生物制药企业在生产药品的过程中,不可避免地会产生大量废水。根据国家环保法的相关规定和要求,这些废水必须经过相应的设备设施处理,以达到排放标准。
有生物制药厂向我们咨询此类废水的处理方法。他们排放的生物制药废水具有以下特点:有机物浓度较高(工艺混合废水的COD浓度超过20000mg/L);废水成分复杂(多种类型废水,污染物种类多等);具有一定的生物毒性(含有一些生物难降解有机物,各种病原微生物)。这是一场硬仗,单一的废水处理方法难以应对。
我们采用四步战略来处理这些废水:预处理、厌氧生物处理、好氧生物处理和深度处理。预处理是关键的第一步,它像是一位清洁工,清除影响生化处理的障碍。我们采用高级氧化法,将难降解的有机物转化为可降解的物质。微电解和芬顿氧化、电解处理、臭氧氧化,这些都是可以做到提高可生化性以及降低有机浓度。
铁碳微电解的原理主要基于金属腐蚀原理,利用铁和碳在废水中形成原电池,对废水进行电解处理。在这个过程中,铁和碳分别作为阳极和阴极,在废水中产生电位差,从而引发电化学反应。
具体来说,当铁和碳同时浸入废水中时,由于它们之间的电位差,会形成无数个微小的原电池。这些原电池在废水中发生电化学反应,铁作为阳极逐渐受到腐蚀,释放出铁离子。同时,碳作为阴极,吸附并富集废水中的带电胶粒,使它们在微电场的作用下被去除、聚集和沉淀。
新生态的Fe2+和[H]等活性物质能够与废水中的许多组分发生氧化还原反应,破坏有机污染物的发色和助色基,使废水脱色。此外,铁离子还具有混凝作用,能与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。
厌氧生物处理和好氧生物处理,这两位生物法的兄弟,携手合作,去除废水中的污染物。厌氧生物处理像是一位解毒专家,将有毒物质转化为无害物质。某生物制药废水处理项目采用“水解酸化和UASB反应器”来完成这一任务。UASB反应器的COD去除率高于水解酸化,而水解酸化则提高废水的可生化性,将大分子污染物降解成小分子污染物,为后续处理铺平道路。
水解酸化法是一种预处理技术,它通过厌氧条件下的水解和酸化作用,将复杂的大分子有机物转化为简单的小分子有机物。这个过程提高了废水的可生化性,使得后续的生物处理更为有效。在水解酸化过程中,有机物首先被水解成为较小的分子,如碳水化合物被转化为脂肪酸和醇类,蛋白质被转化为氨基酸和脂肪酸。随后,这些小分子通过酸化作用进一步转化为挥发性脂肪酸(VFAs)和其他简单的有机酸。这种转化减少了废水中的有机物浓度,并为后续的厌氧处理创造了有利条件。
UASB反应器是一种高效的厌氧处理设备,它利用厌氧微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳,从而实现有机物的去除和能源的回收。在UASB反应器中,废水从底部进入,向上流过含有厌氧微生物的污泥床。污泥床中的微生物以废水中有机物为食,产生甲烷气体,这些气体被收集并可用于加热或发电。UASB反应器具有较高的COD去除率和较好的耐冲击负荷能力,适用于处理高浓度有机废水。
在实际应用中,水解酸化法常常与UASB反应器结合使用。水解酸化法作为预处理步骤,可以提高废水的可生化性,减少对UASB反应器中微生物的毒性影响,从而提高整个系统的处理效率和稳定性。这种组合工艺在处理生物制药废水等难降解有机废水方面表现出了良好的效果。
好氧生物处理则是最后一位出场的大将。某生物制药废水处理项目采用多段式的生物接触氧化法,其优势显著,具备生物膜法和活性污泥法的作用,出水水质COD浓度低于500mg/L。
经过深度处理,生物制药废水的污染物浓度显著降低,处理出水达到排放标准的要求。