醫(yī)藥化工高鹽廢水的處理技術(shù)的應(yīng)用探討

近些年來，隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)用水量也隨之增長，因而使得工業(yè)廢水也在逐年增加，其中，醫(yī)藥化工行業(yè)廢水量的增長尤為明顯。在這過程中，醫(yī)藥化工廢水也逐漸表現(xiàn)出了降解難、鹽度高以及成分復(fù)雜等特點，再加上生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展。廢水處理難度大大提高，對我國的環(huán)境造成了極大的威脅。

1高鹽廢水的定義

所謂的高鹽廢水，就是指將達到排放標準的廢水通過應(yīng)用反滲透技術(shù)進行絕大部分的淡水回收處理之后，所生成的濃鹽廢水再利用蒸發(fā)技術(shù)或者其他各種脫鹽技術(shù)進行處理，最終所得的TDS（即總?cè)芙夤腆w）的質(zhì)量分數(shù)超過8%的難以進行生化處理的濃廢液，或者是在醫(yī)藥化工的整個生產(chǎn)流程中直接生成的高COD含量且TDS（即總?cè)芙夤腆w）的質(zhì)量分數(shù)超過15%的難以進行生化處理的廢水[1]。想要徹底解決這一類高鹽廢水的污染問題，不僅要有效減少高鹽廢水之中的COD含量，更為關(guān)鍵的乃是分離廢水之中的可溶解鹽類物質(zhì)，只有真正做到以上兩方面的工作，才能真正達到高鹽廢水的預(yù)期處理目標。

2醫(yī)藥化工高鹽廢水的常規(guī)處理技術(shù)

現(xiàn)階段，在醫(yī)藥化工物質(zhì)的生產(chǎn)過程中，由于會使用大量的酸性或堿性物質(zhì)，所以最終兩者中和后會產(chǎn)生大量的無機鹽，與此同時，在生產(chǎn)過程中也會應(yīng)用大量的無機鹽溶液實施洗滌處理，最終形成了大量的醫(yī)藥化工高鹽廢水。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料現(xiàn)實，醫(yī)藥化工高鹽廢水的總鹽度超過100000mg/L之上，CODer含量超過50000mg/L之上，在與其它稀廢水進行混合之后，醫(yī)藥化工廢水的總鹽度在絕大多數(shù)情況下也會超過30000mg/L之上，CODer含量也會超過15000mg/L之上。由此可見，普通的生化處理手段已難以適應(yīng)當(dāng)前的醫(yī)藥化工高鹽廢水處理需求，這是因為一方面，醫(yī)藥化工廢水中的總鹽度過高，另一方面，廢水中的CODer含量也過大，因而大幅度提高了微生物外部的滲透壓強，從而使得生物菌種難以在高鹽度的環(huán)境下生長和生存。根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)資料顯示，目前醫(yī)藥化工廢水的常規(guī)處理方式主要為：第一，在前端環(huán)節(jié)應(yīng)用多效蒸餾裝置或者MVR蒸餾技術(shù)進行鹽分的去除，第二，在后端環(huán)節(jié)應(yīng)用生化處理法與法和生化處理法與物化處理法相結(jié)合、電化學(xué)處理法與生化處理法相結(jié)合的手段進行處理。下面，本文將重點介紹一下其中的蒸餾技術(shù)和稀釋技術(shù)[2]。

2.1蒸餾技術(shù)

運用蒸餾技術(shù)進行醫(yī)藥化工廢水的脫鹽處理，其最大的應(yīng)用優(yōu)勢在于最終處理所得的淡水的水質(zhì)較好。當(dāng)前，醫(yī)藥化工廢水的蒸餾技術(shù)大多數(shù)是基于海水脫鹽淡化技術(shù)而發(fā)展形成的，從本質(zhì)上來說，蒸餾技術(shù)就是借助熱能對溶液進行蒸發(fā)處理，其后再對水蒸氣實施冷卻處理，以此來實現(xiàn)淡水的回收。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步，蒸餾技術(shù)也在不斷地革新中，目前應(yīng)用較為成熟的包括有多效蒸餾裝置和膜蒸餾技術(shù)。

2.1.1多效蒸餾裝置

這一蒸餾裝置最早應(yīng)用于海水的淡化處理，現(xiàn)階段，對于其在水處理領(lǐng)域的研究也日益增多。由于多效蒸餾裝置所處的是低溫環(huán)境，因而具有十分顯著的節(jié)能優(yōu)勢，近幾年來發(fā)展十分迅猛，裝置的規(guī)格也逐漸擴大，應(yīng)用成本逐漸降低。多效蒸餾裝置當(dāng)前的主要發(fā)展趨勢為進一步提高裝置的單機造水性能，應(yīng)用廉價材料以降低工程的成本支出、提升操作環(huán)境的溫度以及提升裝置的傳熱效能等等。

2.1.2膜蒸餾技術(shù)

該種蒸餾是一種全新的分離技術(shù)，指的是將傳統(tǒng)的蒸餾過程與膜分離技術(shù)進行有機融合的新型的膜分離流程。相較于其它多種的膜分離流程，膜蒸餾技術(shù)所具備的主要優(yōu)勢在于溶液濃度對其的影響十分小。Schofield等研究者對鹽溶液進行了相關(guān)的實驗，最終證明5mol/L的氯化鈉溶液中的飽和蒸汽壓相較于純凈水僅僅下降了25%，而通過膜蒸餾技術(shù)則下降了30%，由此可得，相較于其它多種的膜分離流程，膜蒸餾技術(shù)對于高濃度的水溶液具有較強的處理作用。趙晶等研究者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，利用VMD（即真空膜蒸餾技術(shù)）進行反滲透濃水的處理時，雖然在整個濃縮流程中反滲透濃水的通量有所下滑，但是其除鹽率卻能達到99%之上，與此同時，也會生成部分的高鹽度廢水，且其含鹽度超過15%之上，是反滲透濃水含鹽度的4倍以上[3]。由于膜蒸餾技術(shù)自身獨特的性能，使得其與其它分離技術(shù)相比具有一些較為明顯的優(yōu)勢，例如，在應(yīng)用膜蒸餾技術(shù)的過程中，操作溫度和操作環(huán)境壓力都較低以及蒸餾液純度較高等等。由此可見，在經(jīng)過蒸餾技術(shù)處理之后的濃鹽水，在得到部分淡水的同時，也會得到部分的高鹽度廢水，因此需對其進行進一步的脫鹽處理，以此在根本上實現(xiàn)可溶性鹽類物質(zhì)的分離。

2.2稀釋技術(shù)

該種醫(yī)藥化工廢水處理手段是直接飲用清水對鹽分濃度較高的醫(yī)藥化工廢水進行稀釋處理，直至將廢水稀釋到鹽分含量為8000mg/L左右，CODer含量在6000mg/L左右，其后再利用常規(guī)的生化處理法進行進一步的處理。由于稀釋技術(shù)在處理過程中應(yīng)用了大量的清水，一方面，工業(yè)的用水量會大幅增長，因而造成了嚴重的工業(yè)用水浪費問題，另一方面，也會大大增加工業(yè)的投資和運營成本，在很大程度上影響了醫(yī)藥化工產(chǎn)品的市場競爭力。

3醫(yī)藥化工高鹽廢水的新型處理技術(shù)

目前，基于醫(yī)藥化工廢水的新特點，新型的處理技術(shù)也被不斷地研發(fā)出來，其中就包括有鐵碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)。這一技術(shù)在前端環(huán)節(jié)結(jié)合應(yīng)用鐵碳裝置和芬頓反應(yīng)，一般情況下，CODer的消除率可達40%-60%，B/C會相應(yīng)提高0.1-0.3，而在后端環(huán)節(jié)則同時應(yīng)用了A/O生化系統(tǒng)和PSB生化系統(tǒng)，運用耐鹽光合菌種，使其能在鹽度為30000-60000mg/L和CODer含量為6000-10000mg/L的廢水條件下正常運作，使得最終的出水能夠達到國家相關(guān)污水排放標準（GB8978-1996）中的三級處理標準，最優(yōu)情況為達到國家一級處理標準。

3.1鐵碳裝置

鐵碳裝置，亦稱為持續(xù)高活性鐵床，其中的新型鐵碳在一般情況下會填充至鐵碳塔中應(yīng)用，其是一種隸屬于電化學(xué)處理法的污水處理裝置，絕大多數(shù)情況下會應(yīng)用于工業(yè)污水處理，尤其是那些攜帶有苯環(huán)、色度且對生物具有毒性影響的有機物等難以用生化處理法進行降解的高濃度污水[4]。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，午睡的處理難度也日益提升。眾所周知，生化處理法是一種最為常見、成本低且效果佳的污水處理手段，但其不能適用于各種污水情況。諸多工業(yè)污水不僅濃度很高，而且也難以用生化處理法進行處理，甚至連水解處理法也無法解決，此時就要應(yīng)用多種前后端處理手段，而鐵床恰恰滿足了這一處理需求。但常規(guī)的鐵床雖然具有較高的處理效果，但由于填料鈍化以及結(jié)疤等問題尚未得到良好的解決，因而大大限制了該種手段的推廣應(yīng)用。

依據(jù)新型鐵碳的實際性質(zhì)，重新設(shè)計和研制的持續(xù)高活性鐵床具有兩大優(yōu)點：第一，持續(xù)高活性鐵床能夠始終保持鐵床之中的填料的活性，不再需要像以往的鐵窗填料一樣需要進行定時定期地活化處理，因而這一裝置具有較好的可靠性和穩(wěn)定性，與此同時，經(jīng)過實際的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，持續(xù)高活性鐵床在長期的污水處理過程中極大規(guī)避了鈍化和結(jié)疤等問題的出現(xiàn)，裝置運行效果較好；第二，由于進行了一體化設(shè)計，因而裝置的結(jié)構(gòu)十分緊湊，而且污水處理效果也十分顯著，CODer的消除率可達40%-60%，B/C會相應(yīng)提高0.1-0.3，同時色度也可去除80%-90%左右、而微電解預(yù)處理技術(shù)的創(chuàng)新點主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，填料運用了扁狀的高碳生鐵塊，第二，設(shè)計了特殊的導(dǎo)流系統(tǒng)和內(nèi)外筒體，使得污水能夠在內(nèi)外筒內(nèi)部進行自動化地循環(huán)處理。總的來說，鐵碳裝置具有使用壽命長、調(diào)料活性強、占地面積小、處理效率高、處理效果好、高活性保持時間長、運作成本低且不會出現(xiàn)鈍化和結(jié)疤問題等諸多優(yōu)勢。

3.2PSB生化處理系統(tǒng)

PSB生化處理系統(tǒng)，亦稱為耐鹽光合菌種，這一生化處理系統(tǒng)所配置的PSB菌種是因具備光合色素而帶有一定顏色的細菌。所謂的PSB（PhotoSyntheticBacteria），也就是光合細菌，其是由一群帶有原始的光能合成體系且能在厭氧環(huán)境條件下進行不放氧的光合作用的原核生物構(gòu)成。一般情況下，可將PSB氛圍以下7種類型，分別為含細菌葉綠素的專性好氧菌、螺旋桿菌科、多細胞的絲狀綠細菌、綠色的硫細菌、紫色的非硫細菌、外流紅螺菌科以及著色桿菌科。

應(yīng)用PSB生化處理系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于：第一，符合能力高且抗沖擊能力強，裝置內(nèi)部填充了由特殊纖維構(gòu)成的球形填料，蓄泥量較大，與此同時，澄清區(qū)也最大限度地保障了污泥盡可能少地損耗，因此，在很大程度上保證了裝置的高負荷性，而且也有效增強了氧化床的符合能力和抗沖擊能力，以此來為PSB生化處理設(shè)備的運行創(chuàng)造了良好的運行環(huán)境；第二，處理效率高且處理效果好，在環(huán)流生化區(qū)中所生成的厭氧、好氧以及兼氧區(qū)的微生物菌群十分豐富多樣，不僅具有良好的氧化作用，同時也具備了優(yōu)良的水解功能，使得原本難以進行生化處理的物質(zhì)在開環(huán)之后能夠得到升華，同時也使得原先能夠進行生化處理的物質(zhì)在斷鏈后能夠更好地進行生化處理，在實現(xiàn)出水后借助澄清區(qū)的有效截污處理，因而該生化處理系統(tǒng)的處理效率高且處理效果好；第三，節(jié)能效果好，立式氧化槽是相對應(yīng)水平式流向的深化構(gòu)筑物來說的，其的豎向是流向是借助于曝氣的氣提功能以及封帽和導(dǎo)流筒的特殊構(gòu)造所共同形成的，不需要借助外來的動力，曝氣頭可以進行淺層安置，應(yīng)用了低壓的風(fēng)機，因而只要保證足量的風(fēng)力便可保證系統(tǒng)的正常運作，因此該生化系統(tǒng)的節(jié)能效果較好，CODer的消除率可達70%-80%，氨氮的消除率可達50%左右，同時色度也可去除50%左右，一般情況下，進水的濃度控制為6000-10000mg/L左右，含鹽量則為45000mg/L左右，因此可以說，該生化處理設(shè)備具備高強度的耐鹽性和耐高濃度性；第四，該生化處理設(shè)備還具有占地面積小、規(guī)模小且動能消耗低等諸多優(yōu)勢，PSB生化處理系統(tǒng)的占地面積僅為活性污泥處理法的1/4-1/5左右，此外，設(shè)備的維護管理工作十分便捷，而且受季節(jié)變化的影響較小[5]。

3.3應(yīng)用效果

當(dāng)前，在醫(yī)藥化工廢水行業(yè)的高鹽度廢水的處理流程中，持續(xù)高活性鐵碳床和PSB生化處理系統(tǒng)都已通過了實際的污水處理應(yīng)用并取得了良好的應(yīng)用效果。其中，浙江的貝得藥業(yè)有效公司就應(yīng)用了該種碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)，其中所涉及的設(shè)備裝置包括有新型鐵碳裝置、PSB生化處理系統(tǒng)、芬頓反應(yīng)以及A/O生化處理系統(tǒng)，以此來進行制藥廢水的處理，其中，平均每天的廢水處理量為500T，進水水質(zhì)中的CODer含量為20000mg/L，鹽分總量為30000mg/L。通過應(yīng)用鐵碳裝置和PSB生化處理系統(tǒng)相結(jié)合的新型處理技術(shù)之后，CODer含量下降至500mg/L以下，因而滿足了國家相關(guān)污水排放標準（GB8978-1996）中的三級處理標準。

4結(jié)論

綜上所述，做好醫(yī)藥化工廢水的處理工作對于保護生態(tài)環(huán)境和保障人們身心健康都具有十分重要的意義。因此針對成分日益復(fù)雜的醫(yī)藥化工廢水，我國相關(guān)研究人員必須根據(jù)實際的廢水情況，積極吸收和借鑒國內(nèi)外先進的醫(yī)藥化工廢水處理技術(shù)經(jīng)驗，以研發(fā)出更為科學(xué)合宜的處理技術(shù)，以有效處理醫(yī)藥化工廢水。