化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目廢水預(yù)處理工藝分析與研究

路洪濤　李　燕　趙紅梅

（1德州市環(huán)境監(jiān)控中心山東德州2530762德州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所有限公司山東德州253034）

化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目廢水預(yù)處理工藝分析與研究

路洪濤1李燕2趙紅梅2

（1德州市環(huán)境監(jiān)控中心山東德州2530762德州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所有限公司山東德州253034）

化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)多，特征污染物多，排放量較大，處理難度大。本文對(duì)化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目產(chǎn)生的高鹽廢水、含重金屬一類污染物廢水、高氨氮及總磷廢水、含藥物活性成分廢水、含難以生化降解處理特征污染物廢水等幾種難處理廢水提出針對(duì)性與處理措施，以保證降低污染物濃度，保證后續(xù)生化處理工序正常運(yùn)行。

化學(xué)合成制藥；廢水；預(yù)處理

近年來化學(xué)合成類制藥快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)品品種不斷增加，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大?；瘜W(xué)合成類制藥具有廢水COD濃度高、成分復(fù)雜、生化性差等特點(diǎn)，部分廢水高鹽、高氨氮、高磷、含重金屬或含有難以生化降解的污染物，必須進(jìn)行預(yù)處理，否則，生化處理系統(tǒng)難以保證穩(wěn)定運(yùn)行，出水難以達(dá)標(biāo)排放。需要結(jié)合廢水特點(diǎn)，對(duì)部分廢水有針對(duì)性的進(jìn)行預(yù)處理，才能保證生化處理單元正常運(yùn)行。

1　廢水產(chǎn)生分析[1]

1.1廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)

化學(xué)合成類制藥生產(chǎn)廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)主要包括萃取分層廢水、工藝沖洗廢水、離心分離廢水、設(shè)備及地面沖洗廢水等。公輔工程及環(huán)保工程中也有多個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢水，其中以廢氣處理產(chǎn)生的廢水較為主要。

1.2難處理廢水類型分析

化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目產(chǎn)生的難處理廢水類型一般有高鹽、高濃度有機(jī)溶劑、含重金屬、高氨氮、高磷、高硫等，部分合成抗生素還具有藥物活性成分（API）。

萃取分層廢水、工藝沖洗廢水、酸性氣體堿洗廢水一般含鹽、有機(jī)溶劑；離心分離廢水一般含有機(jī)溶劑，部分含有催化劑；高磷廢水中磷主要來源于原輔材料中的三氯氧磷、三溴化磷、多聚磷酸等氯化劑或者催化劑。與此類似；硫、氮的來源也主要來源于原輔料或者由原輔料生成的半成品與成品中。

找準(zhǔn)廢水類型，才能有針對(duì)性的采取對(duì)應(yīng)的預(yù)處理措施，從而達(dá)到預(yù)期目的。

2　廢水預(yù)處理工藝

2.1高鹽廢水預(yù)處理工藝

廢水中鹽類一般以無機(jī)鹽形式存在。因?yàn)槲鬯幚韺?duì)于全鹽量濃度有要求，一般認(rèn)為氯離子濃度超過5000mg/L就對(duì)生化處理造成影響，因此高鹽濃水若進(jìn)入生化處理裝置，必須進(jìn)行預(yù)處理。

如果高鹽污水量較多，可以采用直接單效蒸發(fā)脫鹽。如果高鹽污水量比較大，則應(yīng)采用多效蒸發(fā)脫鹽工藝，以減少蒸汽用量、降低運(yùn)行費(fèi)用。近年來發(fā)展的基于機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)（簡稱MVR）的蒸發(fā)器由于具有能效高、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)推廣較快。

需要注意的是化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目廢水中一般含有有機(jī)物，在脫鹽過程中應(yīng)加強(qiáng)管理防止爆炸事故發(fā)生。

2.2高濃度有機(jī)溶劑廢水預(yù)處理工藝

化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目很多工藝?yán)糜袡C(jī)溶劑不溶于水或者微溶于水的特性，采用水相和有機(jī)相的分離來分離提純產(chǎn)品。但這些有機(jī)溶劑仍有微量或者痕量進(jìn)入水相，作為廢水需要處理。大多難溶于水的有機(jī)溶劑難以生化處理，比如二氯甲烷、丙酮等，需要預(yù)處理后才能進(jìn)入生化處理裝置。

一般采用減壓蒸餾工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理。將濃度較高的含有有機(jī)溶劑廢水單獨(dú)收集暫存，然后進(jìn)行減壓蒸餾處理，保證冷凝溫度和冷凝接觸面積。冷凝效率一般可在90%～95%。

如果有機(jī)溶劑濃度并不太高，很難進(jìn)行減壓蒸餾處理，也可用活性炭吸附處理，一般適用于芳香族有機(jī)溶劑，定期更換活性炭，保證吸附效果，可有效除去有機(jī)溶劑。

2.3含重金屬廢水預(yù)處理工藝

化學(xué)合成類制藥項(xiàng)目絕大部分化學(xué)合成反應(yīng)需要在催化劑條件下進(jìn)行，常用的催化劑多為含鈀、銅、鉑、鎳、汞、鎘、鉛、鋅等，這些催化劑與物料直接接觸，進(jìn)入廢水中，重金屬多具有毒害性，會(huì)影響生物活性，若濃度較高，在進(jìn)入生化處理前需進(jìn)行預(yù)處理。特別注意，如果采用汞、鎘、鉛等一類污染物，則必須預(yù)處理，在車間排放口達(dá)到相應(yīng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)含重金屬廢水，主要與處理工藝是絮凝沉淀，加入氫氧化鈉溶液控制pH9～10，形成金屬氫氧化物，絮凝沉淀后去除，重金屬離子濃度一般可以滿足達(dá)標(biāo)排放要求。應(yīng)特別注意控制條件防止有些重金屬生成絡(luò)合物。

2.4高氨氮廢水預(yù)處理工藝

氨氮主要是由無機(jī)氮形成，也就是氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，大多來源于工藝中加入的氨水、銨鹽。

這類廢水的治理方法主要有化學(xué)中和法、空氣吹脫法、蒸汽汽提法[2]，多為利用氨氣為堿性且易揮發(fā)的特點(diǎn)，但第一種多用于就近SO2煙道氣，后兩者動(dòng)力消耗大，同時(shí)一般需要調(diào)節(jié)pH值超過11，對(duì)堿的消耗量過大，也比較容易收到溫度的影響。近年來處理高濃度氨氮廢水可采用磷酸銨鎂（簡稱MVP）化學(xué)沉淀法，采用價(jià)格低廉的鎂化合物，缺點(diǎn)是污泥量較大，尤其為提高氨氮去除率加入鎂化合物過多時(shí)，污泥沉降困難。

2.5高磷廢水預(yù)處理工藝

高磷廢水采用生化工藝難以高效去除，在廢水量較少、濃度較高時(shí)可以采用化學(xué)沉淀工藝去除?；瘜W(xué)沉淀法的基本要求是：（1）加化學(xué)沉淀劑后，磷必須全部生成不溶性磷酸鹽；（2）生成的磷酸鹽沉淀進(jìn)過過濾能從廢水中全部去除。

廢水中按比例加入氯化鈣溶液，可以分別采用氯化鈣沉淀法和鳥糞石結(jié)晶法去除磷。也可加入氫氧化鈣乳液，生成磷酸鈣和堿式磷酸鈣沉淀去除，工藝缺點(diǎn)是污泥產(chǎn)生量比較大。還可以用鐵鹽或者鋁鹽處理，生成不溶于水的磷酸鋁、磷酸鐵等沉淀去除，缺點(diǎn)是沉淀速度慢、沉淀不完全[3]。

如果廢水中既含有高濃度總磷，也含有高濃度鹽，在蒸發(fā)脫鹽過程中一般也可以去除總磷，就可以不再單獨(dú)進(jìn)行化學(xué)除磷。

2.6含硫廢水預(yù)處理工藝

除控制全鹽量外，廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中并沒有硫或者硫酸根的控制指標(biāo)。不過硫酸鹽濃度過高，在厭氧后會(huì)產(chǎn)生硫化氫、硫醇、硫醚等惡臭類物質(zhì)，抑制生化反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)造成大氣污染，因此，應(yīng)盡量進(jìn)行控制。

廢水中含有高濃度的硫酸鹽，與全鹽量要求基本相同，應(yīng)通過蒸發(fā)脫鹽出去。如果確定廢水中含有的污染物是硫酸鈉，也可以進(jìn)行冷凍結(jié)晶除鹽。

2.7含有毒或者難以生化污染物的廢水處理預(yù)處理工藝

有些溶劑或者物料很難生化處理，甚至對(duì)微生物有較強(qiáng)的抑制作用，如氰、酚、芳香族胺、氮雜環(huán)、多環(huán)芳香烴化合物等，因此盡管濃度低，也需要考慮減少排放，在源頭進(jìn)行有效控制。

有毒或難以生化處理的污染物一般先進(jìn)行氧化處理，包括臭氧氧化、二氧化氯氧化、微電解氧化、芬頓氧化等，可以進(jìn)行環(huán)狀污染物開環(huán)。

氧化處理后一般再進(jìn)行混凝沉淀或氣浮，部分去除廢水中部分溶解度較低的有機(jī)污染物及部分非溶解態(tài)的溶媒物質(zhì)，也可以將氧化后的部分產(chǎn)物絮凝后去除，可以有效降低有毒或難以生化處理污染物濃度，并提高B/C比，提高可生化性。

3　結(jié)語

筆者經(jīng)過日常工作實(shí)踐，認(rèn)為明確廢水中污染物種類、成分、濃度、理化特性等，并根據(jù)各種廢水特點(diǎn)、特征有針對(duì)的進(jìn)行預(yù)處理，才能有效降低廢水污染物濃度，特別是關(guān)鍵污染物濃度，保證后續(xù)生化處理設(shè)施正常穩(wěn)定運(yùn)行，確保廢水達(dá)標(biāo)排放。

[1]王效山,夏倫祝.制藥工業(yè)三廢處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[2]孫錦宜.含氮廢水處理技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003:89-135.

[3]陳超超,蔣勝韜,王銀鳳,等.高含磷制藥廢水處理試驗(yàn)研究[J].工業(yè)用水與廢水,2011,42(4):23-26.

路洪濤（1970—），男，山東德州人，本科學(xué)歷，主要從事環(huán)境科研工作。