生物制药行业由于其特殊性,产生的废水处理成为环保领域的重点难题。这些废水主要包含生物制药过程中难以降解的有机物质、抑制生物活动的因子、以及潜在的病原体,如病毒和细菌,这些都使得废水的处理变得复杂且昂贵。
废水成分及污染程度工艺废水:这是最难处理的一类废水,含有从发酵、反应等过程中直接排出的各种有机及无机物质。例如,生物发酵废液中可能含有高浓度的培养基残留物、菌丝体、有机酸和抗菌素等,这些物质使得废水的化学需氧量(COD)浓度非常高,且浓度波动较大,可能瞬时从6000mg/L的浓度波动到12000mg/L以上。
冲洗废水:主要来源于生产设备和容器的清洗,虽然污染物浓度通常较低,但总量可能相当可观。
辅助设施排水:指生产过程中的冷却水、生活污水等,这些通常较为洁净,污染物浓度较低。
处理策略与原理
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1. 分质分流:这是废水处理策略中的首要步骤,根据废水的不同特性进行分类处理。
高浓度废水:高COD浓度的废水首先被导入高浓度调节池进行稳定处理,通过调节池可以平衡水质和水量,减少后续处理的压力波动。
隔油池:专门用于分离和去除废水中的油脂,避免油脂对后续生化处理系统的干扰。
反应池:在这一处理阶段,添加絮凝剂、碱性物质、混凝剂和还原剂等化学添加剂,利用物理化学作用去除悬浮固体(SS)、降低总磷和COD含量。
2. 生化处理:利用微生物的代谢过程分解有机物质是生物制药废水处理的核心。
UASB(上流式厌氧污泥床)反应器:厌氧环境中,微生物通过发酵将有机物转化为甲烷和二氧化碳。
接触氧化池:在有氧环境下,通过好氧微生物的作用进一步降解有机物。
二沉池:通过沉淀过程去除悬浮的生物固体,这一步是废水净化过程中的关键步骤。
3. 氨氮处理:针对含有氨氮等氮化合物的废水,常采用多级A/O(厌氧/好氧)系统,利用硝化和反硝化作用去除氨氮。
硝化反应:在有氧条件下,氨氮被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
反硝化反应:在缺氧或无氧条件下,硝酸盐被还原为氮气,从而从废水中去除。
4. 深度处理:为了满足更严格的排放标准,通常需要增加额外的处理步骤。
芬顿氧化:使用铁盐与过氧化氢反应生成的羟基自由基,有效分解难降解的有机物。
臭氧氧化:臭氧的强氧化能力可以进一步降解残留的有机污染物。
膜生物反应器(MBR):利用膜技术过滤和净化废水,提高出水质量。
处理站设计
在设计废水处理站时,需要考虑废水的水质、水量和当地排放标准,构建一个既能有效去除污染物又经济可行的处理系统。根据案例的高排放标准要求,可以考虑采用上述提及的先进处理工艺。
通过这些详细的处理步骤和策略,可以有效减少生物制药废水中的污染物,使之达到或优于排放标准,保护环境和公共健康。