生物制药废水是一种成分复杂、浓度高、可生化性较差且含有大量有机物、微生物及有毒有害物质的工业废水。
生物制药废水主要来源于多个方面一是在药品生产过程中,如发酵、提取、精制等工序产生的废水,其中含有未反应的原料、副产物及溶剂等。
二是辅助生产过程中的废水,包括设备清洗水、车间地面冲洗水等。三是实验研发过程中产生的废水,可能含有各种化学试剂和微生物。
此外,一些制药企业的冷却循环水系统在定期排放和维护时也会产生一定量的废水。这些废水成分复杂、浓度高且处理难度大。
处理生物制药废水需根据其特点和要求选择合适工艺或组合工艺,以实现达标排放和资源回收利用。
一、预处理工艺格栅和沉砂池:去除废水中的大颗粒悬浮物和砂粒,防止后续设备堵塞。
调节池:对废水的水量和水质进行调节,使其均匀稳定地进入后续处理单元。由于生物制药废水的水量和水质波动较大,调节池可以起到缓冲作用,保证处理系统的稳定运行。
气浮或混凝沉淀:去除废水中的油脂、悬浮物和部分有机物,同时可降低废水的色度。气浮法是利用微小气泡吸附废水中的悬浮物和油脂,使其上浮至水面形成浮渣层,然后被去除;混凝沉淀法则是通过投加混凝剂,使废水中的微小颗粒和胶体物质凝聚成较大颗粒,然后通过沉淀去除。
铁碳微电解或芬顿氧化:通过氧化还原反应,破坏废水中有机物的结构,提高废水的可生化性。铁碳微电解是利用铁和碳在废水中形成原电池,产生微电流,使废水中的有机物发生氧化还原反应;芬顿氧化则是利用亚铁离子和过氧化氢反应产生强氧化性的羟基自由基,快速氧化分解有机物。
二、生物处理工艺厌氧生物处理:
上流式厌氧污泥床(UASB)反应器:废水自下而上通过污泥床,污泥中的厌氧微生物将有机物分解为甲烷、二氧化碳等。UASB 反应器具有容积负荷高、处理效率高、能耗低等优点。
厌氧流化床:废水和厌氧微生物在流化床中充分接触,提高了传质效率和处理效果。厌氧流化床具有启动速度快、耐冲击负荷能力强等优点。
好氧生物处理:
活性污泥法:利用含有大量微生物的活性污泥与废水充分接触,使有机物被微生物吸收、氧化分解。活性污泥法具有处理效果好、运行稳定等优点,但需要进行污泥回流和剩余污泥处理。
生物接触氧化法:在曝气池中设置填料,微生物在填料表面形成生物膜,废水流经生物膜时,有机物被生物膜上的微生物分解。生物接触氧化法具有容积负荷高、抗冲击负荷能力强、无需污泥回流等优点。
序批式活性污泥法(SBR):采用间歇式的运行方式,将进水、反应、沉淀、排水等过程在一个反应器中依次进行。SBR 法具有运行灵活、占地面积小、脱氮除磷效果好等优点。
三、深度处理工艺混凝沉淀或过滤:进一步去除废水中的悬浮物和部分有机物。混凝沉淀是通过投加混凝剂,使废水中的微小颗粒和胶体物质凝聚成较大颗粒,然后通过沉淀去除;过滤则是利用滤料的过滤作用,去除废水中的悬浮物和部分有机物。
高级氧化技术:如臭氧氧化、光催化氧化等,可将废水中的难降解有机物氧化分解为无害物质。臭氧氧化是利用臭氧的强氧化性,将有机物分解为小分子物质;光催化氧化则是利用光催化剂在光照下产生的强氧化性物质,氧化分解有机物。