解酸化- SBR法处理生物制药废水，出水水质达到GB 8978-1996一级标准。1.3.2厌氧生物处理目前国内外处理高浓度有机废水的主要方法是厌氧处理，但单独厌氧处理后出水COD仍然较高，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和设计，对运行条件进行深入研究。升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器(ABR)和水解法已成功应用于制药废水的处理。(1)UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、不需要额外的污泥回流装置等优点。用UASB法处理卡那霉素、叶绿素酶、VC、SD、葡萄糖等制药废水时，通常要求SS含量不能太高，以保证COD的去除率在85% ~ 90%以上。两级串联UASB的COD去除率可达90%以上。(2)UBF·法麦文宁等人在UASB和UBF之间做了比较试验。结果表明，UBF是一种实用高效的厌氧生物反应器，具有反应液传质分离效果好、生物量大、生物种类多、处理效率高、运行稳定性强等特点。(3)水解酸化水解池称为水解升流式污泥床(HUSB)，是一种改进型UASB。与全流程厌氧池相比，水解池具有以下优点:无需密封搅拌，无三相分离器，降低了成本，有利于维护；它能将污水中的大分子和难生物降解的有机物降解成小分子和易生物降解的有机物，提高原水的可生化性；反应迅速，池小，资金投入少，污泥减少。近年来，水解-好氧工艺在制药废水处理中得到广泛应用。如某生物制药厂采用水解酸化-两级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-好氧等组合处理工艺往往因好氧处理或单独厌氧处理而无法满足要求，而厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在提高废水的可生化性、耐冲击性、投资成本和处理效果等方面表现出比单一处理方法明显的优势，因此在工程实践中得到了广泛的应用。如利民制药厂采用厌氧-好氧工艺处理制药废水时，BOD5去除率达到98%，COD去除率达到95%，处理效果稳定。肖立平采用微电解-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抗冲击能力，COD去除率可达86% ~ 92%，是处理制药废水的理想工艺选择。胡大强等采用水解酸化-A/O-催化氧化-接触氧化工艺处理医药中间体废水。当进水COD约为12 000 mg/L时，出水COD低于300mg/L；徐美英等人采用生物膜-SBR工艺处理含可生物降解物质的制药废水，COD去除率可达87.5% ~ 98.35438+0%，远高于生物膜法和SBR法单独处理。此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR结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、剩余污泥少等优点。白晓辉等采用厌氧-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，选用杭化膜工程公司生产的ZKM-W0.5T膜组件。系统中COD的去除率保持在90%以上。Livinggston等人首次利用特化细菌降解特定有机物的能力处理含3，4-二氯苯胺的工业废水。水力停留时间为2 h，去除率达到99%，达到了理想的处理效果。虽然膜污染仍存在问题，但随着膜技术的不断发展，MBR将会在制药废水处理领域得到更广泛的应用。2制药废水的处理工艺和制药废水水质特性的选择，使得大部分制药废水单靠生化处理是无法达标的，所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设置调节池调节水质、水量和pH，并根据实际情况采用一些物化或化学方法作为预处理工艺，以降低水中的ss、盐度和部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，提高废水的可生化性，有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点采用厌氧和好氧工艺进行处理。如果对废水的要求很高，应在好氧处理过程之后继续进行后处理。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、运行维护等因素，做到技术可行、经济合理。总体工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。如陈明辉等人采用水解吸附-接触氧化-过滤组合工艺处理含人工胰岛素的综合制药废水，处理后的出水水质优于GB 8978-1996的一级标准。采用气浮-水解-接触氧化工艺处理化学制药废水，采用复合微氧水解-复合好氧-砂滤工艺处理抗生素废水，采用气浮- UBF-CASS工艺处理高浓度中药提取废水，均取得了良好的处理效果。制药废水中有用物质的回收利用促进了制药工业的清洁生产，提高了原料利用率和中间产品、副产物的综合回收率，通过工艺改造减少或消除了生产过程中的污染。由于某些制药生产过程的特殊性，其废水中含有大量可回收物质。处理这类制药废水，首先要加强物质回收和综合利用。如浙江义乌华谊制药有限公司利用固定刮膜蒸发浓缩结晶回收质量分数约30%的(NH4)2SO4和NH4NO3作为肥料或回用于其医药中间体废水中的铵盐，经济效益明显；某高科技制药企业采用吹脱法处理甲醛含量高的生产废水。甲醛气体回收后可制成福尔马林试剂，也可作为焚烧的锅炉热源。通过回收甲醛，资源得以持续利用，处理站投资成本可在4 ~ 5年内收回[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，回收难度大，回收工艺复杂，成本高。因此，先进高效的制药废水综合处理技术是彻底解决污水问题的关键。4结论制药废水的处理已有不少报道，但由于制药行业原料和工艺的多样性，排放的废水水质差异很大，所以制药废水没有成熟统一的处理方法，具体选择的工艺路线取决于废水的性质。根据废水的特点，一般应采用预处理来提高废水的可生化性和初步去除污染物，然后再与生化处理相结合。目前，开发一种经济有效的复合水处理装置是一个亟待解决的问题。同时，应加强清洁生产的研究，在处理的前期就考虑废水是否具有回收利用的价值和合适的途径，以达到经济效益和环境效益的统一。