制药废污水处理技术与工艺解析不一样制药废水会用什么方法?
来源:米兰体育app安装 发布时间:2025-11-26 22:16:40
制药行业涵盖化学合成、中药、生物制药等多个领域,不同生产环节因原料、工艺、产品的差异,产生的废水在污染物组成、浓度及性质上存在显著不同,这就要求在处理时必须针对性地设计方案。
根据工艺特性,制药废水可明确分为化学合成类、中药类、生物类三大类,每一类都有其独特的处理原理与工艺组合,具体如下。
水质特点:化学合成类制药废水是目前制药行业中污染负荷最高、处理难度最大的废水类型之一。
其污染物主要来自于生产的全部过程中未完全反应的原辅材料,像苯类、醇类、酯类、氯仿等,以及反应过程中使用的各类溶剂。这类废水具有诸多显著特征:有机物浓度极高,种类繁杂,其中包含大量具有稳定化学结构的生物难降解物质,如多环芳烃、杂环化合物等;水质和水量在不同生产批次、不同时段波动极大,废水色度深,呈现出棕褐色、黑色等,含盐量也较高,同时还含有多种有毒有害于人体健康的物质,对微生物具有着强烈的抑制和杀伤作用。
处理原理与工艺:鉴于其复杂的水质特性,处理需通过 “物化预处理 + 生化处理” 的协同作用来实现有效降解,典型的工艺组合为蒸发结晶 + 微电解 + 芬顿氧化 + 混凝沉淀 + 水解酸化 + A/O。
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蒸发结晶:利用不一样物质沸点的差异,对高盐废水加热蒸发,使水分汽化分离,盐分则结晶析出,由此减少高盐对后续生化处理工艺中微生物活性的干扰,为生化处理创造适宜的环境;
微电解:将铁碳合金填料浸入废水,形成无数微小的原电池,在酸性条件下,铁作为阳极失去电子生成 Fe²⁺,碳作为阴极发生还原反应产生 [H]。Fe²⁺和 [H] 具有较强的还原性,能够破坏苯环等难降解有机物的稳定结构,将大分子有机物分解为小分子物质,明显提升废水的可生化性;
芬顿氧化:在微电解之后,向废水中投加芬顿试剂,即 Fe²⁺和 H₂O₂的混合液。Fe²⁺能够催化 H₂O₂分解产生具有极强氧化性的羟基自由基(・OH),羟基自由基可以无差别地攻击废水中的各类有机物,将其氧化分解为二氧化碳、水等简单无机物,逐步降低废水的毒性和污染物浓度;
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水解酸化 + A/O:经过前面的预处理后,废水进入生化处理阶段。水解酸化池处于厌氧环境,池内的水解菌和酸化菌将大分子有机物分解为小分子有机酸等易降解物质,为后续好氧处理提供便利。A/O 工艺由厌氧池和好氧池组成,厌氧段中反硝化菌利用废水中的有机物作为碳源,将好氧段回流的硝酸盐还原为氮气,实现脱氮;好氧段中,硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐,同时好氧微生物将残留的有机物彻底降解,最终实现 COD 和氨氮的深度去除,使废水各项指标逐步接近排放标准。
水质特点:中药类制药废水的污染物大多数来源于中药材的清洗、提取、炮制等环节,包含糖类、蒽醌、木质素、生物碱、蛋白质、色素及它们的水解产物等。
这类废水具有 “两高两波动” 的鲜明特征:有机物和悬浮物浓度极高,其中悬浮物多为细小的植物纤维、淀粉颗粒等,难以自然沉降;废水色度很深,常呈现出棕黄色、深褐色等;由于有机物多为天然产物,可生化性较好,但中药生产多为间歇性批次生产,导致废水的水质和水量波动较大,且含有大量细小、不易沉淀的悬浮物质,很难通过格栅、筛网等常规物理筛选技术和沉淀方法彻底去除。
处理原理与工艺:针对其水质特点,采用 “物理分离 + 厌氧 - 好氧生化” 的组合工艺,典型的处理流程为格栅 + 调节池 + 混凝气浮 + UASB + 生物接触氧化。
格栅 + 调节池:格栅作为处理流程的第一道关卡,可以有明显效果地拦截废水中的粗大杂质,如中药材残渣、包装碎片等,防止这些杂质进入后续处理设备造成堵塞和损坏。调节池则可以对不同时段、不同批次的废水进行混合,均衡水质和水量,避免水质水量的剧烈波动对后续处理工艺产生冲击,为后续处理创造稳定的条件;
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混凝气浮:向经过调节的废水中投加 PAC(聚合氯化铝)等混凝剂,混凝剂在水中会形成带正电荷的胶体颗粒,与废水中带负电荷的胶体杂质和细小悬浮物相互吸引,中和电荷,使这些杂质凝聚形成较大的絮体。同时,通过气浮设备向水中通入大量微小气泡,气泡会黏附在絮体表面,借助气泡的浮力将絮体带到水面形成浮渣,从而分离出废水中的细小悬浮物,悬浮物去除率可达 80% 以上,同时也能大大降低废水的色度;
UASB(厌氧反应器):经过混凝气浮处理后,废水进入 UASB 反应器。反应器内部处于厌氧环境,底部装有颗粒污泥床,大量的厌氧微生物,包括水解菌、产酸菌和产甲烷菌等,栖息在污泥颗粒中。废水从底部进入,与污泥颗粒充分接触,有机物在厌氧微生物的作用下,经过水解、酸化、产甲烷等一系列过程,被分解为甲烷和二氧化碳等气体,从而去除 60% 以上的有机物,尤其对高浓度有机物(如 COD 5000-10000mg/L)有很好的降解效果;
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生物接触氧化:UASB 处理后的废水进入生物接触氧化池,池内装有填料,好氧微生物在填料表面附着生长,形成一层厚厚的生物膜。通过曝气设备向池内通入充足的氧气,为微生物的代谢活动提供良好的有氧环境。废水中的残留有机物与生物膜充分接触,被生物膜上的微生物吸附、降解,最终转化为二氧化碳和水,确保废水能够达标排放。
水质特点:生物类制药废水大多数来源于生物发酵、提取工艺的结晶液、废母液、洗涤废水、冷却水等环节。
其污染物最重要的包含残留的培养基(如葡萄糖、蛋白胨等)、菌丝体、微生物代谢产物和有机溶剂等物质。因此,生物类制药废水组成十分复杂,有机物含量极高,COD 浓度常常超过 10000mg/L,毒性较大,色度较深,呈现出黄褐色、黑色等,含盐量也较高,更重要的是,由于含有抗生素等抑菌物质,废水的生化性能较差,再加上该类企业的废水多为连续排放,这一些因素共同导致其处理难度极大。
处理原理与工艺:针对生物类制药废水的复杂特性,处理流程严格分为预处理、生化处理和深度处理三个阶段,逐级削减污染物,最终使 COD 浓度超过 10000mg/L 的生物制药废水达到排放标准。
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预处理:采用格栅 + 调节池 + 高级氧化的工艺组合。格栅负责拦截废水中的较大固体杂质,如菌丝体团、破碎的发酵罐碎片等;调节池对废水的水质和水量进行均衡调节,缓冲负荷波动;高级氧化技术则是预处理的核心,常用的有臭氧氧化和电化学氧化。臭氧具有强氧化性,能够直接氧化废水中的有机物,破坏其分子结构;电化学氧化通过电极反应产生羟基自由基等活性物质,进一步破解大分子有机物,降低废水的毒性,提升可生化性;
生化处理:经过预处理后,废水进入生化处理阶段,采用厌氧 IC 反应器 + 好氧 MBR的工艺。厌氧 IC 反应器是一种高效的厌氧处理设备,内部设有两级三相分离器,能够形成内循环,大幅度的提升了微生物与废水的接触效率,在厌氧微生物的作用下,可去除 70%-80% 的 COD,将高浓度有机物分解为甲烷等气体;好氧 MBR 即膜生物反应器,将生物处理与膜过滤相结合,好氧微生物降解残留的有机物和氮磷等污染物,膜组件则实现泥水的高效分离,出水水质更加稳定;
深度处理:为确保出水达标,采用活性炭吸附 + 超滤的工艺。活性炭有着非常丰富的孔隙结构,能够吸附废水中残留的难降解有机物和色度物质;超滤则利用膜的筛分作用,截留水中的微量悬浮物、胶体和大分子有机物,进一步净化水质,最终使出水 COD 降至排放标准以下。
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各类制药废水的处理虽然工艺各异,但都遵循着 “预处理破毒 - 生化降解 - 深度净化” 的分级原则:
预处理:这是整个处理流程的基础环节,通过物化或化学方法,如微电解、芬顿氧化、混凝气浮等,去除废水中的毒性物质,降低污染物浓度和盐分,同时提高废水的可生化性,为后续的生化处理扫清障碍;
生化处理:这是去除污染物的核心环节,利用厌氧微生物能够耐受高浓度有机物的特性,先对高浓度有机物进行降解,再通过好氧微生物处理中低浓度的污染物,同时在这一阶段,通过特定的工艺设计,如 A/O、A²/O 等,实现脱氮除磷的目标;
深度处理:作为处理流程的最后一道关卡,针对生化处理后残留的难降解物质,采用吸附、膜分离等技术进行精准去除,确保出水能够稳定达到排放标准,甚至满足回用要求。
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不同类型制药废水的核心差异大多数表现在预处理方式上:化学合成类废水因含有大量难降解有机物,需强化氧化破环;中药类废水因悬浮物多,需侧重悬浮物的分离;生物类废水因毒性和盐分问题突出,需重点降低毒性与盐分。只有准确掌握各类废水的水质特性与处理工艺原理的匹配关系,才能实现制药废水的高效、稳定处理。
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