制药废水处理工艺课件

1、制药废水处理工艺,制药废水特点,医药产品按特点可分为抗生素、有机药物、无机药物和中草药；而按照成产工艺过程又可分为生物制药和化学制药。 在制药过程中常常需要生物、物理和化学工艺的综合，因此制药生产工艺和废水组成都十分复杂。 制药行业废水主要污染物有悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮、氰化物及挥发酚等有毒有害物质。,Contents,废水来源,污染物主要成分及特点,制药废水主要处理方法,处理方法优缺点,4,1,2,3,抗生素废水特点,废水来源：提取和精制过程中的发酵废水;溶剂回收过程中的浓废水;生产设备洗涤和地板冲洗用水;废冷却水;发酵罐排放的废发酵母液。 废水中污

2、染物主要成分:发酵残余营养物(如葡萄糖、蛋白质和无机盐之类)、发酵代谢物、酸、碱、有机溶剂和其它化工原料等。 特点：难降解有机物浓度高;废水水量、水质变化幅度大、规律性差;废水中含有抗生素药物和大量胶体物质,pH变化大,带有颜色和气味。,抗生素废水常用处理方法,抗生素废水处理方法与一般工业废水处理法类似，主要有物化处理方法、生化处理方法以及多种方法的组合生化处理等。 物化法：混凝沉淀法、吸附法、光催化氧化法等。 膜技术 生物法：好氧生物处理、厌氧生物处理、组合生物处理等。,抗生素废水常用处理方法,物化法： 一、混凝沉淀法： 作用机理主要包括压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附一架桥作用、沉析物

3、网捕作用和特殊混凝作用等。 废水的混凝处理过程可分为三个阶段：凝聚阶段、絮凝阶段和沉降阶段。 混凝法影响因素：水温、pH、搅拌速度、混凝剂选择、水样的杂质、性质、浓度等。,抗生素废水常用处理方法,相关实验结果证明： 水温应控制在10-25；pH应控制在弱碱性（6.5-8）。 水温偏低，水的粘度较大，不利于脱稳胶体的相互凝聚；反之，水温升高，水解反应快，水的黏度较小，布郎运动增强，混凝效果较好。 絮凝剂的选择与处理水样的成分含量有关。 各种杂质的含量及种类可能会与所投加的混凝剂产生其他反应，而达不到絮凝的效果；相反，若废水中的杂质可以作为形成絮体的核心，这样絮凝的时间就会缩短，也不用过滤。,抗生

4、素废水常用处理方法,混凝剂投加顺序。 相关实验结果证明，用硼泥和PAM处理抗生素制药废水，投加顺序对废水的处理效果有很大的影响，选择先投加硼泥，后加PAM絮体的体积很小，清水分离率较高，而且色度也相对降低。 混凝法不足： 水温要求； 经济成本：从工艺角度讲，沉降时间越长，工程量增大，加大工程建造及运行管理难度。从经济角度讲，加大混凝剂投加量和工程量，会增加废水处理成本。 。,抗生素废水常用处理方法,二、膜技术 因膜分离技术具有分离高效性、节能、无二次污染、过程简化等许多优点，逐渐代替其他常规分离方法，已广泛应用在水处理、化工、医药、，电子、食品加工、生物技术、环保等领域。膜分离已迅速发展成产业

5、化过程，并带来显著经济、社会和环境效益。 膜分离过程主要分为微滤、超滤、纳滤、反渗透和电渗析等过程： 微滤：以压力为推动力，筛分机理是以滤膜截留作为基础的高精密过滤，孔径约0.01-10m。在制药工业中主要应用于无菌纯水制造、血液过滤、血浆分离、一些生化制剂过滤和除菌，也常作为其它应用在制药工业中的膜分离技术的预处理，以除去悬浮物、胶体和细菌等杂质。 超滤（UF）：膜为非对称多孔膜，以低压力为推动力，使小于膜孔径的物质透过膜而使大于膜孔径物质被截留，从而实现料液的分离和提纯。超滤膜截留分子量范围为1000一100万左右。在制药工业中主要用于药品和生物制品的分离、纯化、浓缩以及脱盐等，适用于不同

6、分子量有机物间的分离，以及有机物同无机物间分离。,抗生素废水常用处理方法,二、膜技术 纳滤（NF）：处于反渗透和超滤之间一种膜分离过程。其孔径范围在纳米级，其相对分子质量截留范围约为1502000。在制药工业中，纳滤用于抗生素纯化、分离、脱盐和浓缩等过程，也应用于制药废水中回收药品和其它有用资源。 反渗透：以压力为推动力，利用致密半透膜的选择透过性，使不同组份得以分离。在纯水制造中已成为主导技术，实现了大规模的应用。在制药工业中主要应用于抗生素、氨基酸等低分子量物质的浓缩。,抗生素废水常用处理方法,二、膜技术,抗生素废水常用处理方法,二、膜技术 MBR工艺处理： 优点： 集水处理的膜法和污水处

7、理的活性污泥法两种技术于一体， 兼具过滤机理和生化作用两大特点 ，从而保证出水水质稳定。 能更高效的去除废水中有机物。对废水处理效果高，随着运行时间的延长，活性污泥在膜表面不断积累、压缩，形成密实的滤饼层以及凝胶层，其对水中可溶性分子有良好的降解作用。 与传统生化法相比还可省去二沉池，减少了工程的占地面积，污泥排放量少，运行费用低且自动化程度高。,抗生素废水常用处理方法,图中采用用活性污泥法-水解酸化-MBR工艺。 因水解酸化池中厌氧微生物增殖速度较慢，受冲击负荷后恢复周期较长 在水解酸化池前增加活性污泥处理，可大幅度减轻废水水质水量变化对水解酸化池的冲击 有利于保持系统运行的稳定,图中采用混

8、凝-MBR组合工艺 其中混凝沉淀+砂滤为工艺步骤的预处理环节,抗生素废水常用处理方法,二、膜技术,抗生素废水常用处理方法,生物法： 即利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物。根据微生物的代谢种类可以分为厌氧型和好氧型两种处理方法。 生物法处理废水的具体方法：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和污泥消化等。 对于好氧生物处理法来说，抗生素工业废水是高浓度有机疲水，处理时需对原废液进行大量稀释，清水、动力消耗很大，成本较高，实际废水处理率也较低。 而厌氧法处理高浓度有机废水具有以下优点：有机物负荷高；污泥产率低，产生的污泥易于脱水；营养物需要量少；不需曝气，能耗低；产生沼气；水温适宜范围较广；活性厌

9、氧污泥保存时间长等。,抗生素废水常用处理方法,相比好氧处理法，厌氧处理减少了稀释水量并较大幄度削减COD，降低基建、设备投资和运行费用，并能回收沼气。 但高浓度的抗生素有机废水经厌氧处理后，出水COD往往仍达1000-4000mgL，不能直接外排。 厌氧-好氧组合工艺 从上述特性看，两种工艺自身都具有一定局限，而现阶段国内外主要应用技术则采用厌氧-好氧两种工艺相结合的方法。 其中，厌氧处理段利用高效厌氧工艺的容积负荷高、COD去除效率高、耐冲击负荷的优点，减少稀释水量并且大幅度地削减COD，从而降低运行费用，并回收沼气；厌氧段还有脱色作用，这对于高色度抗生素废水的处理意义较大；好氧处理段的目的

10、是保证厌氧出水经处理后达标排放，同时对予高氮、高COD废水，通过厌氧一好氧组合工艺还可以达到脱氮的目的。,抗生素废水常用处理方法,目前，已经在实践中付诸应用的工艺有： 水解酸化-序批式间歇反应（SBR）工艺 水解酸化-接触氧化工艺 活性污泥法水解酸化MBR组合工艺 水解酸化-吸附生物降解（AB）工艺 水解酸化-上流式厌氧污泥床反应器（UASB）- 接触氧化工艺,上图采用预氧化-厌氧-好氧-物化处理工艺 该法针对高低浓度废水特性不同进行设计 厌氧污泥的培养是系统调试阶段的重要环节 控制运行温度为3335 出水COD为193 m/L，达到排放要求，单位处理费用约145元m3。,抗生素废水常用处理方

11、法,图为复合厌氧-好氧反映处理工艺 试验采用的是中温消化，控制温度在 (3515) 由于温度变化会导致处理效果差异，所以在实际废水处理工程的设计和运行中要尽量保持温度稳定。,抗生素废水常用处理方法,上图采用的是pH调节-厌氧-好氧生物法组合工艺处理。 即先用氢氧化钠调节废水pH,沉淀后取上清液进行吹脱，再将起打入上方高位水箱，进入生物处理系统。,图为ABR-MBBR-MBR法组合工艺。 来水经隔油池后进入调节池，由潜水泵提升进如入反应器 图中好氧反应器前部为移动床生物膜反应器，后部为膜生物反应器。,抗生素废水工艺设计,工艺设计 废水水质水量 某制药厂主要生产扑热息痛原料药及其片剂、颗粒剂、胶囊剂等剂型扑热息痛，其废水主要含对乙酰氨基苯酚、对氨基苯酚、偶氮化合物、醋酸等。 设计采用厌氧-两级好氧为主的工艺处理扑热息痛制药废水。根据水量平衡计算，本工程设计进水量1100m3/d