醫(yī)藥廢水工藝和發(fā)展研究[文獻(xiàn)綜述]

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　醫(yī)藥廢水工藝和發(fā)展研究</p><p><b>　　一、前言部分</b></p><p>　　藥品按其特點(diǎn)可分為抗生素、有機(jī)藥物、無機(jī)藥物和中草藥4大類。目

2、前我國生產(chǎn)的常用藥物達(dá)2 000種左右，不同種類的藥物采用的原料種類和數(shù)量各不相同。此外，不同藥物的生產(chǎn)工藝及合成路線又區(qū)別較大。在醫(yī)藥的生產(chǎn)過程中往往需要將生物、物理和化學(xué)等諸多工藝進(jìn)行綜合，因此產(chǎn)生的制藥廢水的組成十分復(fù)雜。</p><p>　　生物制藥工業(yè)廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各類制劑生產(chǎn)過程的洗滌水和沖洗廢水四大類。制藥企業(yè)產(chǎn)生的污水因其污染物多屬于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒

3、、有害和生物難以降解的有機(jī)物質(zhì)，對水體造成嚴(yán)重的污染。同時(shí)工業(yè)污水還呈明顯的酸、堿性，部分污水中含有過高的鹽分。這些特點(diǎn)都讓制藥污水成為水處理行業(yè)中較為難處理的一種污水。隨著我國醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水已逐漸成為重要的污染源之一，如何處理該類廢水是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)的一個(gè)難題。</p><p>　　生物制藥工業(yè)廢水常用的處理方法大多為物化法、化學(xué)法、生化法、其他組合工藝等。而傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法，由于化學(xué)藥品昂貴，

4、處理費(fèi)用較高，企業(yè)難以承受，況且化學(xué)方法又容易對環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。目前，國際上普遍采用的是厭氧-好氧組合技術(shù)處理制藥廢水。</p><p>　　二、目前生物制藥廢水的處理工藝</p><p>　　生物制藥廢水處理目前已有一些比較成熟的工藝, 如生物接觸氧化法、普通污泥法、混凝沉淀法、接觸氧化法等, 處理效果均可使出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《污水綜

5、合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的規(guī)定[3]。</p><p>　　2.1 生物接觸氧化工藝處理制藥廢水</p><p>　　2.1.1 生物接觸氧化工藝原理</p><p>　　該廢水處理工藝的設(shè)計(jì)應(yīng)先采用混凝反應(yīng)沉淀預(yù)處理法去除廢水中大部分難生物降解的大分子有機(jī)物、懸浮物和色度，以減輕后續(xù)處理的負(fù)荷，并提高廢水的可生化性，再利用生物接觸氧化法有效地去除廢水

6、中的有機(jī)污染物。</p><p>　　2.1.2 處理的工藝流程圖</p><p>　　2.1.3生物接觸氧化工藝特點(diǎn)</p><p>　　(1)用分段法提高凈化能力。生化過程分為兩個(gè)階段。首先是有機(jī)物被吸附在污泥上或惠存在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生物合成，這個(gè)吸附合成速度很快。第二階段的生化過程以氧化為主，速度較慢。 </p><p>　　(2)用加接觸

7、層的辦法來提高沉淀池效率。對沉淀池的生物膜采取沉淀的辦法，而對細(xì)小的懸浮物采取濾層截留的辦法，沉淀池取上升流速6.5～7.5m/h；澄清區(qū)停留15min。 </p><p>　　(3)接觸氧化工藝只需0.5～1.0h就可以達(dá)到活性污泥工藝8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分為兩段，沉淀池加接觸層，接觸氧化池分離下來的污泥含有大量氣泡，宜采用氣浮法分離</p><p>　　(4)由于填料比表

8、面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷； </p><p>　　(5)由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力； </p><p>　　(6)剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便。</p><p>　　2.2 SBR工藝處理制藥廢水</p>&l

9、t;p>　　2.2.1 SBR工藝原理</p><p>　　SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行

10、上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.2 SBR工藝適用范圍</p><p>　　主要構(gòu)造：格柵、初沉池、調(diào)節(jié)池、SBR反應(yīng)池</p><p>　　適用范圍：(1)中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化大的地方。(2)需要較高出水水質(zhì)的

11、地方，如風(fēng)景旅游區(qū)，湖泊等不但，不但要除去有機(jī)物，還要求出水中除磷脫碳，防止河湖富營養(yǎng)化。(3)水力資源緊缺的地方。(4)用地緊張的地方。(5)適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水和分散點(diǎn)源污染的治理。</p><p>　　2.2.3 SBR工藝特點(diǎn)</p><p>　　(1) SBR的運(yùn)行采用PLC控制，運(yùn)行管理簡單。 </p><p>　　(2) SBR法可保持水

12、中較高的污泥濃度，系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行及污泥培養(yǎng)及馴化均比較容易。在運(yùn)行初期出現(xiàn)的微生物有豆形蟲、草履蟲等一類游泳型纖毛，在處于正常運(yùn)行且降解有機(jī)物效果好時(shí)， 出現(xiàn)大量菌膠團(tuán)，有大量草履蟲、鐘蟲和累枝蟲出現(xiàn) 。</p><p>　　(3) SBR工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)優(yōu)良：出水COD指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于要求的300mg/l，最好可達(dá)到40mg/l左右 。</p><p>　　(4) SBR池有較強(qiáng)的耐

13、沖擊負(fù)荷能力。分析是因?yàn)橥ㄟ^調(diào)整SBR反應(yīng)器單池的運(yùn)行周期和整體的進(jìn)水時(shí)序和排水時(shí)序，適應(yīng)了廢水水量和水質(zhì)的波動(dòng)，保證出水水質(zhì) 。</p><p>　　(5) SBR工藝省去了二沉池，采用靜置沉淀方式，沉淀效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于活性污泥法，使其出水較常規(guī)活性污泥法明顯改善 。</p><p>　　(6)污泥量少：系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量極少，幾乎不需啟動(dòng)污泥處理系統(tǒng)，進(jìn)一步減少了運(yùn)行費(fèi)用。</p>

14、;<p>　　2.3混凝沉淀法（三氯化鐵）處理制藥廢水</p><p>　　2.3.1混凝沉淀原理</p><p>　　混凝是通過向水中投加藥劑使膠體物質(zhì)脫穩(wěn)并聚集成較大的顆粒，以使其在后續(xù)沉淀過程中分離或在過濾過程中能被截除。天然水中含有各種懸浮物、膠體和溶解物等雜質(zhì)，呈現(xiàn)出濁度、色度、嗅和味等水質(zhì)特征。由于膠體物質(zhì)本身的布朗運(yùn)動(dòng)特性以及所具有的電荷特性在水中可以長期保持分

15、散懸浮狀態(tài)，即具穩(wěn)定性，很難考重力自然沉降除去。通過向水中投加混凝劑可使膠體穩(wěn)定狀態(tài)破壞，脫穩(wěn)之后的膠體顆粒則可借助一定的水里條件通過碰撞而彼此聚集絮凝，形成足以靠重力沉淀的較大的絮體，從而易于從水中分離。向原水投加混凝劑，以破壞水中膠體顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)，使顆粒易于互相接觸而吸附的過程稱為凝聚。通過膠體間以及和其他顆粒間的互相碰撞和聚集，從而形成易于從水中分離的物質(zhì)稱為絮凝。這兩個(gè)階段共同構(gòu)成了水的混凝過程。</p><

16、;p>　　混凝原理主要取決于三種作用：</p><p>　　（1）壓縮雙電層作用：</p><p>　　水中粘土膠團(tuán)含有吸附層和擴(kuò)散層，合稱雙電層。雙電層中正離子濃度由內(nèi)向外逐漸降低，最后與水中的正離子濃度大致相等。因此雙電層有一定的厚度。如向水中加入大量電解質(zhì)，則其正離子就會(huì)擠入擴(kuò)散層而使之變??；進(jìn)而擠入吸附層，使膠核表面的負(fù)電性降低。這種作用稱壓縮雙電層。當(dāng)雙電層被壓縮，顆粒間的

17、靜電斥能就會(huì)降低。當(dāng)降至小于顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，顆粒就能相互吸附凝聚。凝聚顆粒在水的紊流中彼此易碰撞吸附，形成絮凝體（亦稱絨體或礬花）。絮凝體具有強(qiáng)大吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)。絮凝體通過吸附，體積增大而下沉。</p><p>　?。?）吸附架橋作用：</p><p>　　吸附橋的作用主要用來解釋高分子混凝劑的作用過程。鐵鹽以及其他高分子棍凝劑溶于水后，經(jīng)水解

18、和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒所強(qiáng)烈吸附。因其線性長度較大．當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋，使顆粒逐漸結(jié)大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程，稱為絮凝。</p><p><b>　?。?）網(wǎng)捕作用：</b></p><p>　　當(dāng)金屬鹽做

19、混凝劑時(shí)，如果投加量非常大，足以達(dá)到沉析金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時(shí)，水中膠體顆?？杀贿@些沉析物在形成時(shí)所網(wǎng)捕，從而隨之一起沉淀。此時(shí)膠體膠體顆粒的結(jié)構(gòu)并沒有太大的改變，基本上是一種機(jī)械作用，只是成為金屬氫氧化物沉淀的核心。</p><p>　　2.3.2 混凝劑和助凝劑</p><p>　　混凝劑用于水處理中的混凝劑應(yīng)符合如下要求：混凝效果良好，對人體健康無害，價(jià)廉易得，使用方便?；炷齽┑?/p>

20、種類較多，主要有以下兩大類：1)無機(jī)鹽類混凝劑目前應(yīng)用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。2)高分子混凝劑高分子混凝劑有無機(jī)和有機(jī)的兩種。聚合氯化鋁和聚合氧化鐵是目前國內(nèi)外研制和使用比較廣泛的無機(jī)高分子混凝劑。有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的。我國當(dāng)前使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺。當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。助凝劑可用以調(diào)節(jié)或改善混凝的條件。</p><p>

21、　　影響混凝效果的因素：由于膠體的混凝過程非常復(fù)雜，原水水質(zhì)又各異，因此混凝效果好壞受許多因素影響，主要有水溫、水的PH和碳度、原水水質(zhì)、水里條件及混凝劑種類及投加量等。</p><p>　　2.3.3混凝沉淀工藝過程</p><p>　　混凝沉淀工藝是目前給水處理、中水處理和部分污水處理的核心工藝，主要包含混合、絮凝、沉淀三個(gè)工藝流程，它承擔(dān)著水處理中 95％以上的負(fù)荷，已有 150 余

22、年的歷史?；炷恋砉に囍校瑢χ付ǖ男跄齽?，影響處理效果的主要是動(dòng)力學(xué)控制方式和方法。混凝沉淀動(dòng)力學(xué)控制方式由流動(dòng)邊界決定，與工藝池型密切相關(guān)?；旌显O(shè)施方面, 歐、美、日凈水廠通常采用快速機(jī)械攪拌器(G =700～1000 s-1 )，其強(qiáng)調(diào)混合快速均勻，機(jī)械攪拌能隨原水的水質(zhì)、加藥量和藥劑種類的變化作相應(yīng)調(diào)整來達(dá)到最佳處理效果。我國城市水廠多采用比較簡單的加藥混合方式與設(shè)備，只有少數(shù)水廠采用機(jī)械撐攪拌混合裝置。</p>&

23、lt;p>　　絮凝過程是提供合適的流體動(dòng)力學(xué)條件，使混合過程形成的微小絮體凝聚長大至沉淀所需尺度和密度的過程。絮凝動(dòng)力學(xué)控制手段與絮凝池池型密切相關(guān)，絮凝池發(fā)展過程中，衍生了不同的絮凝池型，包括水力旋流絮凝池、往復(fù)式隔板絮凝池、迴轉(zhuǎn)絮凝池、網(wǎng)格絮凝池、波紋板絮凝池、孔室絮凝池、格網(wǎng)和柵條絮凝池等水力池型和機(jī)械攪拌池型（機(jī)械攪拌絮凝池）。通常采用多檔變速機(jī)械攪拌(G =70～20 s-1 , t =30～40min)，我國近年來在新

24、型絮凝池研究上達(dá)到較高水平，但我國水廠采用的絮凝設(shè)施多是根據(jù)傳統(tǒng)絮凝劑的凈水特點(diǎn)設(shè)計(jì)，不能充分發(fā)揮新型高效絮凝劑的作用，需要使用如接觸凝聚反應(yīng)器、攔截沉淀反應(yīng)器、微渦旋反應(yīng)器、深床接觸凝聚過濾反應(yīng)器等絮凝反應(yīng)器，強(qiáng)化反應(yīng)過程的接觸絮凝作用和微渦旋狀態(tài)，從而大大提高沉淀或過濾效率,使反應(yīng)、沉淀和過濾工藝有機(jī)結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)絮凝機(jī)理工藝化, 使混凝設(shè)施和新藥劑發(fā)展同步 [11-13] 。</p><p>　　2.3.4三

25、氯化鐵制備</p><p>　　先由鐵屑與鹽酸反應(yīng), 制備Fe Cl3溶液, 制備的反應(yīng)式為: </p><p>　　Fe+ 2HC l= FeCl2+ H2 ↑</p><p>　　2FeCl2+ Cl2 = 2FeCl3</p><p>　　2FeCl2 + H2O2+ 2HC l= 2FeCl3+ 2 H2O</p>&l

26、t;p>　　3FeCl2 + HNO3 + 3HC l= 3FeCl3+ 2 H2O + NO ↑</p><p>　　2.3.5三氯化鐵原理</p><p>　　FeCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，溶于水后Fe3+發(fā)生水解，使溶液顯酸性。</p><p>　　FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl</p><p>　　離子方程式為Fe3

27、++3H2O=Fe(OH)3+3H+</p><p>　　三氯化鐵用于污水措置，以除去水中的重金屬和磷酸鹽 ，三氯化鐵是飲用水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水、城市污水及游泳循環(huán)不處理的高效廉價(jià)絮凝劑，具有顯著的沉淀重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。與其它廢水處理絮凝劑相比，其主要特點(diǎn)如下：形成的礬花密實(shí)、沉降快也能減少跑礬花現(xiàn)象，使濾池反沖洗次數(shù)減少;處理成本降低30%以上；絮凝性

28、能優(yōu)良，沉降速度高于鋁鹽系列絮凝劑，且形成的礬密實(shí)，產(chǎn)生污泥量少，大大節(jié)省污泥處理費(fèi)用；適應(yīng)水體pH值范圍廣，為4-12，最佳pH值范圍6-10；對低溫渾濁水處理效果要優(yōu)于其它絮凝劑；使用后無二次污染。</p><p><b>　　三、總結(jié)部分</b></p><p>　　采用混凝沉淀和三氯化鐵的組合工藝處理醫(yī)藥工業(yè)廢水，是將混凝沉淀工藝與消毒工藝相結(jié)合。該工藝具有處

29、理效果好,效率高，運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，且其出水的各項(xiàng)污染指標(biāo)也均可達(dá)到國家GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，其水質(zhì)排放指標(biāo)即：COD＜100 mg/L，BOD5＜30 mg/L，SS＜70 mg/L，pH值6～9，揮發(fā)酚＜0.5 mg/L、石油類＜5 mg/L，可實(shí)行的制藥廢水處理技術(shù)。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p&

30、gt;　　[1]許保玖.當(dāng)代給水與廢水處理原理[M]，北京：北京高等教育出版社，1990.</p><p>　　[2]高俊發(fā).污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3]張忠祥，錢易．廢水生物處理新技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[4]水處理工程典型設(shè)計(jì)實(shí)例［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2

31、004．</p><p>　　[5]高廷耀，顧國維.水污染控制工程-第2版，北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[6]茹改霞．探討現(xiàn)代醫(yī)院廢水處理與方法[J]．廣東科技，2007, (9):99-100.</p><p>　　[7]胡平，丁德玲，孫春寶．醫(yī)院廢水處理中存在的問題及對策[J]．環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2O07,(4):29-30.</

32、p><p>　　[8]杜汪洋，彭書傳，汪家權(quán)，陳金思．小型醫(yī)院廢水處理工藝與工程實(shí)例[J]．安徽化工，2006,(5):47-49.</p><p>　　[9] 劉鳳儒，高培柱，高連城．醫(yī)院污水處理的方案選擇[J]．化工給排水設(shè)計(jì)，1997,(2):36-37.</p><p>　　[10]袁東，郭愛婷．A/O 強(qiáng)化二段生物接觸氧化+ 二氧化氯接觸消毒工藝處理醫(yī)療廢水實(shí)