中药废水处理的沿革

1中药废水处理的沿革摘要：制药废水通常具有组成复杂，有机污染物种类多、浓度高，B/C比值低的特点。针对这些特点。现阶段处理工艺主要有物化法、生物法。物化—生物法联用等处理工艺。鉴于制药废水的特性，对文中各处理方法进行介绍与比较，采用先进、成熟工艺和可靠设备，保证整体的处理效果，减少投资及运行成本，方便管理。关键词：制药废水；物化处理；生化处理1．前言中药废水污染主要表现为高浓度有机废水的污染，对于中药制药工业，由于药物生产过程中不同药物品种和生产工艺不同，所产生的废水水质及水量有很大的差别，而且由于产品更换周期短，随着产品的更换，废水水质、水量经常波动，极不稳定。中药生产废水主要来自生产车间，在洗泡蒸煮药材、冲洗、制剂等过程中产生。废水包括生产过程中的原药洗涤水，原药药汁残液、过滤、蒸馏、萃取等单元操作中产生的污水、生产设备洗涤和地板冲洗用水。污染物主要是从药材中煎出的各种成分，主要成分为：糖类、蕙醒、木质素、生物碱、蛋白质、色素及它们的水解产物。中药废水的特点是：有机污染物浓度高；悬浮物，尤其是木质素等比重较轻、难于沉淀的有机物质含量高；色度较高；废水的可生化性较好；多为间歇排放，污水成分复杂，水质水量变化较大。2中药废水处理工艺中药废水现有的治理方法：物化法、生物法和物化——生物法。2.1物理化学法物理化学法有：混凝法、吸附法、电解法、气浮法等。还可用反渗透法、吹脱法。这些物化法能去除部分COD/SS/NH3-N，改善废水的物理化学形状，常作为生物处理的预处理工序。22.1.1混凝法混凝法是制药废水处理中常用的物化法，通过投加混凝剂来降低污染物浓度，改善废水的可生物降解性能。常用的投加剂有聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺（PAM）等。郑怀礼[1]等人研究了中药制药废水絮凝处理方法及其作用机理，所选絮凝剂有聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铁(PFS)、以及自制聚合硅酸硫酸铁(PFSS)等。研究结果表明：PFSS较PAC有更好的絮凝效果，PFSS更适合该类废水的治理。所用絮凝剂都存在一最佳投药量：PFSS、PAC为80~100mg/L，液体PFSS为1.0mL/L。有机阳离子高分子絮凝剂对PFSS、PAC可增强絮凝处理效果，而对PFSS则效果不明显：水温在20℃～40℃时对絮凝效果影响不大，pH值是影响絮凝效果的重要因素，如用纯碱或石灰调至碱性范围，可提高处理效果。2.1.2吸附法吸附法是利用多孔性固相物质吸附废水中某种或几种污染物以达到废水净化的目的。常用活性炭处理纤维素、双氯灭痛、中药等生产中的产生的废水。2.1.3气浮法气浮法也是制药废水处理工艺中常用的一种方法，包括充气气浮，溶气气浮，化学欺负和电解气浮等多种形式。目前我国利用物化法处理中药废水的实例很少，其原因就是物化处理成本高，劳动强度大，极易引起二次污染，是一种高投入低产出的方法，这体现出该法的局限性。2.2生物法3生物法广泛用于生活污水和工业废水的处理，技术成熟，处理设备简单。运行管理方便，费用低廉。中药废水处理工艺也以生物法为主。厌氧生物法是中药最常用的处理工艺，能够去除有机废水中的大部分污染物。改善中药废水的可生物降解性之后，在进行好氧处理。2.2.1工程优势菌种处理法近年来，为提高生物法的处理效率，利用优势菌种处理高浓度有机废水的技术得以迅速发展。优势菌株生物膜法、光合细菌处理法及固定化微生物法处理制药废水都有报道。相对而言，固定物化生物法运用较多。该方法是通过筛选分离出高效菌株，或通过生物工程技术培养出特异菌株，将其固定在载体上或定位于限定的空间区域内，保持其生物功能而去除废水中的特定底物。李尔炀等【2】采用生物工程技术构建的多功能降解性工程菌LEY6对高浓度制药废水进行处理，废水处理工程以接触氧化方式对废水进行处理。工艺采用物化预处理、工程菌深度处理的工艺路线。实验证明可达到进水CODCr为10000mg/L，出水CODCr为200mg/L以下处理效果。2.2.2SBR与其它方法的组合SBR是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，是从传统活性污泥法的改造中发展起来的一种工艺。根据SBR工艺在中药厂生产废水处理工程的实践，对SBR工艺进行进一步的研究与改进。当进水COD为250mg/L，BOD5为120mg/L，出水COD为49mg/L，BOD5为20mg/L；COD的去除率达80%，BOD5的去除率达83%。邱丽君等[5]采用水解酸化-SBR方法处理中药工业废水，工程实践表明：该工艺对处理有机物浓度高，水质水量波动大的中药废水是切实可行的，出水水质可达到国家污水综合排放一级标准。剩余污泥也得到有效处置，该工艺结构简单，操作简便，占地面积小，运行效果稳定，具有推广应用价值。蒋彬等[6]采用四级活性污泥法替代原有的单级好氧工艺处理高浓度中药废水，运行结果表明：该工艺运行稳定，对COD和BOD5去除率均超过99％，出水水质达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级排放标准。本工艺可以作为中药废水处理改造工程的一种选择方案，本工程将普通活性污泥法对高浓度有机废水的适用范围扩大到COD为10000~15000mg/L。4严进[7]以高浓度难生化降解中药废水为研究对象，利用初级混凝沉淀－臭氧氧化－二次混凝沉淀－SBR法工艺处理中药废水，试验结果表明：以两次混凝沉淀和臭氧氧化作为预处理可有效提高中药废水的可生化性，提高整个工艺中污染物的去除率；出水中各项污染物指标分别达到了污水综合排放标准中的一级排放标准。2.3物化—生物法以生物法为肢体处理工艺，以物化法为预处理或后处理工艺的物化—生物法在中药废水治理中有广泛的应用。物化—生物法一般按照前处理-厌氧处理-好氧生物处理-后续处理的途径来组合。前处理的目的是使物料的理化性适合后续生物法处理的要求，除调节、稳定水量与水质（如COD、SS、碱度、pH、物料营养比等）。还有去除生物抑制物质，提高废水可生化性的作用。前处理方法应根据废水特点及实验结果定，以沉淀、絮凝。过滤等方法为主。但从实践看，化学药品投加量大时，处理成本高且有污泥生成。生物厌氧水解法通常也因为提高废水的可生物降解性的有限方法用于废水预处理。厌氧处理目的是利用高校厌氧工艺容积负荷高、COD去除率高、耐冲击负荷的优点，减少稀释水量兵大幅度削减COD。优先采用的厌氧工艺师升流式厌氧污泥床反应器UASB和上流式厌氧污泥床过滤器UASB+AF。1997年，Lettinga[21]教授提出了分阶段多相厌氧反应器(SMPA)技术的概念，并指出SMPA将是今后厌氧工艺研究和应用发展的主导方向。它与单相厌氧技术相比更适于处理高浓度、难降解工业废水，具有运行稳定、有机物去除率高等特点。李静等[3]在进行厌氧—好氧组合工艺处理制药废水的试验研究时，发现采用上流式厌氧污泥床反应器—移动床生物膜反应器串联装置，处理含有大量氨基酸和皂素的制药废水。好氧生物处理的目的是保证厌氧出水经处理后达标排放。常用的好氧工艺有生物接触好氧、生物流化床和SBR。这些工艺优点是污泥不用回流且剩余污泥少投资抵占地面积少运行稳。一般以砂滤沉淀为主。废水经过物化—生物法处理。出水水质一般可以达到制药废水二级排放标准的要求，甚至满足一级排放标准。此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷5高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。白晓慧等[4]采用厌氧－膜生物反应器工艺处理COD为25000mg/L的医药中间体酰氯废水，选用杭州化滤膜工程公司生产的ZKM-W0。5T型膜组件，系统对COD的去除率均保持在90%以上；Livinggston等利用专性细菌降解特定有机物的能力，首次采用了萃取膜生物反应器处理含3，4—二氯苯胺的工业废水，HRT为2h，其去除率达到99%，获得了理想的处理效果。尽管在膜污染方面仍存在问题，但随着膜技术的不断发展，将会使MBR在制药废水处理领域中得到更加广泛的应用。3.结语结论与展望通过以上对中药工业废水处理工艺的论述，不难看出，今后应从以下几个方面进行研究和实践：（1）中药废水处理工艺选择的原则是：处理工艺简单、处理效率高、投资运行费用低。（2）研究中药废水物化、生化各种废水处理技术的合理组合；开发新型废水处理装置、高效低能耗的废水处理装置，特别是复合反应器的开发，是摆在科技工作者及工程技术人员面前的重要任务。（3）推行绿色化生产工艺和清洁化生产管理，力求实施生产工艺的闭路循环。对药物生产的各个工序进行清洁化生产与管理，消除”漏、滴、跑、冒”等现象；同时，也应考虑物流的闭路循环，努力实现零排放。（4）采取清污分流，避免重复污染。6参考文献[1]郑怀礼,龙腾锐等.絮凝法处理中药制药废水的实验研究[J],水处理技术,2002,28(6):339—342.[2]李尔炀.史乐文,周苇圣,严文瑶.工程菌处理制药废水[J].水处理技术.2005,24(7):287—289.[3]李静,姚传忠,季民.等.厌氧—好氧组合工艺处理制药废水的研究[J].工业水处理.2004,24（1）:24—26.[4]白晓慧.厌氧－膜生物水质科学研究院.2007,09:112—116.[5]邱丽君,彭放,廖海波.水解酸化—SBR法处理生物制药废水[J].工业水处理,2005,25(1):58—61.[6]蒋斌,吕锡武,反应器理论在中药废水处理改造工程中的应用[J].水处理技术,2006,32(4):86—88.[7]严进.高浓度难生化降解中药废水处理的研究[J].南通职业大学学报,2007,27(4):84—86．[8]赵强,伍贤仁.高浓度中药废水处理技术研究[J].环境科学LeanerProduction,2010,18:112—11.[9]舒晓春,阳光.SBR工艺在中药生产废水处理中的应用[J].环境科学与技术,2002(增刊),25:20—21.[10]施悦,任南琪,高郁等.产规模中药废水两相厌氧生物处理工艺研究[J].环境科学,2005,26(4):106—111.[11]李东伟.二相厌氧———好氧处理中药生产废水技术研究[D].重庆:重庆大学,2004:107.[12]沈耀良,王宝贞等编著.废水生物处理新技术理论与应用.北京:中国环境科学出版社,1990[13]唐受印,戴友芝.水处理工程师手册[M].北京:化学工业出版社,2000.[14]毛悌和.化工废水治理技术[M].北京:化学工业出版社,2000.[15]王家玲.环境微生物学[M].北京高等教育出版社,1999.[16]NachaiyasitSetal.Theeffectoflowtemperatureontheperformanceofananaerobicbaffledreactor(ABR)Jourofchem.TechnolBiotechnol,1997.69(62):276—284.7[17]IndanDu,YinghongPeng.Lifecyclegreenhousegases,energyandcostassessmentofautomobilesusingmagnesiumfromChinesePidgeonprocess[J].JournalofCleanerProduction,2010,18:112—119.[18]GuoYing-ling.Liuhong-qi,GuoRui-feng,atel.Thesimplelifecycleassessmentappliedinenergyconservationandemissionreduction[J].EnvironmentalProtection,2009,4(16):8—10.[19]WangB.ChinesetraditionalmedicinewastewaterremovalbySBRsubmergedbiofilmsystem[J].WaterRes.2007,32(9):3624—3635.[20