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摘要：化學合成制藥廢水處理難度大，根據各車間生產工藝、原料和產品的不同，其產生的廢水特點亦不同。本文以實際化學合成制藥廠廢水為研究對象，以含氰廢水、含抗生素廢水、高氨氮廢水三種典型的廢水預處理為目的，分別提出有針對性的預處理方法和對策，以期為其他類似生產企業的廢水治理提供參考。
關鍵詞：化學合成制藥;廢水治理;預處理
1含氰廢水
含氰廢水主要來源于選礦、有色金屬冶煉、煉焦、化工、制革等工業生產，氰化物是劇毒物質，從環境工程和生物安全角度考慮應非常重視含氰廢水除毒處理問題。傳統的含氰廢水處理技術包括酸回收、膜分離法、萃取法、氣提法、化學絡合法、化學氧化法等[2,3]?；瘜W氧化法操作簡單、易于實現工業化而被大規模的應用?；瘜W氧化法是利用了氰化物在堿性條件下易于被氧化的特點[4]。常用的氧化劑有含氯氧化劑、過氧化氫、臭氧等，含氯氧化劑的缺點在于反應過程中可能產生毒性較高的氯代有機副產物，臭氧氧化由于其投資和運行成本較高，尚未廣泛用于處理含氰廢水。因此，通常采用過氧化氫氧化比較合適。氰化物在堿性條件下被過氧化氫氧化為氰酸鹽CNO-，然后氰酸鹽繼續水解成碳酸銨或碳酸氫銨?；瘜W反應方程式如下:由于過氧化氫與氰化物反應速率較慢，因此會添加金屬離子催化劑，如常見的銅離子加快化學反應速率。同時，對于pH的控制問題，在酸性條件下，CN-會以HCN的形式揮發，對操作人員安全構成威脅。綜合考慮氧化速率和金屬離子催化劑的沉淀問題，經過反復多次的實驗，選擇在pH=9的條件下進行反應。在本研究的化學合成制藥案例中，含氰廢水主要來自于（S）-2-氨基丁酰胺鹽酸鹽生產的過濾洗滌段和含氰廢氣的水吸收過程。廢水的CN-濃度分別為922mg/L和508mg/L，廢水產生量分別是1.2m3/d和3m3/d，計算混合后CN-濃度為626mg/L。預處理方法是在車間內設置5m3的反應釜，采用雙氧水在pH=9的條件下，在破氰釜內升溫至80℃進行破氰處理，Cu2+投加濃度控制40mg/L，反應時間60min。盡管按照化學反應方程式（1），理論CN-與H2O2反應的摩爾比為1:1，但在實際操作過程中，考慮到廢水中除了CN-外，還有其他COD消耗雙氧水，同時在堿性和高溫條件下，雙氧水自身存在分解，因此，研究案例雙氧水的投加量按摩爾比3:1進行過量投加，實際處理破氰完畢后的廢水中氰化物的含量小于1mg/L。含氰廢水經過處理后，冷卻降溫，排放至綜合廢水調節池再進行生化處理。
2含抗生素廢水
抗生素廢水的成分十分復雜，含有多種難降解的有機物和無機物，處理起來十分困難[5]?？股赝ǔＪ菤⒕镔|，對微生物有較強的破壞作用，廢水中的抗生素需破壞后方可進入生化系統。通常處理采用高級氧化對抗生素的分子結構進行破壞。筆者結合原料與生產工藝研究發現，本企業產生的抗生素主要為β-內酰胺類抗生素。該類抗生素是一類殺菌性抗生素，不僅可以治療人類疾病，在農業上還可以預防牲畜感染，在日常生活中應用十分廣泛。對其如何進行處理，提出采用水解破壞分子結構的方法。水解反應發生在物質與水之間，是很重要的化學反應，許多抗生素容易發生水解。水解反應在酸性條件下、中性條件下及堿性條件下均可能發生，不過水解速率有所區別，水解反應可產生一個或多個產物，由母體化合物結構決定?？股氐乃獾闹饕h境因子是pH和溫度。因此，根據實際產生水量5m3/d，新建30m3地下水池，采用封閉結構，便于保溫，同時新增1000L液堿計量罐，用于存放補加液堿使用。通過試運行，發現在pH=9，水解溫度35℃，水解時間120小時的條件下，β-內酰胺類抗生素的水解率達到82%，可極大降低對微生物的抑制和毒性作用。
3高濃度氨氮廢水預處理
在化學合成制藥生產環節，根據生產原料和工藝，會產生高濃度氨氮廢水。對于高氨氮廢水的處理，根據不同濃度有不同的處理方法。目前，廣泛應用的方法主要有物化法和生物法[6]。對于含高濃度的氨氮廢水，不宜直接采用生化法對其進行處理，普遍采用物化法先對其進行預處理，大幅度降低氨氮濃度后，再采用生化的方式進行處理。物化法主要有吹脫法[7]、電解法[8]、化學沉淀法[9]等，其中，吹脫法應用簡單，是一種典型的被廣泛應用的物理化學處理法。其化學反應方程式是NH4++OH-=NH3+H2O，具體操作是向高氨氮廢水中加入液堿，升高廢水pH值至11，由于OH-濃度增加，電離平衡向右進行產生氨氣，然后再通入空氣將液相中的氨氣吹脫到空氣中，從而降低液相中的氨氮濃度。在本研究案例中，高氨氮廢水產生于頭孢氨芐的分層廢水，其水質情況見表1。根據整個廠區污水總量、生化處理要求及達標標準，在綜合廢水調節池中，氨氮進水濃度需控制在200mg/L以下。通過核算污水總量和濃度，該廢水如果不經過預處理，則綜合調節池氨氮濃度為為318mg/L，因此必須降低綜合調節池中氨氮的總量。通過分析調查，頭孢氨芐分層廢水氨氮濃度高、水量大，且自身pH呈強堿性，因此對其進行氣體吹脫處理。在化學合成制藥過程中，高氨氮廢水往往還具有高鹽、高有機物的特點。至于一般廢水同時具有以上兩種或者三種水質特點的廢水，本研究將會繼續討論。在本論文的研究案例中，該廢水高氨氮的特點更加明顯，因此，僅考慮只含有高氨氮廢水的預處理。本研究案例是在車間設置4m3的反應釜，收集后的廢水進入反應釜中，通入蒸汽加熱至60℃，同時通入空氣進行吹脫，吹脫時間控制在60分鐘，吹脫產生的氨氣用稀硫酸進行吸收，生成硫酸銨溶液，回用到生產過程。經過預處理后，廢水pH下降至7.8，氨氮總量減少100kg/d，綜合調節池中氨氮濃度下降至約為150mg/L，保證生化系統的穩定運行與最終的達標排放。
4結語
化學合成制藥廢水根據各生產工藝，廢水種類多，性質各不一樣，盡管排放標準不是非常嚴格，但是如果各種有特點的廢水不經過合適的預處理手段，混合后經過生化處理，達標的難度非常大。因此，選擇合適的預處理方式對不同性質的廢水首先進行有針對性的預處理不僅有必要，而且是最終出水能否達標的決定性因素。在含氰廢水、含二氯甲烷廢水、高氨氮廢水的預處理，通過實際研究案例，有對性的提出了采用雙氧水堿性氧化、蒸餾和加熱堿性吹脫的預處理方式，均取得很好的效果，為其他類似的化學合成制藥和其他化工生產廢水的處理具有重要的參考和借鑒價值。
參考文獻:
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作者:陳林青 楊蘭蘭 戴娟娟 單位:杭州一達環保技術咨詢服務有限公司