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醫(yī)藥化工高鹽廢水的處理技術(shù)的應(yīng)用探討

近些年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)用水量也隨之增長(zhǎng)，因而使得工業(yè)廢水也在逐年增加，其中，醫(yī)藥化工行業(yè)廢水量的增長(zhǎng)尤為明顯。在這過(guò)程中，醫(yī)藥化工廢水也逐漸表現(xiàn)出了降解難、鹽度高以及成分復(fù)雜等特點(diǎn)，再加上生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展。廢水處理難度大大提高，對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成了極大的威脅。

1高鹽廢水的定義

所謂的高鹽廢水，就是指將達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水通過(guò)應(yīng)用反滲透技術(shù)進(jìn)行絕大部分的淡水回收處理之后，所生成的濃鹽廢水再利用蒸發(fā)技術(shù)或者其他各種脫鹽技術(shù)進(jìn)行處理，最終所得的TDS（即總?cè)芙夤腆w）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)8%的難以進(jìn)行生化處理的濃廢液，或者是在醫(yī)藥化工的整個(gè)生產(chǎn)流程中直接生成的高COD含量且TDS（即總?cè)芙夤腆w）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)15%的難以進(jìn)行生化處理的廢水[1]。想要徹底解決這一類高鹽廢水的污染問(wèn)題，不僅要有效減少高鹽廢水之中的COD含量，更為關(guān)鍵的乃是分離廢水之中的可溶解鹽類物質(zhì)，只有真正做到以上兩方面的工作，才能真正達(dá)到高鹽廢水的預(yù)期處理目標(biāo)。

2醫(yī)藥化工高鹽廢水的常規(guī)處理技術(shù)

現(xiàn)階段，在醫(yī)藥化工物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程中，由于會(huì)使用大量的酸性或堿性物質(zhì)，所以最終兩者中和后會(huì)產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)鹽，與此同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)應(yīng)用大量的無(wú)機(jī)鹽溶液實(shí)施洗滌處理，最終形成了大量的醫(yī)藥化工高鹽廢水。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料現(xiàn)實(shí)，醫(yī)藥化工高鹽廢水的總鹽度超過(guò)100000mg/L之上，CODer含量超過(guò)50000mg/L之上，在與其它稀廢水進(jìn)行混合之后，醫(yī)藥化工廢水的總鹽度在絕大多數(shù)情況下也會(huì)超過(guò)30000mg/L之上，CODer含量也會(huì)超過(guò)15000mg/L之上。由此可見(jiàn)，普通的生化處理手段已難以適應(yīng)當(dāng)前的醫(yī)藥化工高鹽廢水處理需求，這是因?yàn)橐环矫?，醫(yī)藥化工廢水中的總鹽度過(guò)高，另一方面，廢水中的CODer含量也過(guò)大，因而大幅度提高了微生物外部的滲透壓強(qiáng)，從而使得生物菌種難以在高鹽度的環(huán)境下生長(zhǎng)和生存。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料顯示，目前醫(yī)藥化工廢水的常規(guī)處理方式主要為：第一，在前端環(huán)節(jié)應(yīng)用多效蒸餾裝置或者M(jìn)VR蒸餾技術(shù)進(jìn)行鹽分的去除，第二，在后端環(huán)節(jié)應(yīng)用生化處理法與法和生化處理法與物化處理法相結(jié)合、電化學(xué)處理法與生化處理法相結(jié)合的手段進(jìn)行處理。下面，本文將重點(diǎn)介紹一下其中的蒸餾技術(shù)和稀釋技術(shù)[2]。

2.1蒸餾技術(shù)

運(yùn)用蒸餾技術(shù)進(jìn)行醫(yī)藥化工廢水的脫鹽處理，其最大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于最終處理所得的淡水的水質(zhì)較好。當(dāng)前，醫(yī)藥化工廢水的蒸餾技術(shù)大多數(shù)是基于海水脫鹽淡化技術(shù)而發(fā)展形成的，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，蒸餾技術(shù)就是借助熱能對(duì)溶液進(jìn)行蒸發(fā)處理，其后再對(duì)水蒸氣實(shí)施冷卻處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)淡水的回收。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，蒸餾技術(shù)也在不斷地革新中，目前應(yīng)用較為成熟的包括有多效蒸餾裝置和膜蒸餾技術(shù)。

2.1.1多效蒸餾裝置

這一蒸餾裝置最早應(yīng)用于海水的淡化處理，現(xiàn)階段，對(duì)于其在水處理領(lǐng)域的研究也日益增多。由于多效蒸餾裝置所處的是低溫環(huán)境，因而具有十分顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，近幾年來(lái)發(fā)展十分迅猛，裝置的規(guī)格也逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用成本逐漸降低。多效蒸餾裝置當(dāng)前的主要發(fā)展趨勢(shì)為進(jìn)一步提高裝置的單機(jī)造水性能，應(yīng)用廉價(jià)材料以降低工程的成本支出、提升操作環(huán)境的溫度以及提升裝置的傳熱效能等等。

2.1.2膜蒸餾技術(shù)

該種蒸餾是一種全新的分離技術(shù)，指的是將傳統(tǒng)的蒸餾過(guò)程與膜分離技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合的新型的膜分離流程。相較于其它多種的膜分離流程，膜蒸餾技術(shù)所具備的主要優(yōu)勢(shì)在于溶液濃度對(duì)其的影響十分小。Schofield等研究者對(duì)鹽溶液進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，最終證明5mol/L的氯化鈉溶液中的飽和蒸汽壓相較于純凈水僅僅下降了25%，而通過(guò)膜蒸餾技術(shù)則下降了30%，由此可得，相較于其它多種的膜分離流程，膜蒸餾技術(shù)對(duì)于高濃度的水溶液具有較強(qiáng)的處理作用。趙晶等研究者經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，利用VMD（即真空膜蒸餾技術(shù)）進(jìn)行反滲透濃水的處理時(shí)，雖然在整個(gè)濃縮流程中反滲透濃水的通量有所下滑，但是其除鹽率卻能達(dá)到99%之上，與此同時(shí)，也會(huì)生成部分的高鹽度廢水，且其含鹽度超過(guò)15%之上，是反滲透濃水含鹽度的4倍以上[3]。由于膜蒸餾技術(shù)自身獨(dú)特的性能，使得其與其它分離技術(shù)相比具有一些較為明顯的優(yōu)勢(shì)，例如，在應(yīng)用膜蒸餾技術(shù)的過(guò)程中，操作溫度和操作環(huán)境壓力都較低以及蒸餾液純度較高等等。由此可見(jiàn)，在經(jīng)過(guò)蒸餾技術(shù)處理之后的濃鹽水，在得到部分淡水的同時(shí)，也會(huì)得到部分的高鹽度廢水，因此需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的脫鹽處理，以此在根本上實(shí)現(xiàn)可溶性鹽類物質(zhì)的分離。

2.2稀釋技術(shù)

該種醫(yī)藥化工廢水處理手段是直接飲用清水對(duì)鹽分濃度較高的醫(yī)藥化工廢水進(jìn)行稀釋處理，直至將廢水稀釋到鹽分含量為8000mg/L左右，CODer含量在6000mg/L左右，其后再利用常規(guī)的生化處理法進(jìn)行進(jìn)一步的處理。由于稀釋技術(shù)在處理過(guò)程中應(yīng)用了大量的清水，一方面，工業(yè)的用水量會(huì)大幅增長(zhǎng)，因而造成了嚴(yán)重的工業(yè)用水浪費(fèi)問(wèn)題，另一方面，也會(huì)大大增加工業(yè)的投資和運(yùn)營(yíng)成本，在很大程度上影響了醫(yī)藥化工產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3醫(yī)藥化工高鹽廢水的新型處理技術(shù)

目前，基于醫(yī)藥化工廢水的新特點(diǎn)，新型的處理技術(shù)也被不斷地研發(fā)出來(lái)，其中就包括有鐵碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)。這一技術(shù)在前端環(huán)節(jié)結(jié)合應(yīng)用鐵碳裝置和芬頓反應(yīng)，一般情況下，CODer的消除率可達(dá)40%-60%，B/C會(huì)相應(yīng)提高0.1-0.3，而在后端環(huán)節(jié)則同時(shí)應(yīng)用了A/O生化系統(tǒng)和PSB生化系統(tǒng)，運(yùn)用耐鹽光合菌種，使其能在鹽度為30000-60000mg/L和CODer含量為6000-10000mg/L的廢水條件下正常運(yùn)作，使得最終的出水能夠達(dá)到國(guó)家相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，最優(yōu)情況為達(dá)到國(guó)家一級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)。

3.1鐵碳裝置

鐵碳裝置，亦稱為持續(xù)高活性鐵床，其中的新型鐵碳在一般情況下會(huì)填充至鐵碳塔中應(yīng)用，其是一種隸屬于電化學(xué)處理法的污水處理裝置，絕大多數(shù)情況下會(huì)應(yīng)用于工業(yè)污水處理，尤其是那些攜帶有苯環(huán)、色度且對(duì)生物具有毒性影響的有機(jī)物等難以用生化處理法進(jìn)行降解的高濃度污水[4]。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，午睡的處理難度也日益提升。眾所周知，生化處理法是一種最為常見(jiàn)、成本低且效果佳的污水處理手段，但其不能適用于各種污水情況。諸多工業(yè)污水不僅濃度很高，而且也難以用生化處理法進(jìn)行處理，甚至連水解處理法也無(wú)法解決，此時(shí)就要應(yīng)用多種前后端處理手段，而鐵床恰恰滿足了這一處理需求。但常規(guī)的鐵床雖然具有較高的處理效果，但由于填料鈍化以及結(jié)疤等問(wèn)題尚未得到良好的解決，因而大大限制了該種手段的推廣應(yīng)用。

依據(jù)新型鐵碳的實(shí)際性質(zhì)，重新設(shè)計(jì)和研制的持續(xù)高活性鐵床具有兩大優(yōu)點(diǎn)：第一，持續(xù)高活性鐵床能夠始終保持鐵床之中的填料的活性，不再需要像以往的鐵窗填料一樣需要進(jìn)行定時(shí)定期地活化處理，因而這一裝置具有較好的可靠性和穩(wěn)定性，與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)實(shí)際的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，持續(xù)高活性鐵床在長(zhǎng)期的污水處理過(guò)程中極大規(guī)避了鈍化和結(jié)疤等問(wèn)題的出現(xiàn)，裝置運(yùn)行效果較好；第二，由于進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，因而裝置的結(jié)構(gòu)十分緊湊，而且污水處理效果也十分顯著，CODer的消除率可達(dá)40%-60%，B/C會(huì)相應(yīng)提高0.1-0.3，同時(shí)色度也可去除80%-90%左右、而微電解預(yù)處理技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，填料運(yùn)用了扁狀的高碳生鐵塊，第二，設(shè)計(jì)了特殊的導(dǎo)流系統(tǒng)和內(nèi)外筒體，使得污水能夠在內(nèi)外筒內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)化地循環(huán)處理?？偟膩?lái)說(shuō)，鐵碳裝置具有使用壽命長(zhǎng)、調(diào)料活性強(qiáng)、占地面積小、處理效率高、處理效果好、高活性保持時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)作成本低且不會(huì)出現(xiàn)鈍化和結(jié)疤問(wèn)題等諸多優(yōu)勢(shì)。

3.2PSB生化處理系統(tǒng)

PSB生化處理系統(tǒng)，亦稱為耐鹽光合菌種，這一生化處理系統(tǒng)所配置的PSB菌種是因具備光合色素而帶有一定顏色的細(xì)菌。所謂的PSB（PhotoSyntheticBacteria），也就是光合細(xì)菌，其是由一群帶有原始的光能合成體系且能在厭氧環(huán)境條件下進(jìn)行不放氧的光合作用的原核生物構(gòu)成。一般情況下，可將PSB氛圍以下7種類型，分別為含細(xì)菌葉綠素的專性好氧菌、螺旋桿菌科、多細(xì)胞的絲狀綠細(xì)菌、綠色的硫細(xì)菌、紫色的非硫細(xì)菌、外流紅螺菌科以及著色桿菌科。

應(yīng)用PSB生化處理系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于：第一，符合能力高且抗沖擊能力強(qiáng)，裝置內(nèi)部填充了由特殊纖維構(gòu)成的球形填料，蓄泥量較大，與此同時(shí)，澄清區(qū)也最大限度地保障了污泥盡可能少地?fù)p耗，因此，在很大程度上保證了裝置的高負(fù)荷性，而且也有效增強(qiáng)了氧化床的符合能力和抗沖擊能力，以此來(lái)為PSB生化處理設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造了良好的運(yùn)行環(huán)境；第二，處理效率高且處理效果好，在環(huán)流生化區(qū)中所生成的厭氧、好氧以及兼氧區(qū)的微生物菌群十分豐富多樣，不僅具有良好的氧化作用，同時(shí)也具備了優(yōu)良的水解功能，使得原本難以進(jìn)行生化處理的物質(zhì)在開(kāi)環(huán)之后能夠得到升華，同時(shí)也使得原先能夠進(jìn)行生化處理的物質(zhì)在斷鏈后能夠更好地進(jìn)行生化處理，在實(shí)現(xiàn)出水后借助澄清區(qū)的有效截污處理，因而該生化處理系統(tǒng)的處理效率高且處理效果好；第三，節(jié)能效果好，立式氧化槽是相對(duì)應(yīng)水平式流向的深化構(gòu)筑物來(lái)說(shuō)的，其的豎向是流向是借助于曝氣的氣提功能以及封帽和導(dǎo)流筒的特殊構(gòu)造所共同形成的，不需要借助外來(lái)的動(dòng)力，曝氣頭可以進(jìn)行淺層安置，應(yīng)用了低壓的風(fēng)機(jī)，因而只要保證足量的風(fēng)力便可保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作，因此該生化系統(tǒng)的節(jié)能效果較好，CODer的消除率可達(dá)70%-80%，氨氮的消除率可達(dá)50%左右，同時(shí)色度也可去除50%左右，一般情況下，進(jìn)水的濃度控制為6000-10000mg/L左右，含鹽量則為45000mg/L左右，因此可以說(shuō)，該生化處理設(shè)備具備高強(qiáng)度的耐鹽性和耐高濃度性；第四，該生化處理設(shè)備還具有占地面積小、規(guī)模小且動(dòng)能消耗低等諸多優(yōu)勢(shì)，PSB生化處理系統(tǒng)的占地面積僅為活性污泥處理法的1/4-1/5左右，此外，設(shè)備的維護(hù)管理工作十分便捷，而且受季節(jié)變化的影響較小[5]。

3.3應(yīng)用效果

當(dāng)前，在醫(yī)藥化工廢水行業(yè)的高鹽度廢水的處理流程中，持續(xù)高活性鐵碳床和PSB生化處理系統(tǒng)都已通過(guò)了實(shí)際的污水處理應(yīng)用并取得了良好的應(yīng)用效果。其中，浙江的貝得藥業(yè)有效公司就應(yīng)用了該種碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)，其中所涉及的設(shè)備裝置包括有新型鐵碳裝置、PSB生化處理系統(tǒng)、芬頓反應(yīng)以及A/O生化處理系統(tǒng)，以此來(lái)進(jìn)行制藥廢水的處理，其中，平均每天的廢水處理量為500T，進(jìn)水水質(zhì)中的CODer含量為20000mg/L，鹽分總量為30000mg/L。通過(guò)應(yīng)用鐵碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)之后，CODer含量下降至500mg/L以下，因而滿足了國(guó)家相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)。

4結(jié)論

綜上所述，做好醫(yī)藥化工廢水的處理工作對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和保障人們身心健康都具有十分重要的意義。因此針對(duì)成分日益復(fù)雜的醫(yī)藥化工廢水，我國(guó)相關(guān)研究人員必須根據(jù)實(shí)際的廢水情況，積極吸收和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的醫(yī)藥化工廢水處理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，以研發(fā)出更為科學(xué)合宜的處理技術(shù)，以有效處理醫(yī)藥化工廢水。

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