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山東澤德給排水科技有限公司
閱讀:2207發布時間:2017-4-18
我國醫藥事業及化學工業水平不斷提升提升,在為為人們的生活及社會發展帶來了極大影響的同時,也造成了以一定的醫藥化學污染,這種污染不僅會對人們對生命健康造成隱患,同時對其的治理與控制也較為復雜,目前,這種醫藥化學依然已經成為了我國乃至世界范圍內造成環境污染的主要污染源之一,在本文中,筆者結合自身工作經驗與實際分析,探究醫療化工行業的有機廢氣處理。
隨著我國社會和經濟不斷發展,化工企業的數量不斷增多,在化工企業加工與生產的同時,隨之而來的有機廢氣排放數量不斷提升,這種包含了醇、酸及酮類化合物等工業廢氣,不僅會對環境造成污染,同時還嚴重的威脅著人類的身心健康。并且這類醫療化工的有機廢氣具有量大、面廣及降解難的特點,所以處理的工作尤為復雜,目前,在可持續發展及環境保護的背景下,如何對這類醫療化工行業的有機廢氣進行科學的控制與合理的處理就成為了一個緊迫的問題。
1 醫療化工有機廢氣分析
醫療化工行業在加工和研制過程中的溶劑極易以廢氣的方式散發出去,從而形成大量的溶劑廢氣,對環境造成了污染,這類廢氣的的主要成為為:甲苯、丙酮、二氯甲烷等。并且由于行業的特殊性,這類廢氣排放的規律具有明顯的間接性與不規律性,并且這類廢氣的濃度與污染程度較高,這些成分進入到空氣中后,會對空氣的成分進行改變,讓空氣產生異味,并且極易擴散,進而影響人們的健康。其特點為多點排放并排放量較大,這種無規則性的有機廢氣極難處理。
2 醫療化工行業有機廢氣處理中存在的問題
雖然我國在法律及制度層面上已經對醫療化工行業的有機廢氣處理進行了硬性的規定,但實際情況卻不容樂觀,筆者通過調查發現,目前醫療化工行業有機廢氣處理中仍然存在著一定的問題,具體表現如下:
2.1 控制力度不強
雖然我國的相關部門以機構開始對醫藥化工行業產生的有機廢氣進行一定程度的治理和控制,效果有了明顯的改善,針對一些不符合標準的企業進行了整頓和處理,但是由于相關制度的不全面及不良企業數量過多,很多加工企業在經過整頓后仍未改良其廢氣排放的治理工作,并且相關的監督部門控制力度不強,難以對不良企業形成震懾效果,從而就加強了不良企業投機取巧的心理,使得控制及治理的效果低下,廢氣處理的工作未取得明顯的效率。
2.2 處理技術不夠*
醫藥化工行業在生產中所產生的有機廢氣,其處理過程本身就極為困難,在加上企業對有機廢氣處理的基礎不夠成熟,僅僅使用傳統的清潔及冷卻技術無法對有機廢氣進行有效的治理,例如傳統的吸附法,雖然吸附法的應用非常廣泛并且能耗低,但是如果廢氣中含有多種污染物時,那么吸附法的吸附效率會顯著降低,并且吸附劑的再生困難,容易中毒,所以就導致了有機廢氣的處理缺乏質量保證。
3 醫療化工行業有機廢氣的處理對策分析
3.1 制定科學的排放標準
如今,對于醫藥化工行業中出現的有機廢氣處理問題,應該要結合有機廢氣的特點來進行完善,對相關的排放標準要科學的制定,降低有機廢氣對空氣及環境的污染,加強廢氣處理的情節性,這樣才能夠提高對廢氣污染的預防及處理。目前,我國對醫療化工行業有機廢氣只能夠進行排放點及排放時間的控制,只有通過科學的排放標準才能夠讓廢氣排放的情況得到根本性的改善。
3.2 采用*的處理技術
由于醫藥化工行業有機廢氣輸難處理有害氣體,但其產生確實無法避免的,所以,在進行排放標準的控制后,還需要使用*的處理技術。熱破壞法:熱破壞法對濃度較低的有機廢氣有著良好的處理效果,操作過程主要分為催化氧化燃燒機直接火焰燃燒兩種,直接火焰延燒的處理結果較為*,并且具有投資少,使用時長唱的特點,在時間和溫度的條件保證下,能夠達到99% 以上的處理效果。催化氧化燃燒是通過催化劑的作用來降低有機氣體的起燃程度,通過空氣進行加熱來讓有機廢氣產生化學反應,去除廢氣中的污染物。生物處理法:生物處理法產生于20 世紀80 年代末,是目前應用范圍較高的有機廢氣處理方法之一,生物處理法的實質就是一種氧化分解的過程,通過微生物的技術將廢氣中的有機物進行重組作用,經過代謝和降解的過程將有機物分解為:水、生物質等少污染甚至是無害的物質,目前,這種生物處理法的主要設備有:洗滌器、濾池等,與熱破壞法相同,這種生物處理法在對濃度低的有機廢氣處理上表現的極為效率,再加上方法本身的操作簡單,運行費用低,所以使用范圍廣泛。綜合處理技術:綜合處理技術是將多種傳統工藝進行結合,zui終能夠發揮出各項傳統技術的優點,綜合處理技術的處理效果遠遠高于傳統的方法,目前,這種綜合性的處理技術已經擁有了很多工程的實例。
3.3 制定嚴謹的控制機制
醫藥化工行業有機廢氣的污染及處理一直都是我國醫藥事業發展及環境保護發展中的工作重點,并推行出許多行之有效的處理方法。并且,醫藥化工行業有機廢氣的處理也不僅僅是相關控制部門的工作,更需要醫藥化工企業的配合才能夠得以良好的進行,所以,這就需要環境保護及有機廢氣的研究人員與醫藥化工企業進行合作,從企業出發,對廢氣排放的控制及污染機制進行嚴謹的控制,通過科學的標準制度及*的技術深層次的對廢氣進行清潔處理,并且還要根據醫藥化工廢氣的特點及實際排放情況來全面的分析,提高廢氣的清潔程度與處理質量。
4 結語
綜上所述,醫藥化工行業有機廢氣與其他廢氣相比具有更大的危害性及更復雜的處理難度,所以,要根據醫療化工行業有機廢氣的實際情況來進行,在本文中,筆者提出了制定科學的排放標準、采用*的處理技術及制定嚴謹的控制機制三種策略。筆者認為,目前策略的提出只是對現有情況的使用,要想在未來能夠*的解決醫藥化工行業有機廢氣問題,那么久必須要不斷研究新的基礎,制定出可行的有機廢氣處理及控制制度,為社會及人類造福。
制藥工業廢水處理及其脫色的研究進展
摘要: 制藥工業廢水的處理一直以來都是醫藥企業關注的焦點,因成分復雜,排放量大,危害嚴重,其已成為影響自然環境,人民健康甚至企業發展的重要因素。目前,制藥工業廢水處理和脫色的方法多樣,各具特點,差異顯著,給醫藥企業的實際生產和應用帶來了一定的困難。故本文就近年來制藥工業廢水處理和脫色的方法進行簡單的綜述,為制藥企業的廢水處理提供一定的理論依據和參考。
近年來現代制藥業的創新和發展日新月異,但隨之產生的問題也層出不窮,制藥工業廢水排放量大,危害嚴重,一直是困擾企業和政府的問題。由于其組分復雜,通常含有大量糖類、苷類、有機色素類、蒽醌、鞣質體等有機污染物和固體懸浮物( SS) ,同時COD( 化學需氧量) 和BOD5( 生化需氧量) 值較大且含氮濃度高,色度深,因此制藥工業廢水的處理和脫色已成為目前醫藥企業關注的熱點。如何將廢水合理的處理和脫色,不僅是環境保護的需要,也是提高企業自身利潤,尋求可持續發展的方向之一。故本文就近年來制藥工業廢水的處理和脫色方法進行簡單的綜述,為制藥企業的廢水處理提供一定的理論依據和參考。
1 制藥工業廢水的分類及其危害
制藥工業廢水按照污染物性質可分為有機制藥工業廢水和無機制藥工業廢水,按照污染物主要成分又可分為酸性、堿性、含汞廢水等,如按加工對象分類,主要可分為中藥制藥廢水、化藥制藥廢水、生物制藥廢水等。制藥工業廢水不論對人類還是環境都具有較大的危害,應引起我們足夠的關注和重視。如廢水中含有大量的重金屬和有害化學物質,若未按照規定處理排放,人若誤食,量少中毒,量多則致死,嚴重危害了人民的生命和健康。制藥工業廢水中污染物通常無法降解,廢水處理不達標,排放到環境中將會不斷蓄積,對土壤、水、大氣都會造成一定的影響。加之制藥廢水中的各種酸、堿,鞣質,及蒽醌類成分,對于土壤的危害是非常明顯的,造成土壤過于酸、堿化,同時對植被的生長和地下水源也造成一定的影響。
2 制藥工業廢水的處理方法
制藥工業廢水處理的目的是將廢水中的污染物和有害物質通過一定的方法進行過濾、分離、處理zui終轉化成無害或可排放的水質,從而起到凈化廢水的作用。不同的污水水質、水量、處理程度等也決定了廢水的處理方法不同,按照其作用原理大致可分為物理處理法、化學處理法、生物處理法三種。
2. 1 物理處理法
( 1) 吸附法該方法是指在不改變污染物理化性質的前提下清除污染物,其原理是污染物附著在吸附劑上,由于重力作用致使其下沉形成沉淀。此法中常用的吸附劑為活性炭、天然礦物材料、高爐濾渣等。湯烜[2]在*鈉模擬制藥廢水的研究中采用活性炭為吸附劑,因為活性炭顆粒小,接觸面積大,故吸附效果越好。當然吸附的效果與體系的值也有關,吸附時間越長,吸附效果越好,該實驗表明當體系的pH = 1,活性炭用量為8g,吸附時間為45min 時,COD 含量從416. 7mg /L 降至197. 6mg /L,清除率為52. 6%,處理效果良好。當然如有特殊需要也可對吸附劑進行相應的處理,如吸附硝基苯的時候,可將活性炭和硝酸氧化后,充入氮氣進行熱處理使得活性炭吸附量增大,吸附作用增強,從而提高其清除污染物的能力。此法操作方便且資源多樣,但是卻存在卻不能循環利用的問題。
( 2) 膜過濾法膜過濾法又包括超濾、微濾和精濾等,其原理是根據半透膜的選擇過濾性分離水中的污染物。近年來此法運用廣泛,雖然此法*,大大減少污染物質,但由于半透膜過于微薄致使其容易被腐蝕、被破壞導致濾液里某些成分未被清除,造成了一定危害。
( 3) 萃取法萃取法是指利用廢水與萃取劑間不溶原理對污染物進行分離提取,從而到達去污的作用。當然污染物萃取劑與廢水三者之間有一定的比例。此法適用于高濃度的工業廢水但是其耗水量大且萃取劑資源少,大多數萃取劑都是有機溶劑,萃取完有一定的殘留,存在二次污染的問題。周俊[3]進行發酵制藥廢水的脫色處理中為了將有色物質與無色物質分離,選用了萃取法。首先取叔丁醇、異丙醇以及異丙醇和叔丁醇的混合溶劑作為萃取劑,通過調節萃取劑之間的體積比、pH 值等影響因素來選擇較優的萃取劑,zui終確定的是異丙醇; 當pH = 3、水樣與萃取劑體積比為2. 5 時,萃取效果較為滿意。
2. 2 化學處理法
( 1) 沉淀法沉淀法是指向廢水中加入某些化學物質,與廢水中的污染物發生化學反應,從而產生沉淀,分離、濾除雜質以到達凈化的作用。與吸附法相比兩者都具有沉淀的作用,但沉淀法是一個產生化學變化的方法,其中zui為關鍵的就是盡量減少新物質的引入,如廢水中的砷一般與鋁鹽沉淀劑( 一般為硫酸鋁、硝酸鋁等) 反應生成AlAsO3、AlAsO4等化合物沉淀。王莘淇[4]使用磷酸銨鎂沉淀法處理廢水,研究表明在適宜的pH 環境下清除PO43 - 達90%,清除NH4+ 達15%,投加晶種后清除率可提高20%。沉淀法操作簡單,而且所需成本不高,但是由于沉淀物的處理方法過少,分離后有可能造成二次污染。
( 2) 氧化法氧化法是指利用一些金屬離子在某價態時不穩定,加入某些氧化劑將其氧化成穩定價態從而使其沉淀并濾除。此法安全性強,但有些氧化劑的價格較高,且選擇面較窄,提高了去污的成本,使用時綜合考慮。氧化法一般不單獨應用,常與沉淀法合用。在鄭春芳等[5]人在*制藥廢水研究中,主要使用了兩種方法,分別是氧化法與氧化- 混凝沉淀法( 沉淀劑為聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、氯化鋁) ,這兩種方法對于COD 的清除率分別為85%、35%,總清除率高達91. 4%,實驗結果表明加入沉淀劑后清除率有較大的提高。吳建新[6]采用高鐵酸鹽處理制藥廢水時發現:高鐵酸鹽為一種強氧化劑,除氧化作用外其對鐵離子還具有吸附絮凝的作用,實驗結果表明高鐵酸鹽直接處理廢水的效果不太理想,清除率僅為30%,如果用于生化處理出水時清除率可達33%,可使生化性得到些許改善。
( 3) 化學吸附法此方法是指污染物與吸附劑之間進行離子交換或電子轉移從而形成穩定的配位化合物。化學吸附劑主要以離子交換樹脂、纖維素等為主。化學吸附法主要是應用于某些重金屬及鹽的清除,如砷和鉛的清除中經常使用的是離子交換樹脂吸附劑。此法清除*,但是主要針對單一物質,運用范圍有所限制且成本較高。紀國慧等[7]使用水介質分散型陽離子聚丙烯酰胺作為吸附劑對廢水進行初步處理,實驗結果表明使用后廢水浮渣明顯減少、水的清澈度提高,COD的清除率可達75. 9%,SS 的清除率達98. 7%。
( 4) 氧化技術法( 又稱深度氧化技術法,簡稱Fenton 法) Fenton 法是氧化法的一個延伸,是一種氧化技術,其原理是氧化劑與有機污染物發生反應使有機物的共軛結構破裂從而達到清除目的。目前,有超聲波Fenton 法、電Fenton 法、光Fenton法、微波Fenton 法等[8]應用于實際生產中,這些方法在處理有機制藥廢水時效果尤其顯著。蘇榮軍等[8]使用Fenton 試劑對磺胺甲惡唑廢水進行處理,通過調試Fe2 + 的投加量、H2O2
投加量及投加次數、pH 值和反應時間等,zui終確定pH = 3,Fe2 + 的投入量= 0 . 2 mol /L,4 次H2O2的投加量= 0.1 mol /L,反應時長為1h 的情況下,COD 去除率高達88. 9%,由此說明此法對于制藥廢水的清除較為*。陳琳[9]采用了UV - Fenton 法( 光Fenton 法的一種) 研究制藥廢水的處理,同時還用Fenton 法進行了對比,通過對兩個方法的反應條件及環境的調節以此得到結果,實驗結果表明兩種方法對于制藥廢水都有一定的清除,但是UV - Fenton 法的去除率高于Fenton 法。
2. 3 生物處理法
( 1) 生物吸附法生物吸附法是指污染物與生物細胞及細胞膜吸附等的生物化學反應,其主要的生物吸附劑主要是農作物、藻類等,此法的吸附劑與物理吸附法一樣也可以采取一些方法將其的吸附量適當提高,調節溫度、pH 值等都可將其吸附量改變,此法方便、成本低且吸附量大,是一個比較實用的方法。李爾煬等[10]嘗試采用工程菌處理制藥廢水,實驗中選用了以下幾種菌種,分別為乙酸鈣不動桿菌、惡臭假單細胞菌、節桿菌,其中后兩者為供體而前者為受體,進行培養之后,菌種會與廢水中的雜質結合,接著菌種將于氧氣結合從而達到降解目的,研究表明此法對于廢水的處理有顯著的效果,經過實驗證明是一個穩定又實用的辦法,但與其他的方法比較還有待提高。
( 2) 植物修復法植物修復法是利用根部發達的植物對污染物吸收從而達到清除目的,主要的植物有水葫蘆、藻類等,此法環保還可清除土壤中的污染物,但也存在季節問題且植物生長方向不好控制,如水葫蘆。
( 3) 微生物絮凝法微生物絮凝法主要利用的是微生物,污染物與其代謝產物( 蛋白質、多糖等) 發生絮凝從而達到清除目的。此法目前還處于科研階段,但其安全、環保、無二次污染,是值得大家研究的一個方法。
3 制藥工業廢水的脫色處理方法
制藥工業廢水經過常規物化或生化處理后雖可凈化去除廢水中大部分有機物,但其中的發色物質難以被*去除,脫除廢水中的色度對凈化水質具有十分重要的意義。由于制藥廢水普遍具有濃度高、色度深、可生化性較差的特點,一般通過預處理很難*去除廢水色度,必須結合一些脫色技術和方法才能有效的去污除色,以達到廢水排放的標準。常用的脫色方法主要有物理脫色法、化學脫色法、微生物脫色法。
3. 1 物理脫色法
( 1) 吸附法此處的吸附法與上述的廢水處理物理吸附法基本相近,吸附劑會吸附有色污染物之后沉降,常用的吸附劑有活性炭、粉煤灰,竹炭等。陳鎮等[11]為了使得竹炭的效果有所提高使用了CaCl2化學浸漬法改變了竹炭的結構特性以及表面化學性質,大大的提高竹炭的脫色率。實驗證明在pH = 5、反應時間按接近12h 時其脫色率達90%,由此可見改良后竹炭的脫色率相對于未改良的竹炭提高了很多。
( 2) 混凝法混凝法與吸附法相似,不同點在于其清除的污染物一般是膠體或懸浮小顆粒,這些物質吸附在混凝劑上沉降,但是此法主要是降低廢水色度,而并不是清除有色物質。混凝劑又可分為無機混凝劑、有機混凝劑、微生物混凝劑,常用的混凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽、聚丙烯酰胺、納米纖維等,微生物混凝劑目前來說還不算成熟所以應用較少。
3. 2 化學脫色法
( 1) 氧化法氧化法又可分為臭
氧氧化法、濕式氧化法、電化學氧化法、Fenton 法。臭氧氧化法是指臭氧分解后,利用其強氧化性使其與具發色官能團的污染物反應將大分子物質降解成小分子物質,使其脫色。濕式催化氧化法是指氧氣在高溫、高壓、催化劑的條件下作為氧化劑將污染物降解成易清除物質,降低廢水的色度。此法一般在造紙、印染中常見。電化學氧化法是指在具外加電場的前提下,污染物質發生氧化反應之后降解成小分子物質從而達到清除有色物質。Fenton 法目前在廢水處理領域中是一種*且值得深入研究的方法,研究表明,此法對于有色物質的清除效果較好,且潛力巨大,值得推廣。宋亞麗[12]采用超聲Fenton 法對偶氮染料廢水進行處理,超聲Fenton 法使用的試劑可以與酸性染料產生協同作用使其降解,,研究結果表明單獨的Fenton 法對酸性染料的降解率( 脫色率) 相對于超聲Fenton 法來說較低,效果并不理想。
( 2) 保險粉法連二亞硫酸鈉( Na2S2O4) 也稱為保險粉,主要作為漂白劑使用,其脫色原理是保險粉具較強還原性,利用其還原性破壞污染物質的發色基團從而達到脫色目的,相對于活性炭來說,保險粉的脫色效果較弱。由于保險粉是具有一定危害的物質,所以使用的時候應當小心操作。陶大鈞等[13]人對中藥制藥廢水的處理中使用了此法,在pH = 6. 5,與氧氣結合時間為1h,之后加入催化劑,COD 清除率可達51%。
3. 3 微生物脫色法微生物脫色法是利用微生物與污染物質的氧化反應使得污染物質降解成易清除物質,但是微生物的選擇面比較小且很容易受到外界影響,所以此法目前為止還不是一個成熟的處理方法,很少使用到。李慧星[14]在微生物法脫色印染染料的研究中采用了微生物酶脫色法對染料廢水進行處理,菌株培養到一定程度使用誘導物( 有機酸、木質素等) 使其產生錳過氧化物進而對靛藍進行脫色處理。實驗結果表明脫色率隨著時間的增加而增加,在反應6h后其脫色率可達89. 74% ~ 90. 62%。
3. 4 復合脫色法制藥廢水的處理要求越來越高,難度越來越大,為了使得其處理的更加*,如今的處理方法都不會采用一種,大多都是兩兩結合或者更多,這就是復合脫色法。一般而言,制藥廢水的處理與脫色都是一起處理的,如朱雷等[15]人的Eu 摻雜ZnO 光催化劑降解制藥廢水中用水熱法將醋酸鋅( Zn) 和六水合硝酸銪( Eu) 制成復合納米棒光催化材料粉體,結合氫氧化鈉沉淀劑來處理廢水,結果表明,水熱反應溫度為160℃時,3%的Eu 加上ZnO 合成的復合納米棒光催化材料效果較滿意,時間為6h,波長為365nm 處紫外燈光照射時間為150min 是其脫色率達38. 8%,COD 的清除率達57. 5%。單一的廢水處理也同樣可以使用復合脫色法,在肖玉峰[16]的制藥廢水處理中使用了水力空化技術與臭氧氧化法。水力空化技術的原理是流體的壓降現像在液體外部壓力低于飽和蒸汽壓的條件下會演變出一系列復雜的變化,變化過程大致如下產生壓降現象后,流體中的氣體會發生膨脹甚至溶出,當周圍壓力增大時,空化泡的體積會急劇減小甚至消失,在這一瞬間所產生的超大壓強會使得其產生一系列反應,實驗結果表明此法對COD 的清除率為49. 95%。關曉琳等[17]人在研究制藥廢水的處理時采用了膜法富氧曝氣與好氧- 厭氧- 好氧相結合的方法,曝氣是指將空氣中的強行注入向中的過程,其目的是獲得足夠的溶解氧,此研究中將板式富氧膜與膜生物反應器相結合處理廢水,結果表明在COD 為2 000 ~ 2 500mg /L、反應時間30 ~ 45min,富氧曝氣的效果達到峰值,COD 去除率在83%之上。林旭龍[18]采用了混凝法與生物接觸好氧法進行廢水脫色處理,生物接觸好氧法是指在曝氧法的基礎上,形成生物膜以后,投放微生物,使得微生物吸附在生物膜上起到活性污泥與生物過濾的作用。研究表明水力停留時間越長,反應越穩定,對有色基團的清除率越高,zui高可達88. 6%。
4 小結與展望
制藥廢水的處理是當今社會較為關注的問題,現代化工業長期的發展使得廢水處理和脫色的方法不斷更新,如今大多數的制藥廢水處理都采用復合法,單一處理的方法已經不能滿足現代工業處理的要求和程度。實際生產中,通常采用某一種方法與氧化法聯用,操作簡單,節省時間,處理效果較好。相對于復合法來說,少數單一的方法如今幾乎已被淘汰如膜過濾法、保險粉法等,而一些新興的生物處理法,如植物修復法,操作繁瑣且較難控制,目前應用并不十分廣泛。但生物處理法是未來處理工業廢水的主要研究和發展方向之一,具有巨大的潛力和環保作用,也符合國家“節能減排”的政策,值得大力推廣。實際上,制藥工業廢水自身具有顯著的特點,若僅采用傳統工業廢水處理的方法既不能保證處理的效果,也不符合制藥企業的要求,且處理成本高,清除效率差,極大的浪費人力和物力。目前,我國還沒有制訂專門針對制藥廢水處理的標準和體系,導致各藥企僅按普通工業廢水的標準進行處理,這一現象十分普遍,且還未見有較好的解決方法。希望各藥企和政府部門共同努力,積極配合,全面研發,早日完善制藥工業廢水處理的標準,提高我國制藥工業廢水處理的效率,降低排放,保護生態環境。
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