制药废水

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作用机理:微生物与活性炭之间、吸附与生物降解之 间存在的协同作用。
应用范围:该技术已广泛应用于制药工业废水的治理 中,或为达标排放,或为深度处理回用。
二、制药废水处理技术的发展
3 实用可行的制药废水生物处理技术
1)SBR及其改进技术在制药废水处理上的应用
❖ 优点:除工艺本身固有的无需二沉池、无需污泥回流、耐冲 击等一些特点外,最主要原因是其完全混合流态设计能够适 应制药废水高浓度的特性;
❖ 缺点:①SBR反应器的容积负荷并不因其污泥浓度相对提高而 提高,一般在1kgCOD/(m3•d)以下才能保持良好的污染物去 除效果。因其为间歇式处理,运行周期较长;②控制点多, 设备多,设备利用率低,并且对设备的依赖程度较高,因此 SBR工艺的故障率高,表现在曝气器间歇使用、需要大量的 自动开关阀、滗水器等设备故障率高等方面。
生物制药——是指通过微生物的生命活动,将粮食等有机原 料进行发酵、过滤,将药品提炼而成的工艺过程。
化学制药——是采用化学方法使有机物质或无机物质发生化学 反应生成其他物质的合成制药方法。
❖ 生物制药可按生物工程学科范围分为4类: ①发酵工程制药;②细胞工程制药;③酶工程制药; ④基因工程制药。
❖ 此类药物包括抗生素、维生素、氨基酸、核酸、有 机酸、辅酶、酶抑制剂、激素、免疫调节物质以及 其他生理活动物质。
❖ 部分植物提取制药过程与从菌体中提取产品的发酵类生物制 药过程近似,此类过程的污水排放情况也与发酵类生物制药 类似。
2 生物制品废水
生物制品一般是从动物内脏,组织或血液中培养或提取的, 其生产废水中往往混有较多的动物皮毛、组织和器官碎屑, 废水中脂肪、蛋白含量较高,有的还含有氮环类及恶唑环类 有机物质。根据不同药物和工艺,含有不同作为培养基或提 取药剂的残余有机物。废水的可生化性尚可。
吸附剂等设备及材料的洗涤水。 ③回收残液 包括溶剂回收残液、前提回收残液、副产品回
收残液等。 ④辅助过程排水及生活污水
2 化学制药废水的特点
①浓度高,废水中残余的反应物、生成物、溶剂、催化剂等 浓度高,COD浓度值可高达几十毫克每升; ②含盐量高,无机盐往往是合成反应的副产物,残留到母液 中; ③pH值变化大,因酸水或碱水排放,中和反应的酸碱耗量大; ④废水中成分单一,营养源不足,培养微生物困难; ⑤一些原料或产物具有生物毒性,或难被生物降解,如酚类 化合物、苯胺类化合物、重金属、苯系物、卤代烃溶剂等。
制药废水处理
内容简介
一、绪论 二、废水的性质 三、废水的化学及物理处理法 四、废水的生物处理法 五、制药废水处理概述
第六章 制药废水处理概述
第一节 制药废水的特性
一 制药工业及制药废水概述
1 制药工业的分类 药品按其特点可分为:抗生素、有机药物、无机药物和
中草药 制药工业按生产工艺过程可分为:生物制药、化学制药
中原因有制药废水成分复杂、处理难度大、不可生化物质多 的因素,也有处理技术水平有限,设施运行管理不到位的问 题。随着水资源的日益紧缺和水环境的恶化,对废水处理的
程度和水平提出了更高的要求。
制药废水处理的辅助首段:生物活性炭技术
生物活性炭技术
生物活性炭技术是生化物化相结合的技术,它即能发 挥活性炭的物理吸附作用,又能充分利用附着微生物 对污染物的降解作用,可大大提高COD的去除率,废 水的氨氮、色度的去除率也较常规方法要高。
❖ 对SBR工艺进行完善和发展,如UNITANK工艺、MSBR工艺等。
3 实用可行的制药废水生物处理技术
2)水解-好氧工艺处理制药废水
生物制药废水的特点:COD浓度高、可生化降解性差、其中大 分子难降解物质含量高。
❖ 水解反应: ①可使难生物降解物质转化为易生物降解物质(使苯环结构 物质开环、长链物质断链、大分子物质小分子化),提高废 水的可生化性,为后续好氧反应创造良好的生化条件; ②由兼氧微生物作用发生水解反应,因此,不需要供氧,在 实现废水中有机物小分子化的同时削减COD值,因而与全好 氧工艺相比可节省能耗30%以上;
❖ 其他组合工艺主要有:电解+水解酸化+CASS工艺、 微电解+厌氧水解酸化+序批式活性污泥法(SBR)、 UASB+兼氧+接触氧化+气浮工艺、 微电解+UBF+CASS工艺处理制药废水。
二、制药废水处理技术的发展
❖ 生物处理技术是广泛用于制药废水处理的技术
原因:①制药废水中主要污染物为有机物;②生物处理技术 是消除有机污染物最为经济的方式。
三、抗生素简介及其废水处理实例
❖ 抗生素(antibiotics)——是微生物、植物或动物在其生 命过程中产生(或利用化学、生物或生化方法)的化合物, 具有在低浓度下选择性抑制或杀灭他种微生物或肿瘤细胞能 力的作用,是人类控制感染性疾病,保障身体健康及防治动 植物病害的重要化疗药物。
❖ 抗生素的生产主要经过以下步骤: 菌种培养-发酵液过滤-从滤液中提炼抗菌素物质并精制、产 品干燥和包装
制药废水处理的基本工艺路线
预处理方法如:微电解、Fenton试剂法等
Hale Waihona Puke Baidu
二、制药废水处理技术的发展
1 含高浓度硫酸盐的制药废水处理技术
在相当多的制药废水中,除含有高浓度的有机物外,往往 还含有高浓度的硫酸盐,由于硫酸盐还原菌引起的硫酸盐 还原作用,往往会对厌氧消化产生严重的抑制作用
机理: 初级抑制:硫酸盐还原菌和产甲烷菌都可以利用乙酸和H2S而
②辅助过程排水 包括工艺冷却水、循环冷却系统排污、去离 子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。 废水特点:污染物浓度低,但是水量大,并且季节性强,企 业间差异大,此类废水也是近年来企业节水的目标。
③冲洗水 包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱冲 洗水、地面冲洗水等,其中过滤设备冲洗水污染物浓度也很 高,主要是悬浮物,如果控制不当,也会成为重要污染源; 树脂柱冲洗水水量较大,初期冲洗水污染物浓度较高,并且 酸碱性变化大,也是一类重要废水。
20m曝气装置可考虑地上10m,地下10m,可大大减小污染地 下水的可能性,同时与100m深井曝气工艺相比,施工难度 小得多,而与SBR工艺相比控制系统简单得多,因此通常认 为在场地狭小的情况下,超深层曝气工艺可作为实用技术 加以考虑。
3 制剂生产废水
制剂生产过程就是各类药物成为最终产品的过程,这类制 药废水主要是原料和生产器具洗涤水,设备、地面冲洗水, 废水污染程度不高,但由于这类生产企业的废水排放标准相 对严格,一般所含污染物较少,但也需进行适当处理。
第二节 制药废水处理技术
一、常用的制药废水处理技术
制药工业废水常用的处理方法:物化法、化学法、生化法、 其他组合工艺等。 物化法主要有:混凝沉淀法、气浮法、吸附法、电解法和膜 分离法; 化学法主要有:催化铁内电解法、臭氧氧化法和Fenton试剂 法; 生化法主要有:普通活性污泥法、序批式活性污泥法(或称 间歇式活性污泥法,SBR法)和生物滤池、生物转盘; 上流式厌氧污泥床反应器(USAB)、厌氧接触法;
NH3-N
1000
pH
注:除pH外,单位均为mg/L
含量 432 1000-1500 5000-7000
7.35 2.70 4.85
四、化学制药废水概述
化学制药是利用有机或无机原料通过化学反 应制备药品或中间体的过程,包括纯化学合成制 药和半合成制药。
1 化学制药废水的分类
①母液类 包括各种结晶母液、转相母液、吸附残液等。 ②冲洗废水 包括过滤机械、反应容器、催化剂载体、树脂、
❖ 对于一些硫酸盐浓度非常高的制药废水,应考虑进行资 源回收与再利用,如“安乃近”甲基化工段排放的废水 主要含硫酸铵,因此可以利用制药厂“安乃近”废水生 产农用测土配方肥。
二、制药废水处理技术的发展
2 经济可行的制药废水达标排放及深度处理技术
制药企业废水处理现状: 目前,制药行业废水处理面临达标排放的压力很大,其
产生基质竞争性抑制作用 次级抑制:硫酸盐还原产物——硫化物对产甲烷菌的毒害作用
解决措施:采用单相厌氧反应器和两相厌氧工艺处理含SO42-废 水
①硫酸盐生物还原-硫化物氧化-产甲烷工艺 ②生物脱硫-沼气吹脱-产甲烷发酵工艺
影响含硫抗生素废水厌氧处理的关键因素:COD/SO42-值和进入 反应器的SO42-浓度 ①当COD/SO42->5,进水SO42-浓度<1500mg/L时,硫酸盐还 原作用对于厌氧消化的影响是有限的; ②含硫抗生素废水的COD/SO42-值一般在3-15,虽然含有较高 浓度的SO42-,但有机底物充分,对MPB的初级抑制并不明显。 因此,在处理含硫抗生素废水时,厌氧工艺采用两相 或单项工艺应视上述两相指标比较而定。
❖ 抗生素类制药废水处理实例: 厌氧-好氧工艺处理四环素结晶母液的实验研究
王蕾等.厌氧-好氧工艺处理四环素结晶母液的 实验研究.环境科学.
四环素结晶母液成分
指标
含量
指标
CODcr
BOD5 BOD5/ CODcr
18000 6850 0.38
TP 四环素 草酸
TOC
4476
Fe2+
TN
2140
Zn2+
④生活污水 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关,但不 是主要废水。
❖ 发酵类制药废水中水量最大的是辅助过程排水, COD贡献量最大的是直接工艺排水,冲洗水是不容 忽视的重要废水污染源。
2 发酵类生物制药废水的特点
①COD浓度高(5g/L-80g/L) ②高浓度废水间歇排放,酸碱性和温度变化大,冲击负荷较高,
❖ 采用水解-好氧工艺,可达到对高浓度难生物降解有机废水 良好的处理效果,该工艺被广泛应用于高浓度制药废水处理
3 实用可行的制药废水生物处理技术
3)超深层曝气工艺处理制药废水
20m超深层曝气工艺可实现:进水COD浓度10000mg/L,COD 去除率在85%以上,容积负荷在10kgCOD/(m3/d)以上。
需要较大的收集和调节装置 ③废水中SS浓度高(0.5mg/L-25 g/L) ④硫酸盐浓度高 ⑤水质成分复杂 ⑥废水中含有微生物难以降解,甚至对微生物有抑制作用的物
质 ⑦发酵生物废水一般色度较高
❖ 思考题:什么叫生物毒性?
生物毒性——指微生物废水中有机污染物进行分解 和吸收利用时,某些物质对微生物活性所表现出的 抑制或毒害作用。
五、其他制药废水
1 植物提取类制药废水
植物提取制药是指从植物中提取的有药效的成分,这些 成分可以是明确的单一成分,如麻黄素、小檗碱等,也可以 是混合成分。
典型的植物提取制药工艺
由于植物提取方法不同,所用提取溶剂不同,因此,植物提 取类制药废水差异很大,废水主要来源于溶剂回收废水、饮片洗 涤水和蒸煮浓缩过程的蒸汽冷凝水,污染物有植物碎屑、纤维、 糖类、有机溶剂等,COD浓度从数百毫克每升至数千毫克每升不等。
❖ 依据《制药工业污染物排放标准》,制药工业污染物排放标 准体系由6个分标准组成,即发酵类、化学合成类、提取类、 生物工程与生物制品类、中药类、混装与加工制剂类。
二、生物制药废水
1 发酵类生物制药废水的分类
①主生产过程排水 此类排水是最重要的一类废水,包括废滤 液、废母液、其他母液、溶剂回收残液等。 废水特点:浓度高、酸碱性和温度变化大、药物残留是此类 废水最显著的特点,虽然水量未必很大,但是其中污染物含 量高,对全部废水中的COD贡献比例大,处理难度大。
此外,还有一类采用物理或化学的方法从动植 物中提取或直接形成药物的制药生产方式,即天然 产物药物。
2 制药废水的特性
❖ 制药工业废水通常属于较难处理的高浓度有机污水之一。因 药物产品不同、生产工艺不同而差异较大。制药工业废水通 常具有组成复杂、有机污染物种类多、浓度高,COD值和BOD 值高且波动性大,废水的BOD/COD值差异较大,NH3-N浓度高, 色度深,毒性大,SS浓度高等特点。
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