制药废水处理技术研究进展

制药废水处理技术研究进展

摘要：本文介绍了国内外近几年来废水处理的一些新技术分析了制

药生产废水的水质特征，针对制药废水的处理难题。并综述了这些高级氧

化技术处理制药废水的特点及研究进展。

关键词：制药废水废水处理高级氧化

随着人们对水污染处理技术的深入研究，出现了一系列新技术。在这

些技术中，对于那些难以生物降解或对生物有毒有害的物质处理，高级氧

化技术显示出了它们独特的优势，它们能将有害的有机物转化成无害的且

易于降解的物质。因此，高级氧化技术在处理难降解有机污染物的应用领

域中具有巨大的发展前景。

1、高级氧化处理技术及研究进展

长期以来，有毒有害且难以生物降解的有机物污染着人类的生存环

境，人们一直在研究经济有效且环保的新方法、新技术。目前处理有机污

染物的方法各不同，常用的方法包括吸附法、气浮法、混凝沉淀法、蒸播

法、反渗法、活性污泥法、膜分离法等。

高级氧化技术又称深度氧化技术，是运用氧化剂、光照、电、催化剂

生成的活性极强的自由基（如・0H等）来降解有机污染物的技术。•0H的

氧化电位是2.8V,仅次于氟的2.87V,它可使难降解有机物发生开环、断

键、加成、取代、电子转移等反应，使难降解的大分子有机物转变为易降

解的小分子物质，反应最终产物基本上为C02和H20,并且无剩余污泥和

浓缩物生成。高级氧化技术主要有Fenton法、湿式氧化法、光催化氧化

法、臭氧氧化法、超声氧化法、微波催化氧化法、超临界水氧化法、电化

学法等。

1.1Fenton试剂法

Fenton法是以铁盐（Fe3+或Fe2+）为催化剂，在H202存在的情况下

会产生强氧化性的•0H,它能氧化许多有机分子物质，且反应过程不需要

高温高压。Fenton法反应条件温和，设备也较为简单，适用范围比较广

泛。该法的缺点是氧化能力相对较弱，出水含有大量的铁离子。

1.2湿式氧化法

湿式氧化法（WA0）是在高温（125~320℃）＞高压（0.5〜lOMPa）下

用氧气或空气作为氧化剂，氧化水状态的有机物或还原态的无机物使之生

成C02和H20的一种处理方法。如使用高效、稳定催化剂的催化湿式氧化

技术（CWA0）以及使用过氧化氢作氧化剂的催化湿式过氧化物氧化技术

（CW-PO）等。目前催化湿式氧化法的研究热点主要集中在高效、稳定的

催化剂的制备上。

1.3光催化氧化法

光催化氧化法是一种简单、高效很有前途的技术。它在一定的时间里

可以讲几乎所有的的还原性物质氧化，具有能量利用率高、脱色效果好，

不产生剩余污泥，无二次污染等优点。光催化氧化法是以n型半导体（如

Ti02,Sr02,W03,Sn02等）作为催化剂的催化氧化过程。当这些催化剂

受到近紫外光辐射时，会形成电子空穴对（h+e-）o由于空穴有很强的

氧化能力，当这些电子和空穴迁移到粒子表面后，使水在半导体表面形成

氧化能力极强的羟基自由基，利用・0H便可氧化各种有机物并使之完全矿

化。

1.4臭氧氧化法

臭氧被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂，具有很强的氧化能力，采

用臭氧氧化技术处理有机废水，具有反应速度快、无二次污染等优点。在

臭氧的氧化反应过程中，臭氧的氧化分解反应是一种自由基反应，其中03

与011经过一连串反应生成02和自由基•0H,而•0H比03的氧化能力更

强，能氧化分解更多的有机物。

1.5超声声化法

超声声化的原理是液体在超声波(15kHz〜1MHz)辐射下产生空化气

泡，这些空化气泡吸收声场能量，并在极短的时间内崩溃释能。在空化气

泡崩溃的瞬间，会在其周围极小空间范围内产生高温高压(温度高达

1900〜2500k,压力超过50Mpa),并伴随有强冲击波和高速射流。进入空

化泡中的水蒸气，在高温高压极端环境下发生离解，产生了强自由基

如H00­,等。水中的有机污染物就在超声产生的高温高压“空化

泡”中分解，或者被自由基氧化。

1.6微波诱导催化氧化法

微波是指波长为1mm〜1m、频率为300〜300000MHz的一种电磁波。在

液体中微波能使液体中的极性分子高速旋转碰撞而产生热效应。许多磁性

物质，如过渡金属及其化合物、活性炭等对微波有很强的吸收能力，常作

为诱导化学反应的催化剂，当受到微波辐射时不均匀的表面会产生许多

“热点”，其能量比其它部位高得多，诱导产生高能电子辐射、臭氧氧化、

紫外光解和非平衡态等离子体等多种反应，可以产生高温并形成活性氧化

物质，从而使有机物直接分解或将大分子有机物转变成小分子有机物。

1.7超临界水氧化法

超临界水氧化法（SCWO）是目前研究比较活跃的废水处理技术之一。

它是以水为介质，利用水在超临界状态下所具有的特殊溶解度、易改变的

密度和介电常数、较低的黏度、较大的离子积、氢键几乎消失等特殊的性

质，使它可与非极性物质以任意比例互溶，提高了反应速率，并可实现有

机物的完全氧化。利用这种性质，将有机污染物与水混合，升温，加压到

临界状态，通过改变反应的压力和温度等条件，汽液相界面消失，形成均

相的氧化体系，有机污染物将被迅速氧化分解。但是由于该技术对反应条

件要求较为苛刻（高温、高压）对设备要求较高，因此，还有一些实际的

技术问题亟待解决。

1.8电化学氧化法

电化学氧化法主要是通过电极材料的作用，产生超氧自由基（・02）、

羟基自由基（・0H）等来氧化水体中的有机物，但是传统电化学方法一直

存在着能耗大、成本高、析氧和析氢等副反应的特点，于是在此基础上，

便发展了三维电极和高压脉冲电凝技术。三维电极与原先的二维电极相

比，面体比增大、离子间距离小、传质效果好；而高压脉冲电凝技术可以

大大降低总电流强度和减少电解时间，从而提高电流效率，降低电耗、铁

耗。

2、制药废水处理的新方法、新技术

2.1新型三段序贯式水解------好氧为主体的工艺流程

高浓度制药工艺废水含有大量有机溶剂，目前仍按厂方现有装置回

收，回收后的生产废水流入均质池，与其它生产废水混合，然后一起送入

初沉池分离水中的SS杂质。经沉淀后生产废水与生活污水和稀释水(冷

却水)在调节池中混合，使原水CODcr浓度控制在4000mg/L左右，由此

废水提升至气浮池、然后进入三段序贯式H/0池及接触氧化池，并流入中

间水池，再由此提升至二沉池后流入次氯酸钠氧化池，然后经监测并达标

排放。

2.2MBR处理制药废水

研究国内MBR应用于高浓度有机废水，特别是制药废水的处理研究尚

处于实验室探索阶段。同济大学孙振龙等以上海市某制药厂抗生素发酵废

水为现象，进一步做了一体式平面膜生物反应器处理抗生素废水研究，研

究结果表明，膜的截留作用使反应器活性污泥的质量浓度达15g/L,在进

水COD浓度为2500~4000mg/L的情况下，COD去除率达到86%。

3、结语

目前，开发经济、有效的复合水处理单元是亟待解决的问题。同时，

应加强清洁生产的研究，并在处理前期考虑废水是否有回收利用的价值和

适当的途径，以达到经济效益和环境效益的统一。

参考文献：

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