基本信息
- 项目名称：
- 微电解—蒸馏—厌氧—CASS处理制药废水探索
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 随着《制药工业水污染排放标准》（2008）的实施和节能减排大背景下，由本科生组成的课题小组对某制药公司的化学合成类废水进行了物化-生化工艺的探索研究。主要采用微电解、臭氧、蒸馏、厌氧与CASS等技术。探讨了物化-生化耦合处理废水的基本原理、工艺参数与影响因素。探索了微电解对酸性制药废水的适应性以及臭氧对该类废水的选择性；同时，对微电解与蒸馏处理制药废水顺序进行了探究。目前，尚未有此类文献报道。
- 详细介绍：
- 由于化学制药废具有水质水量波动大的特点如毒性大，可生化性差。因此，单一物化或生化难以达到排放标准。针对酸性化学制药废水水质（pH=2～3，COD约为10000～30000mg/l)特点，通过铁碳微电解-混凝，起到吸附絮凝、氧化还原及络合等多种作用，去除废水色度，SS及COD；通过蒸馏，降低废水的盐度；为后续生化奠定良好的基础。通过厌氧处理，使污水中的有机物分解成甲烷和二氧化碳；最后采用CASS工艺，在一个反应器（生物选择区与好氧反应区）中完成有机污染物的生物降解和泥水分离，实现废水的达标排放。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB21904－2008）中主要指标严于美国标准（COD从300mg/L到120mg/L），其直接影响是原料药生产成本增加。制药废水成分复杂、水质水量波动大，难以采用单一的处理工艺。作品针对抗生素和枸橼酸莫沙必利典型制药废水的特点，采用微电解、臭氧、蒸馏等物化工艺以及后续厌氧/CASS生化工艺探讨了它们的污水处理机理及其对制药废水的选择性与适应性。
科学性、先进性及独特之处
- 对复杂合成制药废水(7-ADCA与枸橼酸莫沙必利）进行了微电解、臭氧、蒸馏等预处理，后进行厌氧与CASS生化处理探索研究。探讨了微电解、臭氧与蒸馏降低COD和氨氮的机理及其对该类废水的选择性与适应性。利用学校金工实验厂的废铁刨花处理废水，实现了以废治废的目的。将《水污染控制工程》、《固体废物处理与处置》、《环境监测》、《节能减排与清洁生产》等专业知识灵活运用于复杂制药废水实验研究中。
应用价值和现实意义
- 实验采用微电解、蒸馏、臭氧等预处理方法降低了有毒物质、COD和氨氮浓度；提高领了废水的可生化性、耐冲击性。物化-厌氧好氧耦合处理效果显著优于单一处理方法，大大提高了COD、NH3-N色度的去除率。排水达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB21904-2008），为实现制药工业的可持发展和节能减排目标提供了有效可行的途径。
学术论文摘要
- 采用微电解-蒸发-厌氧-CASS处理工艺对制药工业复杂废水进行探索研究。探讨了物化-生化耦合处理废水的基本原理、探索了臭氧对该类废水的选择性以及微电解-蒸馏预处理的顺序。结果表明，在臭氧氧化复杂制药时，起主要作用的间接氧化（D反应）速度慢，具有较强的选择性，即臭氧对该类废水的选择性较低。微电解出水加时候呈中性后进行蒸馏处理，可以显著的降低COD和氨氮浓度，还可以除去废水的盐分，提高了废水的可生化性。 实验还考察了废水的初始pH值、反应时间、铁刨花，活性炭和过氧化氢投加量对微电解反应效果的影响。根据实验得出的最佳反应条件为：曝气条件下，反应时间2h、初始pH值为2～3，活性炭与铁屑的质量比1∶1，过氧化氢体积分数0.1%。过氧化氢的投加与曝气对铁炭微电解反应显著的强化作用，强化微电解反应后再采用混凝处理，总COD和色度以及氨氮的去除率分别达到75%，95%和90%。在通过厌氧-CASS耦合处理后，出水COD范围100～120mg/l，氨氮在12～18 mg/l之间，水质符合《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB21904－2008）。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]史敬伟，杨晓东.铁炭微电解法预处理制药废水的研究[J].辽宁化工，2006，35（4）：211～213 [2]黄健，张华，杨伟伟.抗生素废水的铁屑微电解预处理研究[J].工业安全与环保，2007，33（8）：1～3 [3]马立艳.厌氧水解一CASS工艺在抗生素废水处理中的应用[J].科学技术与工程，2008，8（10）：2624～2627 [4]张记市. 药物合成废水处理工程[J].环境污染治理技术与设备[J].2005，6（9）：79～82 [5]Jin Yi-zhong,Zhang Yue-feng,Li Wei. Experimental study on micro-electrolysis technology for pharmaceutical wastewater treatment[J]. Journal of Zhejiang University-Science A, 2002,3(9):401～404
同类课题研究水平概述
- 国内外对复杂合成制药(7-ADCA与枸橼酸莫沙必利）废水进行微电解、臭氧、蒸馏等物化预处理的报道较少，臭氧氧化废水的选择性与微电解出水进行蒸馏的文献鲜有报道。 制药废水处理方法有物化处理、化学处理 、生化处理及其组合处理工艺等，它们具有各自的优势和不足。 物化处理：根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、萃取精馏、电解、离子交换和膜分离法等。其中电解法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果，但成本较高。 化学处理：在化学方法处理废水过程中，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。常见的化学法包括铁炭法、化学氧化还原法（Fenton试剂、双氧水、臭氧）、深度氧化技术等。铁炭法在工业运行中表明，以Fe-C微电解法作为制药废水的预处理，COD去除率达20以上%，提高了废水的可生化性。 生化处理：生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧－厌氧等组合方法。由于制药废水多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时需对原液稀释，动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多。目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，需进行后处理。由于单独好氧或厌氧处理往不能满足要求，而厌氧－好氧、水解酸化－好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面明显优于单一处理方法性能，因而在工程实践中得到了广泛应用。 因此，根据制药废水的特点与资源化工艺、经济情况，进行物化方法回收有用组分，可降低后续生化处理的有机负荷，提高生化效率，同时对生化后的废水进行深度处理回用，是实现节能减排的重要途径。
