化学制药废水处理是一道棘手难题,这类工业废水要如何处理?

漓源环保 2025-04-10 09:19:17
化学制药废水处理全解析:攻克难题的科学路径

在化学制药行业,废水处理是一道棘手难题。某制药企业生产十几种化学原料药,其生产工艺、洗涤流程以及辅助设备运转中,源源不断地排放出废水。这类废水被归为 “化学制药废水”,呈现出成分复杂、污染物含量高、排放时间无规律且可生化性差的特点,处理难度极大。

企业内部有多股盐分极高的工艺废水,部分废水盐分浓度徘徊在140000 - 150000mg/L,化学需氧量(COD)浓度也高达 10000mg/L。如此恶劣的水质,对二级处理阶段的微生物而言,堪称 “生存噩梦”。有机浓度过高、难降解有机物大量存在以及高盐分,这三重因素叠加,严重阻碍废水处理进程,甚至决定着整个废水处理站的出水水质优劣。

此外,还有高浓度有机废水,内含毒性物质,可生化性极差。若不针对这些物质进行有效预处理,后续二级处理将不堪重负,微生物的 “工作效率” 会因毒性抑制大幅降低。

预处理核心:高级氧化法

面对化学制药废水处理难题,高级氧化法成为预处理环节的 “利刃”。该方法主要用于处理含难降解有机物的废水,其核心原理是产生羟基自由基。羟基自由基极具活性,能无差别地攻击废水中的有机物,将其逐步降解为二氧化碳、水等小分子物质,极大地提升废水的可生化性。基于羟基自由基产生机理的差异,高级氧化法衍生出多种技术:

(类)Fenton 氧化法:以亚铁离子(Fe²⁺)为催化剂,与过氧化氢(H₂O₂)发生反应,生成羟基自由基。反应过程中,Fe²⁺促使 H₂O₂分解,释放出具有强氧化性的羟基自由基,快速氧化废水中的有机物,有效降低 COD 含量。

臭氧高级氧化法:利用臭氧(O₃)自身的强氧化性,在水中分解产生羟基自由基。臭氧分子直接与有机物反应,或通过产生的羟基自由基间接氧化,对难降解有机物有显著去除效果,还能脱色、除臭,改善废水水质。

电化学氧化法:借助外加电场,在电极表面发生电化学反应产生羟基自由基。阳极上,水分子失去电子生成羟基自由基,进而氧化废水中的污染物;阴极则可发生还原反应,协同提升处理效果。

湿式氧化法:在高温(125 - 320℃)、高压(0.5 - 20MPa)条件下,以空气中的氧气为氧化剂,将废水中的有机物氧化分解。反应过程中,产生的羟基自由基加速有机物降解,适用于高浓度、难降解有机废水处理。

光催化氧化法:利用光催化剂(如二氧化钛 TiO₂)在光照下产生电子 - 空穴对,与水和氧气反应生成羟基自由基。在紫外线或可见光照射下,光催化剂激发产生的羟基自由基氧化分解废水中的有机物,能耗低且无二次污染。

对化学制药废水中的高盐、高 COD 废水,高浓度有机废水、高氨氮废水等具有特殊性质的废水,合理运用化学法进行预处理,是整个废水处理流程的关键一步。

二级处理主力:厌氧生物处理

经过预处理的化学制药废水,进入二级处理阶段,即生化处理环节。其中,厌氧生物处理是应对高浓度有机废水的主要手段。厌氧生物处理过程分为四个紧密相连的环节:

水解环节:微生物分泌的胞外酶将大分子有机物分解为小分子,如将多糖水解为单糖,蛋白质水解为氨基酸,为后续处理做准备。

发酵环节:水解产物在发酵细菌作用下,转化为挥发性脂肪酸、醇类、二氧化碳和氢气等。

产乙酸环节:产乙酸菌将发酵产物进一步转化为乙酸、氢气和二氧化碳,为产甲烷菌提供 “原料”。

产甲烷环节:产甲烷菌将乙酸、氢气和二氧化碳转化为甲烷,实现有机物的最终降解,完成能量转化与物质分解。

常见用于化学制药废水处理的厌氧工艺包括上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)等。以 UASB 反应器为例,其 COD 去除率可达 80% 以上。废水自下而上流经底部的厌氧颗粒污泥层,在微生物作用下,大量有机物被降解,为后续好氧生物处理减轻负担。

氨氮去除关键:A/O 工艺

化学制药废水中含有一定量氨氮污染物,A/O 工艺(缺氧 + 好氧)是常用的去除方式。废水先进入 A 池(缺氧池),此时原废水中的有机物充当碳源。通过硝化液回流,将 O 池(好氧池)中硝化反应产生的硝态氮引入 A 池。在缺氧环境下,反硝化菌利用硝态氮中的氧作为电子受体,进行呼吸作用和生命活动,将硝态氮转化为氮气,完成脱氮工序。随后,废水流入 O 池,在好氧微生物作用下,进一步降解剩余有机物,确保水质达标。

深度处理收尾:确保达标排放

经过预处理、二级处理后,化学制药废水进入深度处理阶段。此阶段运用多种技术,如过滤、吸附、膜分离等,去除残留的微量污染物、悬浮物和溶解性杂质,确保废水各项指标符合排放标准,最终实现安全排放或回用。

化学制药废水处理是一个系统工程,从预处理的高级氧化法,到二级处理的厌氧生物处理与 A/O 工艺,再到深度处理,每个环节紧密配合,共同攻克废水处理难题,守护生态环境。

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简介:专注高难度工业污水处理15年