制药废水的混凝强化生物处理试验研究

制药废水的混凝强化生物处理试验研究（精选5篇）

篇1：制药废水的混凝强化生物处理试验研究

制药废水的混凝强化生物处理试验研究

摘要：介绍了一种新的制药废水处理方法--混凝强化生物处理技术.将少量的硫酸亚铁混凝剂与废水混凝后进入生物曝气池运行,混凝过程形成的沉淀颗粒既能支持微生物的生长,又能在其表面形成生物活性膜,成为污泥菌类理想的`载体,从而强化了生物处理的去除效果.该方法所需投加混凝剂的质量浓度仅为50 mg/L,处理后产生的污泥量少,且污泥的沉降性能好.与常规的生物处理法相比,具有处理负荷高、去除效果明显等优点.并从混凝作用、生物膜的形成、铁离子对微生物的电子传递及催化作用等方面探讨了混凝强化生物处理的作用机理.作者：刘家辉 Liu Jiahui 作者单位：苏州科技学院化学化工系,江苏,苏州,215009 期刊：工业水处理 ISTICPKU Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年，卷(期)：2006, 26(9) 分类号：X703.1 关键词：混凝强化生物处理混凝剂制药废水

篇2：制药废水的混凝强化生物处理试验研究

EM强化处理制药废水试验研究

应用生物接触氧化法投加有效微生物菌群(EM)对制药废水中化学需氧量的去除效果进行试验研究和分析.结果表明:EM接种量(VEM∶VPW)在1×10-4～3×10-3范围内,化学需氧量去除率最大增幅达13.4%;EM投加周期约10 d左右,在工程应用上具有可行性.

作者：王国平黄晓菊李寿泉作者单位：徐州建筑职业技术学院,江苏,徐州,221008刊名：工业水处理 ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：25(1)分类号：X703.1关键词：有效微生物群接触氧化法制药废水化学需氧量

篇3：制药废水的混凝强化生物处理试验研究

关键词：抗生素,制药工业废水,生物处理

抗生素主要是微生物在生命活动过程中产生的能够在低浓度下有选择性的抑制或影响其他生物机能的有机化合物。抗生素制药废水的特性较为复杂, 是一种难降解且毒性很大的高浓度有机废水, 直接排放将对环境产生严重的污染。企业在发展的过程中, 为了实现自身的可持续发展需要对抗生素制药工业废水进行有效地处理, 这样不仅能够促进企业的生存和发展, 同时也是对社会负责任的表现, 具有一定的现实意义。

1 抗生素制药工业废水的来源与特征

1.1 抗生素工业废水的来源。

抗生素的生产工艺较为繁杂, 其中包括微生物发酵、过滤、萃取以及运用化学方法进行提取、精制等工艺过程, 因此, 抗生素制药工业废水的主要来源可以从以下几个方面来进行具体的分析:

抗生素制药工业废水主要以高浓度的发酵废水为主, 水体中富含发酵残余的营养物质, 包括糖类、无机盐以及酸碱等有机溶剂等在内。另外还有洗涤废水, 洗涤废水的浓度属于中浓度有机废水, 除此之外还有冷却废水。在提取、精制的过程中, 主要会产生有机溶剂废水。这也属于抗生素工业废水的来源之一。

1.2 抗生素制药工业废水水质的特征。

第一, 水质成分相对较为复杂。这种制药废水水质的酸碱度会存在着不同程度的波动, 其中色度较高, 而且具有较浓的气味。而且含有大量的有机溶剂和表面活性剂的成分。第二, 在抗生素的工业废水中, 包含着较难降解的物质, 另外还含有具有较强抑菌作用的毒性物质, 而且水质中的硫酸盐浓度相对较高。第三, 在抗生素工业废水的排放中, 主要呈现间歇排放的状态, 虽然水流量较小但是也会对生物的处理带来不便。

1.3 国内抗生素制药工业废水的处理工艺现状。

近年来, 对于抗生素制药废水的处理技术正在日臻完善, 发挥了其经济性和便捷性的特点, 同时, 国内的相关学者也进行了更为深入探讨和研究。以下, 笔者将对废水处理的工艺现状进行具体分析:

第一, 混凝-水解酸化-好氧工艺。这种工艺方法已经得到了广泛的应用, 主要采用的是曝气、混凝以及水解的办法来对抗生素工业废水进行处理。在进行预处理之后采用好氧工艺来进行。具体来说就是在废水池中放置弹性材料, 然后进行设计曝气头。这种装置主要能够对污泥的膨胀程度进行控制, 去除COD率较高, 同时具有灵活便捷的优势。第二, 微电解-水解-好氧接触氧化。在一些制药厂的废水处理过程中, 由于使用尿素、盐酸、糠醛、亚硝酸钠以及乙醇胺等原料, 使得废水中含有大量的氯离子, 而呈现出较强的酸性。微电解-水解-好氧处理工艺主要就是针对这类废水。其中微电解池以铁碳反应池为主, 在其中加入大量的铸铁粉或者是活性炭。这种物质的加入可以对废水的p H值和毒性成分进行有效地调节, 利于后续的好氧生物处理顺利进行。第三, 光降解法。这种处理方法是一种新型的处理技术, 主要以无污染反应著称, 备受技术人员和专家学者的青睐。采用这种方式进行废水处理的过程中, 需要运用光催化反应器等相关的实验设备, 然后用二氧化钛作为主要的催化剂。在不同的条件下进行光催化实验, 观察各种结果。但是这种方法在利用其处理废水的过程中还存在着严重的缺陷, 主要是二氧化钛催化剂回收利用率较低。而且, 进行高效地光催化还较有难度。

另外, 从国内的废水处理工艺来看, 还包括电解法、膜分离法以及吸附法等相关的处理工艺, 且都取得了显著的成效, 在抗生素工业废水的处理中也得到了普遍的应用。

2 抗生素制药工业废水生物处理技术

2.1 好氧处理法。

一般用于抗生素废水处理的好养生物处理法包括:普通活性污泥法、深井曝气法、生物流化床法、生物接触氧化法等。目前, 比较成熟的抗生素处理方法是活性污泥法。在改进曝气方法后, 加强预处理, 整个装置运行的更加稳定。但是普通活性污泥法缺点也是显而易见的, 处理工程中废水需要大量稀释, 泡沫多, 易发生膨胀, 去除率不高等等。因此常常使用二级或多级处理。深井曝气法是高速活性污泥系统。其氧气利用率高、污泥负荷高、投资较少、效率高、占地面积小, 不存在膨胀问题。

生物流化床法灵敏度高、容积负荷能力强, 占地面积较小等具有活性污泥法和生物滤池法相结合的特点。生物接触氧化法的废水处理能力比较强, 不仅具有活性污泥法的优点, 也有生物薄膜的优点, 这使得这种方法能够有效地处理容易引起污泥膨胀的有机废水。

2.2 厌氧处理法。

厌氧生物处理是指通过厌氧微生物在无分子氧的条件下将废水中的有毒的、难以降解的高浓度有机物转化为甲烷和CO2。又有产酸菌和产甲烷菌的不同生物特征, 通过构造利于其生长的环境条件, 在厌氧处理过程的首阶段, 利用产酸菌的生长快、对毒物敏感性差等特点, 提高废水的可生化性, 提高系统的负荷能力。与好氧处理相比, 厌氧法在处理高浓度有机废水方面通常具有以下优点:a.对有机物处理能力强;b.处理过程中污泥产生较少, 而且所产生的污泥易于脱水;c.处理过程中所需营养物较少;d.低能耗、不需曝气;e.可以将所产生的沼气回收利用;f.对水温的适宜范围较广。

厌氧生物处理目前只停留在实验阶段, 实际工程中应用仍然不多。由于厌氧阶段的操作运行条件极为苛刻, 又由于此阶段采用产生甲烷的方法, 原废水中易于降解的有机物被甲烷化, 剩余的主要为难以降解或厌氧消化剩余产物, 处理效率较低。

2.3 厌氧 (缺氧) 一好氧组合工艺。

为了使抗生素制药废水的理化特性适合于后续的处理, 需要稳定水量、水质, 还需要去除抑制微生物生长的物质, 提高废水的可生化性。抗生素废水处理工艺技术极为复杂, 单独用某种方法效果不能满足净化水资源的效果。因此, 将多种方法科学有序的组合起来可有效地增强其处理能力, 有效地改善抗生素工业废水的可生化性、耐冲击性, 直接地提高了净化效率, 增强企业效益, 减轻对环境的污染。不仅运行稳定成本低, 且污泥剩余较少, 基建投资和占地面积小。

结束语

由于抗生素制药工业废水是一类成分复杂、生物毒性高、含难降解物质的高浓度有机废水, 且对环境造成很大的污染, 将严重危害人类的健康。这就要求抗生素制药企业不断加强废水处理技术的研发和改进, 开发出一种经济有效的复合处理技术, 提高出水质量, 降低处理成本。

参考文献

[1]武强, 何大伟.浅谈制药废水处理技术[J].黑龙江科技信息, 2009 (23) .

[2]李宇庆, 马楫, 钱国恩.制药废水处理技术进展[J].工业水处理, 2009 (12) .

篇4：水性油墨废水的混凝工艺试验

探讨了水性油墨废水处理中的混凝工艺,对混凝剂的种类及投药量、混凝最佳pH值、助凝剂种类及投药量等工艺条件进行了优化.当混凝剂为FeCl3,投药量为80mg/L,pH为4.0左右,助凝剂为壳聚糖,投药量为0.8mg/L时,处理后的.废水COD去除率达87%以上,色度去除率达99%以上.

作者：张涛呼世斌周丹 ZHANG Tao HU Shi-bin ZHOU Dan 作者单位：陕西西北农林科技大学环境工程研究室,杨陵,712100 刊名：环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 28(3) 分类号：X132 关键词：水性油墨混凝 FeCl3 壳聚糖

篇5：制药废水的混凝强化生物处理试验研究

目前,制药废水的处理方法有物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等。其中,高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes, AOPs)和与生物技术的联合运用受到了广泛关注,这是因为高级氧化技术具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点,但成本较高;而生物法虽然处理成本较低,但对于难降解有机污染物处理效果较差,因此,两者结合可同时解决高级氧化技术运行费用高和传统生物法效果不佳的问题[5,6]。对于制药废水的处理,联合技术的运用具有相当独特的优势,应用前景广泛。

1 高级氧化及生物联用技术的原理、特点以及在制药废水处理中的应用

1.1 Fenton法/类Fenton法和生物法联合应用

Fenton法是难降解有机物处理过程中研究较多的一种高级氧化技术,与其它高级氧化技术相比,其操作简单、快速、可产生絮凝等优点而倍受人们的青睐[7,8,9]。Fenton试剂是Fe2+和H2O2的结合,在pH为酸性条件下,二者反应生成具有高反应活性的羟基自由基·OH,·OH可与大多数有机物作用使其降解以至矿化。采用Fenton试剂既可以独立地进行处理,也可在其它方法(如生物法)处理前作为预处理方法,或在处理后进行后续深度处理,最终达到排放要求,并将各类经过改进的Fenton试剂统称为类Fenton试剂,如:UV/Fenton法、Fe3+/H2O2法、UV/H2O2法和电/Fenton法等。

1.1.1 Fenton法/类Fenton法用于制药废水的预处理

Mohamed[10]处理两种制药生产废水,废水成分复杂,COD分别高达13 023 mg/L和4 100 mg/L,且含有难降解和有毒物质。单独采用活性污泥法处理时,COD去除率只有51%和56%,TOC去除率只有48%和36%,如果先进行Fenton法处理,废水的生化性可大大提高,有利于后续的生物法处理,最后总的COD去除率达到92.07%和99%,且各种药物成分几乎全部去除。唐玉芳等[11]采用的电-Fenton法利用电解辅助Fenton法,将电解和Fenton技术有机地结合在一起。电解作用能使Fenton反应产生的Fe3+持续有效地还原再生Fe2+,提供更多的Fe2+催化H2O2,因而电-Fenton法对废水的COD去除效果明显大于Fenton法。COD去除率达70%,BOD5/COD由0增至0.41。翁宏定[12]采用“Fenton+接触氧化”工艺处理土霉素生产的废水,Fenton试剂反应的COD平均去除率为87%,最终出水COD,BOD5分别小于132 mg/L,52 mg/L。该工艺用于处理土霉素生产的废水时要耗费用约为3.0~3.5元/t,其运行成本较高,因此只适宜于小规模的制药废水处理。易婷等[13]利用芬顿试剂与SBR组合工艺处理中药提取废水博落回,当进水COD为7 300 mg/L,反应120 min后COD去除率为65.3%,BOD5/COD由0.14上升到0.22,可生化性得到提高。Fenton氧化出水经SBR工艺处理后COD可控制在500 mg/L以内,达到三级排放标准,有利于后续生物处理。

1.1.2 Fenton法/类Fenton法用于制药废水的深度处理

杨健等[14]采用厌氧+好氧+Fenton试剂+絮凝沉淀工艺处理洁霉素生产的废水,该废水BOD5/COD为0.38~0.42,具有较好的可生化性,经“厌氧+好氧”生化工段处理后,COD由16 800~24 300 mg/L降为1 000 mg/L左右,BOD5 降至100 mg/L以下,COD去除率达94%以上, BOD5/COD达0.1,此时废水中可生化降解物质基本得到去除;再经Fenton试剂+絮凝沉淀工段进一步去除废水中难生化降解的有机物,COD去除率达73%,最后出水COD、BOD5分别降至267 mg/L,30 mg/L。在这里,Fenton试剂作为后置深度处理,对难生化有机物起到进一步消减的作用。Josiani Berto等[15]处理医药废水时,采用Fenton法作为生物法的后续处理工艺,既减少了废水的COD和BOD5的含量,提高了废水的可生化性,也减少了出水的病原体所产生的生态毒性。苏荣军等[16]采用Fenton试剂深度处理胃必治制药废水,确定了最佳工艺条件,在最佳条件下,COD去除率达到89.5%,出水COD浓度降到66 mg/L,达到国家排放标准要求。

Fenton氧化技术的缺点是处理时对pH有一定要求,若将强碱性废水调至低pH, 必耗费大量酸。处理后出水含有大量Fe2+,导致废水色度加深,且容易引起二次污染,一定程度上影响了该系统的推广应用。因此,近年来出现了各种对Fenton氧化技术进行改进的研究。申婷婷等[17]通过络合水溶液中的Fe3+,使反应能在中性条件下进行,从而有效拓宽Fenton试剂的pH值范围,虽然反应时间延长,但仍然能达到较好的处理效果。如采用Fe3+与EDTA络合物为催化剂,在中性条件下阿莫西林降解率和COD去除率分别为86.0%和78.0%,可生化性BOD5/COD由0增至0.48。另外,铁离子的固定化技术引起了关注[18],人们以膨润土等作为铁离子的载体,通过离子交换等方式,制备含铁的固体氧化剂,进行异相Fenton反应,可降低成本,同时避免了出水中铁离子引起的二次污染。

1.1.3 Fenton法/类Fenton法与生物法联合应用

在众多的类Fenton法中,应用于制药废水处理较多的是UV/Fenton法。UV/Fenton体系是 UV/H2O2系统与H2O2/Fe2+系统的结合, 其优点是:可降低Fe2+的用量,保持H2O2较高的利用率;紫外光和 Fe2+对H2O2的分解具有协同作用,即H2O2的分解速率远大于Fe2+或紫外光催化分解H2O2速率的简单加和;有机物在紫外线作用下可部分降解,使有机污染物矿化更充分。

C. Sirtori等[19]采用光-Fenton+固定生物膜反应器(IBR)组合工艺处理工业制药废水,通过废水的可生化性和毒性的检测,光-Fenton法能完全降解废水中的主要污染物质萘啶酮酸,并生成可生物降解的中间产物,经IBR工艺处理废水剩余DOC少于35 mg/L。整个工艺DOC去除率为95%(光-Fenton为33%,IBR工艺为62%)。类Fenton 试剂氧化PPG生产废水, pH为3、Fe2+浓度为 1.5 mmol/L、H2O2浓度为25 mmol/L时, 无光照降解30 min, COD去除率达44%, TOC去除率35%, BOD5/COD从0.1升至0.24; 而用紫外光照射相同时间, COD去除率升至56%, TOC去除率升至42%, BOD5/COD从0.1升至0.45。毒性测试表明UV/Fenton法能完全去除PPG的毒性并将其部分氧化[20]。Puangrat[21]处理医药废水时,采用UV/Fenton法进行预处理,BOD5/COD从0.3增至0.52,通过毒性测试,经高级氧化处理的废水对微生物没有毒害作用,之后采用活性污泥法处理,废水的COD,BOD5和TOC几乎全部去除。

1.2 光催化氧化法和生物法联合应用

光催化氧化的本质是半导体微粒充当氧化还原反应的电子传递体,该法一般以TiO2作为光催化剂,通过光激发TiO2产生高活性光生空穴和光生电子,从而形成氧化-还原体系。水溶液中发生光催化氧化反应时,导体表面失去电子,氧化的主要是水分子。经过一系列可能的反应之后,在溶液中就产生了大量高活性的·OH。

赵梦月等[22]采用光催化降解法和生物降解法联合处理有机磷废水,将光催化技术作为预处理,使废水COD得到部分去除,大大提高废水的可生化降解性,后续生物降解效果提高。采用本工艺,COD的去除率达到90%以上,机磷的去除率达100%。用自然光代替紫外光照射时,虽然处理效率略有下降,但仍可做到达标排放。但预处理工艺控制失当,会产生大量毒性更大、稳定性更强的难降解中间产物而使后续生物处理工艺更难进行[23]。

胡大锵等[24]采用水解酸化+A/O+催化氧化+接触氧化处理卡马西平、氟派酸、SDM、SASP等医药中间体生产的废水,废水的COD为14 000 mg/L,BOD5为5 500 mg/L。由于经一级A/O生化处理后,BOD5/COD大大降低(约在0.05以下),单靠兼氧氧化已不能使BOD5/COD改观。故应引入催化氧化单元,以较大幅度地提高BOD5/COD,从而提高COD去除率,保证出水的达标排放。左红影[25]采用自制光催化氧化试验装置处理经ABR厌氧处理后的半合成抗生素制药废水,废水的COD为823 mg/L,经光催化氧化处理,当废水流速200 L/h、空气流速70 L/h、光解时间90 min时,COD去除率达93.1%、COD降至56.8 mg/L。

1.3 臭氧技术和生物法联合应用

臭氧是一种强氧化剂和消毒剂,广泛地应用于各种制药废水的处理[26,27,28,29]。O3不仅能处理有机污染物,还能去除不完全生化处理后的病原体,起到除臭、杀菌等作用。为了提高污染物的去除效率,O3一般需与其它氧化技术联用,如H2O2/O3技术和UV/O3技术[28]。在水中O3生成·OH 主要有以下3种途径:在碱性条件下分解生产·OH,在紫外光作用下生产·OH 和在金属催化剂催化下生产·OH。

Arslan Alaton等[30]利用H2O2/O3氧化工艺处理青霉素发酵液废水,经过滤,COD为830 mg/L;用O3处理, COD去除率平均为30%;用H2O2/O3 (20 mmol H2O2)处理,COD去除率为83%。O3输入量为 (40 mg/L)/min时,BOD5/COD最高为0.45。经O3处理后的污水再经活性污泥法处理,COD去除率达81%,出水为100 mg/L,充分证明了H2O2/O3部分去除了难以生物降解的物质。高健磊等[31]利用H2O2/O3预处理制药废水,研究了H2O2/O3氧化对克林霉素、左氧氟沙星、阿奇霉素等生产综合废水可生化性提高的影响,结果显示在最佳反应条件下,废水的OUR值从0提高至0.578 mg/(g·min),可生化性得到改善,能够满足后续生物处理需要。UV/O3 兼可杀菌、除臭,适于污水处理厂深度处理,自20世纪80年代以来,陆续在英国、美国、日本、加拿大等国家实现工程应用。德国市政污水处理厂采用UV/O3处理含有5种抗生素、5种β-阻抗剂、4种抗炎剂、2种脂类代谢产物和抗癫痫药物酰胺咪嗉、天然雌激素、雌素酮等药剂的废水,15 mg/L的O3接触反应18 min,所有的残留药剂均已低于LC/MS/MS检测限[32]。

1.4 超声波技术和生物法联合应用

超声波能促进空化气泡的形成和压缩。空化气体在被压缩的过程中产生局部高温和高压,形成·H,·OH,·O和H2O2等。它们与污染物反应,从而降解水中有机物,其中降解反应机理为局部高温热解和·OH氧化。超声氧化降解速度快,对于非极性、易挥发的有机污染物降解效果显著。如对硝基苯这类半挥发性有机物的制药中间体进行处理,用100 W输出功率超声降解60 s,硝基苯降解率达80.9%;引入Fenton试剂可使硝基苯降解率提高到92%,同时可降低声波强度、缩短反应时间[33,34]。肖广全等[35]采用超声波+好氧生物接触法处理庆大霉素,链霉素等的制药废水。结果表明:虽然用超声波处理制药废水COD去除率仅在13%~16%之间,但是经过超声波预处理后,再进行好氧生物接触处理,COD去除率可以达到70%左右,组合工艺对该制药废水的COD去除率可达到96%以上,最后出水COD在200~300 mg/L之间。可见,该处理技术对COD的去除是非常有效的。

1.5 电化学和生物法联合应用

电化学-生化法处理COD为5 603 mg/L的高浓度生物制药废水[36],如果原水直接生化处理COD去除率为43%;若先进行电化学处理,污水的COD下降13%,继而进行好氧生化,COD总去除率达到81%。王志荣等[37]采用电解-SBR串联工艺处理化学合成制药废水,经过电解预处理后,废水的BOD5/COD比从原来的0.17提高到0.51,可生化性大大提高,电解预处理COD去除率为37%~47%,再进行SBR生化处理系统处理,COD去除率达80%~86%。

2 高级氧化及生物联用技术在制药废水处理中的应用前景展望

高级氧化技术处理废水时,有时其氧化产物比原废水的化合物更具毒性,如氯气与扑热息痛反应而产生多种产物,其中两种有剧毒[38],可能是因为氯气与萘普生反应产生了比萘普生更具毒性的产物[39]。因此,在处理难降解废水时,需先了解废水中的药物特性,并分析氧化产物的结构与特点,以避免对后续生物处理产生不利影响。另外,传统的生物处理工艺由于活性污泥中杂菌多需要消耗较多的氧气与营养物质,抑制了正常细菌的生长和作用的发挥,缺乏高效降解优势菌株,处理效率低。