大观霉素废水处理技术
文章来源:发表时间:2019-08-19阅读次数:266[ 打印 ] [ 关闭 ]

  对于制药企业,特别是抗生素行业来说,环保问题显得尤为重要。制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。

  在制药工业排放废水中,含有一定量药物,这些药物尤其是抗生素对微生物具有毒性,同时由于在制药工艺中加入溶媒进行萃取或加入其他一些有机成份和无机盐,导致其废水高色度、高含盐量、高浓度的。采用传统的生化法难以处理。而采用膜分离技术同传统的生化方法相结合则可以处理废水到达标排放。

  在大观霉素的生产过程中,大观霉素发酵液经过酸化、过滤,在树脂提取的过程中会产生大量的废水,这些废水的成份主要有:大观霉素、溶媒和部分蛋白等,其产生的废水的COD高达50000mg/l以上,处理起来有相当大的难度。

  大观霉素原废水处理工艺及存在的问题

  2.1原有的废水处理工艺

  废水处理流程图:(略)

  制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标,所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序,以降低水中的SS、盐度及部分COD,减少废水中的生物抑制性物质,并提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。

  预处理后的废水,可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,若出水要求较高,好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素,做到技术可行,经济合理。总的工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。

  2.2原大观霉素废水处理工艺存在的问题

  在原有废水处理的过程中,由于废水的COD过高,加上抗生素对生化处理细菌的抑制作用,给废水处理带来了很大的难度。首先,处理工艺复杂,原处理工艺要经过气浮、一级兼氧、一级好氧、二级兼氧、二级好氧等工艺,最后经过砂滤后排放。此工艺要进行二级兼氧、二级好氧四道生化处理,而且由于大观霉素对微生物的抑制作用,使常规生化处理效率受到影响,导致处理时间很长,处理后水质很难达到排放标准。

  经过上海一鸣过滤技术有限公司与金华康恩贝制药有限公司合作对废水处理流程和大观霉素生产流程进行分析后发现,废水主要在树脂的洗脱过程和浓缩过程中产生,其废水中含有大量可回收利用的物质,我们决定先用纳滤对废水进行浓缩,浓缩液进行薄膜蒸发,可以提炼部分有用物质,提高产品的收率;经过纳滤处理后,废水的COD可以降低90%,大大减轻了后级处理的负担,减少了废水处理时间,降低了污泥排放量,减少了处理成本。

  3 纳滤技术介绍

  纳滤膜是在反渗透膜的基础上发展起来的,它的截留分子量约为200—1000,截留孔径介于反渗透与超滤之间,纳滤膜的另一个特点是膜表面有荷电基团,因此NF的分离作用既有筛分作用,又有静电作用。NF膜由于荷电,对不同的荷电溶质有选择性截留作用,它又是多孔膜,在低压下有高透水性。在制药工业中,纳滤用于抗生素的纯化、分离、脱盐和浓缩等过程,也应用制药废水中降低有机物和回收药品等。纳滤膜可回收有用物质,减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。

  膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法,与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换树脂等)相比较,过程中大多无相变化,可以在常温下操作,具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小等特点。膜分离技术应用到污水处理领域,形成了新的污水处理方法。

  4 纳滤试验

  4.1试验工艺流程

  4.2工艺流程简介

  4.2.1预过滤器:考虑到废水的杂质较多,粘度很大,采用美国FSI公司生产的袋式过滤器,滤袋精度为5μm,一方面纳污能力强,另一方面容易更换。作用是去除料液中的悬浮颗粒,拦截管道或外来的刚性颗粒,为纳滤膜减轻负担,保证膜不受损坏。

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  4.2.2纳滤膜:采用美国进口的浓缩专用的纳滤膜,这种纳滤膜的特点是:截留效率高、流道宽、耐有机污染、恢复性好。

  4.3试验过程

  首先我们先用小试装置在现场进行试验,对大观霉素废水进行浓缩,浓缩5-10倍后,将浓缩液进行薄膜蒸发,部分有用物质回用。透过液继续进行生化处理。浓缩结束后,分别用清洗剂和清水对膜进行清洗,清洗后用纯水检测膜的纯水通量是否能达到浓缩前的水平。

  4.4试验结果

  4.4.1纳滤处理效果

  将三组处理前的大观霉素废水与处理后的废水进行比较,比较结果如下:

  第一组第二组第三组

  总料液体积50L45L40L

  透过液体积40L35L32L

  浓缩液体积10L10L8L

  操作压力1.5MPa1.5 MPa1.5 MPa

  由图表可以看出,经过纳滤,废水的 COD 由 50000mg/l 左右降低到 5000mg/l 左右,去除率高达 90% 以上。

  4.4.2 纳滤膜的清洗恢复情况

  由于废水的 COD 含量非常高 , 随着浓缩过程的进行 , 浓缩液的 COD 含量越来越高 , 与之对应透过液的流量也越来越小 , 直到流量小到无法浓缩为止。这时就需要进行清洗,恢复纳滤膜的纯水通量,恢复情况的好坏,直接关系到纳滤膜的使用寿命,关系到大观霉素废水处理的经济性。我们用纯水、中性清洗剂、碱性清洗剂和碱性清洗剂结合纯水清洗来比较不同清洗剂对纳滤膜的纯水通量的影响。纯水中性清洗剂碱性清洗剂碱性清洗剂结合纯水

  浓缩前纯水通量 ml/min1100110011001100

  清洗后纯水通量 ml/min8009009901060

  测试压力 MPa1.01.01.01.0

  从上表可以看出,采用碱性清洗剂结合纯水来清洗效果最好,膜通量可以恢复 95% 以上。

  4.5中试

  根据试验结果,我们根据用户的处理量( 60T/D )对设备进行了放大,设备于 2006 年 8 月调试至今,设备已经正常运行了近 10 个月,大大减轻了后级生化处理的负担,改善了出水水质,降低了处理成本,减少了处理周期,减少了污泥排放。

  5结论

  5 . 1 由于制药废水的可生化性很差,处理起来有一定的难度。采用纳滤技术处理制药废水,一方面可以浓缩回用部分有用物质,另一方面可以截留绝大部分有机物,大大减轻后级生化处理的负荷,减少排泥量,减少处理时间,提高出水水质,甚至可以简化生化处理的工艺,由二级厌氧、二级好氧简化为一级厌氧、一级好氧,减小占地面积,减少处理成本。

  5 . 2 采用纳滤处理制药废水,由于纳滤可去除 90% 以上的抗生素类,因此处理后废水的可生化性大大提高,后级生化处理的效率可以大大提高,处理时间可大幅缩短。

  5 . 3 由于废水的成分复杂,纳滤膜容易堵塞,所以纳滤的清洗恢复显得非常重要,采用合适的清洗剂可使膜通量恢复 95% 以上,这样可大大延长膜的使用寿命,降低废水的处理成本。