制药行业废水深度处理是为了满足更严格的排放标准,特别是在废水中包含了难降解的有机污染物、药物残留、抗生素、重金属、色素等。以下是制药废水深度处理的常见方法与工艺分析:
一、制药废水通常具备以下几个特点:
1.高浓度有机污染物:包括药物残留、溶剂、酚类化合物等。
2.难降解成分:许多药物成分、生物酶和激素类物质不容易生物降解。
3.水质波动大:生产过程中,废水的水量和水质可能会因为生产批次不同而波动。
4.含有毒性成分:如抗生素、药物和溶剂等物质对微生物的活性有抑制作用,可能导致生化处理难度加大。
二、废水处理目标:
1.降低污染物浓度:COD、BOD等有机物需降到国家或地方排放标准以内。
2.去除药物残留和有毒成分:包括抗生素、激素类物质及某些难降解有机化合物。
3.去除重金属和营养盐:如铅、镉等重金属,氮磷等营养盐需处理掉。
4.水的回用:为了节省水资源,制药废水的处理系统可能需要达到回用标准。
三、深度处理工艺:
为达到上述目标,制药废水常采用物化法、物理法、生化法和化学法的组合。以下是常见的深度处理工艺:
1.预处理阶段
预处理目的是去除废水中的大颗粒悬浮物、油脂和一些易沉淀的物质,为后续处理提供适宜的水质。
①格栅过滤:去除废水中的大颗粒杂质。
②沉淀池/絮凝池:去除水中的悬浮物和部分大分子有机物。
2.生物处理阶段
生物处理是制药废水处理中常见的工艺,主要通过微生物降解有机物。
①活性污泥法:通过细菌和其他微生物分解水中的有机污染物。适用于BOD、COD的初步去除。
②膜生物反应器(MBR):结合膜技术的生物处理系统,具有较好的污染物去除效果。
③SBR:对高浓度的废水有较好的处理效果,适合有较高有机物负荷的废水。
3.高级氧化法(AOP)
高级氧化法是制药废水深度处理中常用的技术,主要用于去除难降解的有机物和药物残留。
①臭氧氧化(O₃):利用臭氧的强氧化性降解有机物,尤其对酚类、抗生素类药物残留有较好效果。
②Fenton反应(H₂O₂ + Fe²⁺):通过过氧化氢和亚铁离子产生的羟基自由基,能有效降解有毒有机物。
③UV/H₂O₂:紫外光与过氧化氢联合使用,产生羟基自由基(·OH),能降解废水中的有机污染物。
4.膜分离技术
膜分离技术可以有效地去除溶解性物质和微量药物残留。
①反渗透(RO):用于废水的高效脱盐和去除小分子药物残留,尤其适用于水质要求较高的回用水处理。
②超滤(UF):去除大分子有机物、细菌、病毒等,配合其他技术可达到更高的水质要求。
③纳滤(NF):适合去除某些小分子有机物及无机盐。
5.吸附法
①活性炭吸附:可以去除废水中的色度、异味以及难以降解的有机物,尤其适用于药物类污染物的去除。
②树脂吸附:专门用于去除废水中的药物成分或激素类物质。
6.化学沉淀法
①化学沉淀:常用于去除废水中的重金属离子,如铅、镉等。通过添加化学沉淀剂使金属离子转化为难溶的沉淀。
由于制药废水的复杂性,单一处理方法通常难以满足处理需求,因此需要采用组合工艺。以下是常见的处理流程:
1.初级处理:格栅过滤 + 沉淀池(去除悬浮物);
2.生化处理:活性污泥法 / MBR(去除有机物);
3.高级氧化:臭氧/UV(去除难降解有机物和药物残留);
4.膜分离:RO或UF(去除溶解性物质和微量药物);
5.吸附:活性炭/树脂吸附(进一步去除药物残留);
6.最终排放或回用:符合排放标准或达到回用标准。
五、处理后的水质标准
经过深度处理的废水,可以根据具体要求达到不同的水质标准,常见的标准包括:
1.排放标准:如GB8978-1996 《污水综合排放标准》。
2.回用标准:如工艺用水、冷却水、生活用水等,要求更高的水质,通常采用更加精密的处理方法。
