難生化降解醫(yī)藥廢水處理技術(shù)

一、醫(yī)藥廢水特點及來源

20世紀(jì)以來,醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展,給人類文明帶來了飛躍,與此同時,在其生產(chǎn)過程中所排放出來的廢水對環(huán)境的污染也日益加劇,給人類健康帶來了嚴(yán)重的威脅。

據(jù)文獻(xiàn)報道,醫(yī)藥廢水成分復(fù)雜、濃度和鹽分高、色度和毒性大,往往含有種類繁多的有機(jī)污染物質(zhì),這些物質(zhì)中有不少屬于難生化降解的物質(zhì),可在相當(dāng)長的時間內(nèi)存留于環(huán)境中。

特別是對人類健康危害極大的“三致”(致癌、致畸、致突變)有機(jī)污染物,即使在水體中濃度低于10-9級時仍會嚴(yán)重危害的人類健康,采用傳統(tǒng)的處理工藝很難達(dá)標(biāo)排放。

對于這些種類繁多,成分復(fù)雜的有機(jī)廢水的處理,仍然是目前國內(nèi)外水處理的難點和熱點。

二、醫(yī)藥廢水的處理技術(shù)

為了尋找一種更加實用、有效、成本較低的醫(yī)藥廢水處理方法,將現(xiàn)有的方法做了一番討論,并從新思想、新技術(shù)這一思路出發(fā),提出醫(yī)藥廢水的處理方法的發(fā)展方向。

目前醫(yī)藥廢水的處理方法可大致歸納為以下幾類。

2.1催化氧化法

在催化劑作用下,廢水中的有機(jī)物可以被強(qiáng)氧化劑氧化分解,有機(jī)物結(jié)構(gòu)中的雙鍵斷裂,由大分子氧化成小分子,小分子進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了廢水的可生化性,經(jīng)深度處理后可達(dá)標(biāo)排放。

用催化氧化法處理醫(yī)藥工業(yè)廢水,可以克服傳統(tǒng)生化處理醫(yī)藥廢水效果不明顯的不足,有效地破壞有機(jī)物分子的共軛體系,達(dá)到去除COD、提高可生化性的目的。

2.2內(nèi)電解法

內(nèi)電解法的原理是利用鐵屑中鐵與石墨組分構(gòu)成微電解的負(fù)極和正極,以充入的污水為電解質(zhì)溶液。

在偏酸性介質(zhì)中,正極產(chǎn)生具有強(qiáng)還原性的新生態(tài)氫,能還原重金屬離子和有機(jī)污染物，負(fù)極生成具有還原性的亞鐵離子。

生成的鐵離子、亞鐵離子經(jīng)水解、聚合形成的氫氧化物聚合體以膠體形式存在,它具有沉淀、絮凝吸附作用,能與污染物一起形成絮體、產(chǎn)生沉淀。

應(yīng)用內(nèi)電解法可去除廢水中部分色度、部分有機(jī)物,并且提高廢水的生化處理性能,增加生物處理對有機(jī)物的去除效果。其反應(yīng)機(jī)理為:

陽極

(Fe):Fe=Fe²⁺+2e

E=-0.44V

陰極

(C):2H⁺+2e=H₂

E=0.00V

當(dāng)有氧時:O₂+4H⁺+4e=2H₂O E=1.23V

O₂+2H₂O+4e=4OH^-

E=0.40V

實驗證明,在內(nèi)電解后,廢水的可生化性能明顯提高,這主要是由于在內(nèi)電解的過程中產(chǎn)生的新生態(tài)氫和亞鐵離子具有較強(qiáng)的還原性,能與廢水中的難降解的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng),破壞其化學(xué)結(jié)構(gòu),從而提高了生物降解性能。

此外，在電極氧化和還原的同時,廢水中某些有色物質(zhì)也由于參加氧化還原反應(yīng)而被降解,從而使廢水的色度降低。

2.3吸附法

吸附法處理廢水是通過活性炭、磺化煤等吸附劑和吸附質(zhì)(溶質(zhì))間的物理吸附、化學(xué)吸附以及交換吸附的綜合作用來達(dá)到除去污染物的目的。

大量的研究和實踐已經(jīng)證明活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑,它在工業(yè)廢水處理中有著特殊的處理效果。

但是由于生產(chǎn)原料的限制和價格昂貴,導(dǎo)致它的推廣應(yīng)用受到了限制,而以褐煤、焦渣、爐渣和粉煤灰等為吸附劑處理工業(yè)廢水的研究變得十分活躍,所以吸附劑再生問題能否解決是該方法能否為廠家所接受的關(guān)鍵所在。

2.4混凝沉淀法

混凝是水處理中的一道重要工序,通過混凝沉淀過濾,可大幅度降低水中的渾濁度、色度,去除水中的懸浮物和雜質(zhì)。

混凝過程是一個十分復(fù)雜的物理化學(xué)過程,它是在一定的pH、溫度等條件下,向廢水中加入一定量的混凝劑,通過攪拌使其與污水中的懸浮狀水不溶物和過飽和物等發(fā)生反應(yīng)沉淀下來,使廢水由渾濁變得澄清。

混凝效果的好壞與混凝劑種類、水中雜質(zhì)、渾濁度、PH值、水溫、藥劑的投加量和水力條件等因素密切相關(guān),其中,混凝處理的關(guān)鍵是投加混凝藥劑。性能*的混凝劑不僅水處理效果好,成本還低。

2.5厭氧生物處理

廢水厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提高氧氣的情況下把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì),這些無機(jī)物主要包括大量的沼氣和水。

這種處理方法對于低濃度有機(jī)廢水,是一種高效省能的處理工藝;對于高濃度有機(jī)廢水,不僅是一種省能的治理手段,而且是一種產(chǎn)能方式。

厭氧生物處理技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于世界范圍內(nèi)各種工業(yè)廢水的處理,它的處理工藝主要有普通厭氧消化、厭氧接觸工藝、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等。

該工藝將環(huán)境保護(hù)、能源回收和生態(tài)良性循環(huán)有機(jī)結(jié)合起來,能明顯地降低有機(jī)污染物,用厭氧處理高濃度有機(jī)廢水有較高的處理效果,BOD去除率可達(dá)90%以上,COD去除率可達(dá)70%~90%,并將大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。

用該法處理廢水成本比好氧處理要低,設(shè)備負(fù)荷高,占地面積少,產(chǎn)生剩余污泥量較少,可直接處理高濃度有機(jī)廢水,不需要大量稀釋水,并可使在好氧條件下難于降解的有機(jī)物進(jìn)行降解,但它仍有不足之處,其初次啟動過程較慢,對有毒物質(zhì)較為敏感,操作控制因素比較復(fù)雜,且出水COD濃度高于好氧處理,仍需要后續(xù)處理才能達(dá)到較高的排水標(biāo)準(zhǔn)。