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水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物。与我们人类密切相关的是淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%。因此，保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。在我国，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。20世纪以来，医药工业的迅速发展，给人类文明带来了飞跃。与此同时，在其生产过程中所排放出来的废水对环境的污染也日益加剧，给人类健康带来了严重的威胁。据文献报道，医药废水成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大，往往含有种类繁多的有机污染物质，这些物质中有不少属于难生化降解的物质，可在相当长的时间内存留于环境中。采用传统的处理工艺很难达标排放。对于这些种类繁多、成分复杂的有机废水的处理，仍然是目前国内外水处理的难点和热点。结合某生物制药厂污水特点，通过调查收集资料和查阅文献，以SBR法处理该制药厂所排放的污水，处理后可以达标排放，有利于当地水环境的良性循环
水质分析

水质组成

生物制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组分及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。

进水水质


制药厂用生物法生产庆大霉素及土霉素，进水水量及水质情况情况：

进水及水质


抗生素废水的水质特征

1.COD浓度高，是抗生素废水污染物的主要来源。

2.废水中SS浓度较高。其中主要为发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物丝菌体。对厌氧UASB工艺处理极为不利。

3.存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等毒性物质。对于有毒性作用的抑制物质，厌氧生物处理比好氧处理具有一定的优势。

4.硫酸盐浓度高。一般认为，好氧条件下硫酸盐的存在对生物处理没有影响。

5.水质成分复杂。中间代谢产物和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。该类成分易引起PH值波动大、色度高和气味重等不利因素，影响厌氧反应器中甲烷菌正常的活性。

6.水量较小但间歇排放，冲击负荷较高，由于抗生素分批发酵生产，废水间歇排放，所以其废水成分和水力负荷随时间有很大的变化，这种冲击给生物处理带来极大的困难。


抗生素废水的可生化降解性

废水的可生化降解能力取决于BOD/COD的比值，BOD是指在好氧条件下，微生物分解有机物质所需要消耗的溶解氧量，而COD是指在酸性条件下，用强氧化剂氧化水样中有机物和无机还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的毫克每升表示。由于BOD采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.4～78.6%，而COD采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到85～95%，因此以重铬酸钾作为强氧化剂来测定COD时，BOD/COD的比值小于

1。根据资料介绍，当废水BOD/COD>0.3时，说明废水中有机物可生化降解。但一般说来抗生素废水的BOD/COD大于0.3，因此抗生素废水可生化性比较好。

在工艺选择和设计时应充分考虑废水的特点，近期、远期的可调性，并用两级处理，即物化处理与生化处理相结合。采用物化和生化相结合处理工艺。一级物化处理采用格栅、调节池、沉砂池、气浮池，主要去除废水沉淀物，中和废水PH值，调节水质、水量。生化处理拟采用SBR工艺系统。处理规模和原污水水质水量变化规律。整体配备先进可靠的系统设备，

降低系统的维护工作量，以保证系统的长期正常运转。采用适当的自动化控制系统，以保证处理效果和减少劳动力需求。工程设计采用针对该厂水质特点的工艺方案。工艺可靠，设备配备先进，运行费用合理，工程整体档次高。


序批式活性污泥法（SBR）是从充排式反应器发展而来的，其工作过程是：一个周期内把污水加入反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，如此反复循环。

SBR法是近年来在国内外被引起广泛应用重视和日趋增多的一种污水生物处理技术。SBR处理工艺包括五个处理程序，分别为：进水、反应、沉淀、出水、待机。在该处理工艺中，处理构筑物少，可省去初沉池，无二沉池和污泥处理系统。与标准活性污泥法相比，基建费用低，主要适用于小型污水处理厂。运行灵活，可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。

SBR法有以下优点。

SBR系统以一个反应池取代了传统方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二次沉淀池，整体结构紧凑简单，系统操作简单且更具有灵活性。投资省，运行费用低，它比传统活性污泥法节省基建投资额30%左右。

SBR反应池具有调节池的作用，可大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒化学物质对系统的影响。SBR在固液分离时水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离。SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低。系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地。SBR的缺点是：对自动控制水平要求较高，人工操作基本上不能实行正常运行，自控系统必须质量好，运行可靠；对操作人员技术水平要求较高；间歇周期运行带来曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用律较低，增大了设备投资和装机容量。由于具有以上优点，SBR近年来在国内外得到了较广泛的应用。但也有一些不足之处，如在实际工作中，废水排放规律和SBR间歇进水的要求存在不匹配问题，特别是水量较大时，需多套反应池并联运行，增加了控制系统的复杂性

废水的处理技术主要是A/O法、A2/O或A2/O和混凝沉淀法联合处理，处理后的废水COD、悬浮物、硬度、氯离子浓度等污染因子含量仍然偏高，达不到废水再利用的标准.随着国家对污水排放标准的提高，低运行成本和绿色环保型循环经济的需求，焦化厂面临着焦化废水深度处理再生回用的难题.我国深度处理焦化废水的主要技术是fenton氧化、光催化氧化和湿式催化氧化等，而这些技术运行费用太高或者仅处于研究阶段，尚未投入到生产中.膜处理技术由于占地面积小、运行费用低、流程简单、操作方便等优点，现广泛应用于化工、电子、炼钢、食品等废水处理领域.本次实验采用超滤-纳滤组合工艺对焦化废水进行深度处理，并对处理结果进行讨论和对工艺运行过程中所出现的问题提出解决方案.
1超滤膜+纳滤膜工艺处理焦化废水实验
1.1焦化废水的来源、特点
焦化废水主要来自煤炭炼焦、煤气净化过程及化工产品的精制过程，其中以蒸氨废水为主要来源.它属于高浓度有机废水，有害物质浓度高，污染物种类繁多，成分复杂.其中无机化合物主要是大量氨盐、硫、硫化物、等，有机化合物有酚类、单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等.
1.2实验进水水质
实验采用超滤-纳滤膜组合工艺，对唐山某焦化厂二沉池出水进行深度处理，该厂焦化废水、二沉池出水(实验进水)和排放标准见表1.
1.3实验设备
原水箱：1m×1.5m;超滤水箱：0.8m×1m;纳滤水箱：0.2×0.8×1.2m3;保安过滤器：JML-230/5;超滤实验装置;纳滤实验装置;超滤膜：saehan公司生产，型号UF4040，材质PVDF，过滤孔径0.1μm，产水量1000L/h，工作压力0.1MP、跨膜压差0.1MP，产水回收率90%;纳滤膜：saehan公司生产，型号NF4040，材质PA，过滤孔径1nm，产水量80L/h，工作压力0.6MP，跨膜压差0.04MP，产水回收率90%.
1.4实验原理
在超滤-纳滤组合工艺中，焦化废水首先通过超滤膜错流过滤，从超滤膜出来的水分为浓水和产水，浓水中含有大量的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质，产水中仅含有无机盐和小分子物质.超滤产水作为纳滤膜的进水，超滤浓水直接返回厌氧池继续生化处理.超滤产水通过高压泵送入纳滤膜，经过纳滤膜的分离后也分为浓水和产水，浓水返回厌氧池继续生化处理或者做焚烧处理.纳滤膜可以将分子量为200～1000的小分子截留，和99%的二价阴离子截留，所以纳滤产水仅含有很少量的小分子有机物和少量的无机盐，可以达到《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)中再生水作为循环冷却系统补充水水质标准.

高浓度废水具有强酸强碱性
一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。
二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。
三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，后进入人体，危害人体健康。
对于这种废水主要有以下几种处理方法，是目前高浓度废水处理使用多的。
氧化-吸附法
高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。经此法处理的废水，色度和COD可分别去除100%、90%，具有较好的处理效果。吸附后的煤粉用于燃烧，无二次污染，比使用活性炭作吸附剂更经济。
焚烧法
焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下，能对高浓度有机废水彻底处理，其优点是初投资省，运行费用低。若采用专门技术，焚烧效果良好，灰渣及飞灰含碳量均有所降低，对锅炉出力、效率均无显著影响。
该法在实际推广应用中存在的缺点是：①废水水量受相配锅炉的限制；②对废水成分应详细分析，确保不影响锅炉本体燃烧；③该法在理论上有待进一步深入研究。
吸附法
吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难；树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。
SBR处理
SBR污水处理工艺是现代活性污泥法的一种类型，它是在一个设有曝气及搅拌装置的反应器内，按照预定的程序，进行充水、生化反应、沉淀、排水、闲置等过程的操作。从充水开始到闲置结束为一个周期。
高浓度废水处理主要困难，本质上是由于其特性决定的除了在处理时的外部环境条件(如温度、pH值等)没有达到生物处理的佳条件外。这也在无形中增加了废水处理企业的成本。
高浓度废水处理还有其它两个原因。一是由于化合物本身的化学组成和结构,在微生物群落中,没有针对要处理的化合物的酶,使其具有抗降解性;二是在废水中含有对微生物有毒或者能抑制微生物生长的物质(有机物或无机物),从而使得有机物不能快速的降解。但是目前，行业对高浓度废水处理的工艺已经达到成熟的地步，成本费用方面也在大大减少，高浓度废水处理也将进入一个新的工艺流程阶段。

制药废水包括发酵类制药废水、化学合成类制药废水、提取类制药废水、中药类制药废水、生物工程类制药废水、混装制剂类制药废水等。废水中所含成份主要为发酵残余物、破乳剂和残留抗生素及其降解物，大量未被利用的有机组分及其分解产物，废水的COD，BOD5 都比较高。BOD5 一般在4000~13000mg/L之间，还有抗生素提取过程中残留的各种有机溶剂和一些无机盐类等。废水带有较重的颜色和气昧，悬浮物含量高，易产生泡沫，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性等。这类污水直接排放会带来很大的污染，排放的自然水体会直接污染水源毒死水生物，地下水也将受到污染，我们人类离不开水，而人和动物长期饮用被污染的水会导致疾病危害。

制药污水案例

贵州近几年来的发展突飞猛进，制药厂也层出不穷，有些黑心药厂直接把污水外排，污染了当地的水之源，破坏了自然环境，贵阳曾报导过一家制药厂污水长期外排后污染了贵阳人赖以生存的红枫湖水库，水库的水生物大多被毒死，经有关部门查处后制药厂提出了整改，水体得到了恢复，从此可看出制药废水综合治理日显突出, 应加强对此类废水治理, 从而减少对水环境和人类的危害。


制药废水来源及成分

中药生产废水主要来自生产车间，主要为生产过程中的原药洗涤水,原药药汁残液、过滤、蒸馏、萃取等单元操作中产生的污水、生产设备洗涤和地板冲洗用水。污染物主要是从药材中煎出的各种成分,主要成分为:糖类、蕙醒、木质素、生物碱、蛋白质、色素及它们的水解产物。

制药工业废水通常属于较难处理的高浓度有机废水，因制药产品不同，生产工艺不同而差异较大。制药工业废水通常具有组成复杂、有机污染物种类多、COD值和BOD5值高且波动性大、pH值经常变化、带有颜色和气味、悬浮物含量高、易产生泡沫、含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性等特点。COD=5000~80000 mg/L； SS=500~25000 mg/L ；含盐浓度高。

公司简介

公司近年来一直致力于各类制药类废水的治理研究。制药废水首先应先针对各废水中特有的毒性物质采取针对性预处理方法，如脱盐处理、微电解、催化氧化等方法；然后采用生物处理保证废水达标。生物处理工艺主要有好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧-好氧组合处理工艺。经过我公司多年的研究及实践经验，针对不同的水质情况和出水要求采用适合的预处理及后续生化处理工艺。对于高浓度制药废水采用SRIC或UASB厌氧工艺处理，该工艺去除率高，运行稳定，而且能够产出沼气，为企业带来一定的经济效益。