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醫藥化工高鹽廢水如何處理

醫藥化工高鹽廢水如何處理

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【摘要】:

近些年來,隨著我國工業的高速發展,工業用水量也隨之增長,因而使得工業廢水也在逐年增加,其中,醫藥化工行業廢水量的增長尤為明顯。在這過程中,醫藥化工廢水也逐漸表現出了降解難、鹽度高以及成分復雜等特點,再加上生產技術的不斷發展。廢水處理難度大大提高,對我國的環境造成了極大的威脅。

  1高鹽廢水的定義

  所謂的高鹽廢水,就是指將達到排放標準的廢水通過應用反滲透技術進行絕大部分的淡水回收處理之后,所生成的濃鹽廢水再利用蒸發技術或者其他各種脫鹽技術進行處理,最終所得的TDS(即總溶解固體)的質量分數超過8%的難以進行生化處理的濃廢液,或者是在醫藥化工的整個生產流程中直接生成的高COD含量且TDS(即總溶解固體)的質量分數超過15%的難以進行生化處理的廢水。想要徹底解決這一類高鹽廢水的污染問題,不僅要有效減少高鹽廢水之中的COD含量,更為關鍵的乃是分離廢水之中的可溶解鹽類物質,只有真正做到以上兩方面的工作,才能真正達到高鹽廢水的預期處理目標。

  2醫藥化工高鹽廢水的常規處理技術

  現階段,在醫藥化工物質的生產過程中,由于會使用大量的酸性或堿性物質,所以最終兩者中和后會產生大量的無機鹽,與此同時,在生產過程中也會應用大量的無機鹽溶液實施洗滌處理,最終形成了大量的醫藥化工高鹽廢水。根據相關數據資料現實,醫藥化工高鹽廢水的總鹽度超過100000mg/L之上,CODer含量超過50000mg/L之上,在與其它稀廢水進行混合之后,醫藥化工廢水的總鹽度在絕大多數情況下也會超過30000mg/L之上,CODer含量也會超過15000mg/L之上。由此可見,普通的生化處理手段已難以適應當前的醫藥化工高鹽廢水處理需求,這是因為一方面,醫藥化工廢水中的總鹽度過高,另一方面,廢水中的CODer含量也過大,因而大幅度提高了微生物外部的滲透壓強,從而使得生物菌種難以在高鹽度的環境下生長和生存。根據國內外的相關資料顯示,目前醫藥化工廢水的常規處理方式主要為:第一,在前端環節應用多效蒸餾裝置或者MVR蒸餾技術進行鹽分的去除,第二,在后端環節應用生化處理法與法和生化處理法與物化處理法相結合、電化學處理法與生化處理法相結合的手段進行處理。下面,本文將重點介紹一下其中的蒸餾技術和稀釋技術。

  2.1蒸餾技術

  運用蒸餾技術進行醫藥化工廢水的脫鹽處理,其最大的應用優勢在于最終處理所得的淡水的水質較好。當前,醫藥化工廢水的蒸餾技術大多數是基于海水脫鹽淡化技術而發展形成的,從本質上來說,蒸餾技術就是借助熱能對溶液進行蒸發處理,其后再對水蒸氣實施冷卻處理,以此來實現淡水的回收。由于科學技術的不斷發展進步,蒸餾技術也在不斷地革新中,目前應用較為成熟的包括有多效蒸餾裝置和膜蒸餾技術。

  2.1.1多效蒸餾裝置

  這一蒸餾裝置最早應用于海水的淡化處理,現階段,對于其在水處理領域的研究也日益增多。由于多效蒸餾裝置所處的是低溫環境,因而具有十分顯著的節能優勢,近幾年來發展十分迅猛,裝置的規格也逐漸擴大,應用成本逐漸降低。多效蒸餾裝置當前的主要發展趨勢為進一步提高裝置的單機造水性能,應用廉價材料以降低工程的成本支出、提升操作環境的溫度以及提升裝置的傳熱效能等等。

  2.1.2膜蒸餾技術

  該種蒸餾是一種全新的分離技術,指的是將傳統的蒸餾過程與膜分離技術進行有機融合的新型的膜分離流程。相較于其它多種的膜分離流程,膜蒸餾技術所具備的主要優勢在于溶液濃度對其的影響十分小。Schofield等研究者對鹽溶液進行了相關的實驗,最終證明5mol/L的氯化鈉溶液中的飽和蒸汽壓相較于純凈水僅僅下降了25%,而通過膜蒸餾技術則下降了30%,由此可得,相較于其它多種的膜分離流程,膜蒸餾技術對于高濃度的水溶液具有較強的處理作用。趙晶等研究者經過研究發現,利用VMD(即真空膜蒸餾技術)進行反滲透濃水的處理時,雖然在整個濃縮流程中反滲透濃水的通量有所下滑,但是其除鹽率卻能達到99%之上,與此同時,也會生成部分的高鹽度廢水,且其含鹽度超過15%之上,是反滲透濃水含鹽度的4倍以上。由于膜蒸餾技術自身獨特的性能,使得其與其它分離技術相比具有一些較為明顯的優勢,例如,在應用膜蒸餾技術的過程中,操作溫度和操作環境壓力都較低以及蒸餾液純度較高等等。由此可見,在經過蒸餾技術處理之后的濃鹽水,在得到部分淡水的同時,也會得到部分的高鹽度廢水,因此需對其進行進一步的脫鹽處理,以此在根本上實現可溶性鹽類物質的分離。

  2.2稀釋技術

  該種醫藥化工廢水處理手段是直接飲用清水對鹽分濃度較高的醫藥化工廢水進行稀釋處理,直至將廢水稀釋到鹽分含量為8000mg/L左右,CODer含量在6000mg/L左右,其后再利用常規的生化處理法進行進一步的處理。由于稀釋技術在處理過程中應用了大量的清水,一方面,工業的用水量會大幅增長,因而造成了嚴重的工業用水浪費問題,另一方面,也會大大增加工業的投資和運營成本,在很大程度上影響了醫藥化工產品的市場競爭力。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

  3醫藥化工高鹽廢水的新型處理技術

  目前,基于醫藥化工廢水的新特點,新型的處理技術也被不斷地研發出來,其中就包括有鐵碳裝置和PSB生化處理系統相結合的新型處理技術。這一技術在前端環節結合應用鐵碳裝置和芬頓反應,一般情況下,CODer的消除率可達40%-60%,B/C會相應提高0.1-0.3,而在后端環節則同時應用了A/O生化系統和PSB生化系統,運用耐鹽光合菌種,使其能在鹽度為30000-60000mg/L和CODer含量為6000-10000mg/L的廢水條件下正常運作,使得最終的出水能夠達到國家相關污水排放標準(GB8978-1996)中的三級處理標準,最優情況為達到國家一級處理標準。

  3.1鐵碳裝置

  鐵碳裝置,亦稱為持續高活性鐵床,其中的新型鐵碳在一般情況下會填充至鐵碳塔中應用,其是一種隸屬于電化學處理法的污水處理裝置,絕大多數情況下會應用于工業污水處理,尤其是那些攜帶有苯環、色度且對生物具有毒性影響的有機物等難以用生化處理法進行降解的高濃度污水。隨著工業的高速發展,午睡的處理難度也日益提升。眾所周知,生化處理法是一種最為常見、成本低且效果佳的污水處理手段,但其不能適用于各種污水情況。諸多工業污水不僅濃度很高,而且也難以用生化處理法進行處理,甚至連水解處理法也無法解決,此時就要應用多種前后端處理手段,而鐵床恰恰滿足了這一處理需求。但常規的鐵床雖然具有較高的處理效果,但由于填料鈍化以及結疤等問題尚未得到良好的解決,因而大大限制了該種手段的推廣應用。

  依據新型鐵碳的實際性質,重新設計和研制的持續高活性鐵床具有兩大優點:第一,持續高活性鐵床能夠始終保持鐵床之中的填料的活性,不再需要像以往的鐵窗填料一樣需要進行定時定期地活化處理,因而這一裝置具有較好的可靠性和穩定性,與此同時,經過實際的應用發現,持續高活性鐵床在長期的污水處理過程中極大規避了鈍化和結疤等問題的出現,裝置運行效果較好;第二,由于進行了一體化設計,因而裝置的結構十分緊湊,而且污水處理效果也十分顯著,CODer的消除率可達40%-60%,B/C會相應提高0.1-0.3,同時色度也可去除80%-90%左右、而微電解預處理技術的創新點主要表現在兩個方面:第一,填料運用了扁狀的高碳生鐵塊,第二,設計了特殊的導流系統和內外筒體,使得污水能夠在內外筒內部進行自動化地循環處理??偟膩碚f,鐵碳裝置具有使用壽命長、調料活性強、占地面積小、處理效率高、處理效果好、高活性保持時間長、運作成本低且不會出現鈍化和結疤問題等諸多優勢。

  3.2PSB生化處理系統

  PSB生化處理系統,亦稱為耐鹽光合菌種,這一生化處理系統所配置的PSB菌種是因具備光合色素而帶有一定顏色的細菌。所謂的PSB(PhotoSyntheticBacteria),也就是光合細菌,其是由一群帶有原始的光能合成體系且能在厭氧環境條件下進行不放氧的光合作用的原核生物構成。一般情況下,可將PSB氛圍以下7種類型,分別為含細菌葉綠素的專性好氧菌、螺旋桿菌科、多細胞的絲狀綠細菌、綠色的硫細菌、紫色的非硫細菌、外流紅螺菌科以及著色桿菌科。

  應用PSB生化處理系統的主要優勢在于:第一,符合能力高且抗沖擊能力強,裝置內部填充了由特殊纖維構成的球形填料,蓄泥量較大,與此同時,澄清區也最大限度地保障了污泥盡可能少地損耗,因此,在很大程度上保證了裝置的高負荷性,而且也有效增強了氧化床的符合能力和抗沖擊能力,以此來為PSB生化處理設備的運行創造了良好的運行環境;第二,處理效率高且處理效果好,在環流生化區中所生成的厭氧、好氧以及兼氧區的微生物菌群十分豐富多樣,不僅具有良好的氧化作用,同時也具備了優良的水解功能,使得原本難以進行生化處理的物質在開環之后能夠得到升華,同時也使得原先能夠進行生化處理的物質在斷鏈后能夠更好地進行生化處理,在實現出水后借助澄清區的有效截污處理,因而該生化處理系統的處理效率高且處理效果好;第三,節能效果好,立式氧化槽是相對應水平式流向的深化構筑物來說的,其的豎向是流向是借助于曝氣的氣提功能以及封帽和導流筒的特殊構造所共同形成的,不需要借助外來的動力,曝氣頭可以進行淺層安置,應用了低壓的風機,因而只要保證足量的風力便可保證系統的正常運作,因此該生化系統的節能效果較好,CODer的消除率可達70%-80%,氨氮的消除率可達50%左右,同時色度也可去除50%左右,一般情況下,進水的濃度控制為6000-10000mg/L左右,含鹽量則為45000mg/L左右,因此可以說,該生化處理設備具備高強度的耐鹽性和耐高濃度性;第四,該生化處理設備還具有占地面積小、規模小且動能消耗低等諸多優勢,PSB生化處理系統的占地面積僅為活性污泥處理法的1/4-1/5左右,此外,設備的維護管理工作十分便捷,而且受季節變化的影響較小。

  3.3應用效果

  當前,在醫藥化工廢水行業的高鹽度廢水的處理流程中,持續高活性鐵碳床和PSB生化處理系統都已通過了實際的污水處理應用并取得了良好的應用效果。其中,浙江的貝得藥業有效公司就應用了該種碳裝置和PSB生化處理系統相結合的新型處理技術,其中所涉及的設備裝置包括有新型鐵碳裝置、PSB生化處理系統、芬頓反應以及A/O生化處理系統,以此來進行制藥廢水的處理,其中,平均每天的廢水處理量為500T,進水水質中的CODer含量為20000mg/L,鹽分總量為30000mg/L。通過應用鐵碳裝置和PSB生化處理系統相結合的新型處理技術之后,CODer含量下降至500mg/L以下,因而滿足了國家相關污水排放標準(GB8978-1996)中的三級處理標準。

  4結論

  綜上所述,做好醫藥化工廢水的處理工作對于保護生態環境和保障人們身心健康都具有十分重要的意義。因此針對成分日益復雜的醫藥化工廢水,我國相關研究人員必須根據實際的廢水情況,積極吸收和借鑒國內外先進的醫藥化工廢水處理技術經驗,以研發出更為科學合宜的處理技術,以有效處理醫藥化工廢水。(來源:環境與發展  作者:胡國云 等)

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