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化學制藥廢水處理技術

文章出處:未知發表時間:2023-06-21 13:06:31

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  化學合成類制藥是指采用一個化學反應或者一系列化學反應生成藥物活性成分的過程,通常會用到多種原輔材料,反應過程復雜,在各個環節都有產生廢水的可能。化學合成制藥生產一種原料藥往往需要10余步反應,使用的原材料可多達30-40種。原材料投入量大,產出比小,利用率較低,原料總耗可達10Kg/kg產品以上,有的甚至超過20Kg/kg,其中大部分物質最終成為廢水、廢氣和固廢,產生量大,成分復雜。化學合成制藥過程通常產生六種典型性難處理廢水,本文對三種典型性質制藥廢水處理原理和實際處理效果進行分析和介紹,以期對類似企業的工業廢水處理提供有價值的參考。

  1、含氰廢水

  含氰廢水主要來源于選礦、有色金屬冶煉、煉焦、化工、制革等工業生產,氰化物是劇毒物質,從環境工程和生物安全角度考慮應非常重視含氰廢水除毒處理問題。傳統的含氰廢水處理技術包括酸回收、膜分離法、萃取法、氣提法、化學絡合法、化學氧化法等。化學氧化法操作簡單、易于實現工業化而被大規模的應用。化學氧化法是利用了氰化物在堿性條件下易于被氧化的特點。常用的氧化劑有含氯氧化劑、過氧化氫、臭氧等,含氯氧化劑的缺點在于反應過程中可能產生毒性較高的氯代有機副產物,臭氧氧化由于其投資和運行成本較高,尚未廣泛用于處理含氰廢水。因此,通常采用過氧化氫氧化比較合適。氰化物在堿性條件下被過氧化氫氧化為氰酸鹽CNO-,然后氰酸鹽繼續水解成碳酸銨或碳酸氫銨。化學反應方程式如下:

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  由于過氧化氫與氰化物反應速率較慢,因此會添加金屬離子催化劑,如常見的銅離子加快化學反應速率。同時,對于pH的控制問題,在酸性條件下,CN-會以HCN的形式揮發,對操作人員安全構成威脅。綜合考慮氧化速率和金屬離子催化劑的沉淀問題,經過反復多次的實驗,選擇在pH=9的條件下進行反應。在破氰釜內升溫至80℃進行破氰處理,Cu2+投加濃度控制40mg/L,反應時間60min。盡管按照化學反應方程式(1),理論CN-H2O2反應的摩爾比為11,但在實際操作過程中,考慮到廢水中除了CN-外,還有其他COD消耗雙氧水,同時在堿性和高溫條件下,雙氧水自身存在分解,因此,研究案例雙氧水的投加量按摩爾比31進行過量投加,實際處理破氰完畢后的廢水中氰化物的含量小于1mg/L。含氰廢水經過處理后,冷卻降溫,排放至綜合廢水調節池再進行生化處理。

  2、含抗生素廢水

  抗生素廢水的成分十分復雜,含有多種難降解的有機物和無機物,處理起來十分困難。抗生素通常是殺菌物質,對微生物有較強的破壞作用,廢水中的抗生素需破壞后方可進入生化系統。通常處理采用高級氧化對抗生素的分子結構進行破壞。

  對含抗生素如何進行處理,提出采用水解破壞分子結構的方法。水解反應發生在物質與水之間,是很重要的化學反應,許多抗生素容易發生水解。水解反應在酸性條件下、中性條件下及堿性條件下均可能發生,不過水解速率有所區別,水解反應可產生一個或多個產物,由母體化合物結構決定。抗生素的水解的主要環境因子是pH和溫度。

  3、高濃度氨氮廢水預處理

  在化學合成制藥生產環節,根據生產原料和工藝,會產生高濃度氨氮廢水。對于高氨氮廢水的處理,根據不同濃度有不同的處理方法。目前,廣泛應用的方法主要有物化法和生物法。對于含高濃度的氨氮廢水,不宜直接采用生化法對其進行處理,普遍采用物化法先對其進行預處理,大幅度降低氨氮濃度后,再采用生化的方式進行處理。物化法主要有吹脫法、電解法、化學沉淀法等,其中,吹脫法應用簡單,是一種典型的被廣泛應用的物理化學處理法。其化學反應方程式是NH4++OH-=NH3+H2O,具體操作是向高氨氮廢水中加入液堿,升高廢水pH值至11,由于OH-濃度增加,電離平衡向右進行產生氨氣,然后再通入空氣將液相中的氨氣吹脫到空氣中,從而降低液相中的氨氮濃度。

  在化學合成制藥過程中,高氨氮廢水往往還具有高鹽、高有機物的特點。至于一般廢水同時具有以上兩種或者三種水質特點的廢水。

  4、結語

  化學合成制藥廢水根據各生產工藝,廢水種類多,性質各不一樣,盡管排放標準不是非常嚴格,但是如果各種有特點的廢水不經過合適的預處理手段,混合后經過生化處理,達標的難度非常大。因此,選擇合適的預處理方式對不同性質的廢水首先進行有針對性的預處理不僅有必要,而且是最終出水能否達標的決定性因素。在含氰廢水、含二氯甲烷廢水、高氨氮廢水的預處理,通過實際研究案例,有對性的提出了采用雙氧水堿性氧化、蒸餾和加熱堿性吹脫的預處理方式,均取得很好的效果,為其他類似的化學合成制藥廢水處理具有重要的參考和借鑒價值。


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