试论抗生素生产废水处理技术

2023-01-28

随着国家节能减排、重点流域水污染防治工作的全面推进, 难降解有机废水的处理问题日益受到人们的重视。许多经济产业如染料、焦化、制药等过程产生的于高浓度有机废水, 污染物浓度高、组分复杂, 里面含有多种复杂的生化抑制因素, 废水治理难度大, 污染物处理效率低、成本高, 处理后的排水一般不能达标;其废水进入一旦进入水体, 就会使江河、湖泊受到不同程度的污染。本文主要就抗生素生产废水处理相关问题进行探讨。

1 半合成抗生素生产废水控制

由于原料药生产过程产生的废水污染物浓度高, 水量大, 污染成分复杂, 废水可生化降解性差, 目前半合成抗生素废水处理较多的工艺为混和稀释好氧处理法, 如:山东鲁抗制药厂采用CASS法处理抗生素废水;东北制药总厂先后采用深井曝气法处理氯霉素硝基废水, 生物流化床处理黄连素废水等;哈尔滨制药总厂采用水解 (酸化) -生物选择器-复合式接触氧化池-过滤法处理抗生素废水;江西东风制药厂采用SBR-接触氧化工艺处理抗生素废水;北京制药三厂采用水解 (酸化) -CASS工艺处理制药废水, 河北中润制药有限公司采用水解 (酸化) -CASS法处理青霉素、半合成抗生素废水[1]。

以上废水处理方法虽然工艺简单、处理效果较稳定, 但在废水处理过程需要加入大量稀释水, 控制装置在较低的进水CODcr, 浓度, 才能保证废水的达标排放。废水处理过程不仅浪费大量的水资源, 而且加大了处理负荷, 导致一次性投资和处理成本的加大。

2 抗生素生产废水处理技术

随着工业的发展, 环保部门制定的排放标准越来越严格, 传统的一级处理出水难以达标, 生化处理工艺开始逐步在抗生素废水处理中得到应用。在此同时, 为了提高生物处理单元的处理效率及进一步去除残留在生化处理出水中的污染物, 也逐步发展了多种预处理和后处理方法[2,3]。

2.1 生化法

(1) 好氧生物处理技术发展。好氧生物技术在处理抗生素工业废水应用上得到了很快发展, 主要采用的工艺方法有:活性污泥法、接触氧化法、生物转盘法、深井曝气、生物流化床法等。其中, 实现生产性规模运行的好氧生物处理工艺主要是早期的传统活性污泥法和70年代开发的革新替代工艺, 如生物接触氧化法、深井曝气、生物流化床等。

(2) 厌氧生物处理技术。抗生素废水厌氧处理中常用工艺有升流式厌氧污泥床 (UASB) , 厌氧流化床、厌氧折流板反应器等, 厌氧生物工艺处理抗生素工收废水的试验研究较多而实际工程应用较少。目前生产性规模应用较成功的仅为U A S B和普通厌氧消化工艺, 其他工艺尚处于中试阶段。

(3) 厌氧-好氧生物处理工艺。厌氧处理方法和好氧处理方法各有优缺点, 厌氧处理工艺能够承受更高的进水有机物负荷, 但出水的C O D c r, 仍然较高, 难以达标排放;好氧处理工艺可以更彻底地降解废水中的有机物, 但高浓度有机废水直接进行好氧处理时, 需要对原废水进行高倍数的稀释。将两种工艺串联起来, 它们各自的优点得到发扬, 不足得到弥补, 厌氧.好氧组合工艺成为现今处理包括抗生素废水在内的高浓度有机废水的主流工艺。

2.2 物化法

物化法主要包括混凝、沉淀、吸附、气浮、焚烧、过滤、反渗透等方式。吴敦虎等人采用自制的聚合氯化硫酸铝 (PACS) 和聚合氯化硫酸铝铁 (PAFCF) 处理大连制药厂废水, 一次混凝处理与二次混凝处理CODcr去除率在80%以上, p H、CODcr、SS均可达到国家排放标准。此外, 采用含Ca2+复合絮凝剂对抗生素制药废水进行混凝处理, CODcr去除率可达71%~77%, SS去除率达87%~89%, 可大幅度地削减废水中残留抗生素的抑菌效力, 抗生素制药废水的药物效价去除率大于90%。处理后的水质达到排放标准, 更趋于普通有机废水, 有利于常规生物处理。

物化处理还可作为其他处理方式的前处理方式, 如絮凝-电解法处理麻黄素废水絮凝-厌氧一好氧处理抗菌素废水, 其目的多是降低水中的悬浮物和减少废水中的生物抑制性物质, 有利于废水的后续生物处理, 这些试验均取得了较好的效果。

2.3 预处理技术发展概况

对废水进行预处理包括水质、水量的稳定, 抑制物质的去除以及提高废水的可升化性等方面的工作。水质、水量的稳定比较简单, 只要有足够的均化池容积, 即可使进入生物反应器的废水在水质、水量上保持稳定。预处理工作的难点是去除废水中的抑制物, 提高废水的可生化性能。半合成抗生素废水中含有反应物、产品残留以及反应副产物、有机溶媒等生物抑制性物质, 有可能对生物反应器内的微生物活性产生抑制。母液中含有较多的胶体物质, 无法在重力作用下有效沉淀。化学絮凝沉淀是分离胶态物质最简易的方法;化学气浮法特别适合于对悬浮物含量较高的酸性废水进行预处理, 但同时也去除了较多的BOD5, 使处理水进一步进行生化处理的能力变差。因此, 化学气浮法只适合于处理小部分高悬浮物、高CODcr, 的废液, 然后, 再混合其它废水进行生化处理;微孔过滤技术对废水进行预处理, 将残留产品从废水中分离, 这样既改善了废水的可生化性, 又回收了有经济价值的产品, 实现了消除污染化害为利的目的。