研究的目的及意义
1-苯基-3-甲基-5-吡唑酮是一种广泛应用于医药、印染、农药及有机合成等领域的化工中间体,俗称依达拉奉,分子式为C10H10N2O,可用于酸性红315、酸性棕282、安乃近、氨基比林、安替比林等化学品的生产。吡唑酮的生产工艺主要经过配料、重氮还原、水解、离心干燥等4个工序,经离心分离出的吡唑酮母液是一种高浓度有机废水,主要含硫酸铵、少量氯化铵、苯肼等其他副产物[1]。该废水COD浓度高、含盐量大、氨氮含量高,并含有少量悬浮固体,直接用一般生化法对其进行处理很难达到目标排放标准。如果没有得到有效处理,该废水进入河湖生态系统中将难以通过自净的方式彻底分解,很可能会形成持久性污染,对当地水环境造成严重危害:降低水体透光率和水体中溶解氧浓度,影响各种水生生物的生长,从而使水生生物的食物链紊乱,进而可能影响到整个水体生态系统的平衡。
江苏淮安同新精细化工有限公司作为一家新兴化工企业,主要从事1-苯基-3-甲基-5-吡唑酮的生产,公司将按照国家有关法律法规对环境保护的要求进行生产,对公司的环保工作从严要求,使生产过程中产生的“三废”能够达标处理,做到污染物达标排放。本次工程设计将针对该公司的生产生活废水的处理进行有效设计,充分考虑到废水的特点及各项污染物指标,通过物理、生化、物化等方法的综合应用,使处理后的废水水质达到当地园区污水管控标准,排放后不危害当地水环境,在满足技术可行性的同时,也兼顾经济可行性。
国内外同类研究概况
1.1废水特点
相对于其它产业, 制药工业具有原料成分复杂、生产过程多样(包括发酵、过滤、离子交换、浓缩、酯化、转化以及精制等多种复杂的物理、化学和生物过程, 在这些工艺过程中会产生大量的高浓度有机污染废水)、产品种类繁多等特点,因此在制药过程中产生的废水污染物含量高、可生化降解性差、水质水量变化大, 是较难处理的工业废水之一[2]。总体而言,制药废水COD含量高、B/C值较低(可生化性差)、氨氮值较高、对处理工艺要求高。
1.2制药废水处理方法研究进展
制药废水处理的难点主要在于其COD较高,可生化性较差,无法直接通过一般好氧生化法处理达标,废水中的某些组分也可能会对微生物的生长产生一定的抑制作用,从而进一步降低其可生化性。因此,处理制药废水的首要问题是提高其可生化性。现阶段,处理工艺主要是物化法、生化法以及物化-生化组合联用法[2]。
1.2.1物化法
物化法一般可作为含量高或生化性较差制药废水的预处理工艺, 也可用于后续的深度处理,甚至单独作为一道处理工艺。物化法主要包括混凝、气浮、吸附、及吹脱法等[3]。
1.2.1.1混凝
混凝是目前比较成熟的一项废水处理技术, 通常作为预处理工艺。苏焱顺[4]等采用混凝沉淀法对某制药企业中高含量制药废水进行预处理, COD的去除率可达到40%以上。在制药工业废水处理中常用的凝聚剂有:聚合硫酸铁、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺 (PAM)、氯化铁、聚合氯化硫酸铝铁等。
1.2.1.2气浮
气浮法一般包括溶气气浮、充气气浮、电解气浮和化学气浮等。气浮法主要用于对悬浮物含量较高的废水进行预处理,具有工艺简单、投资少、能耗低等优点, 但不能有效地去除废水中可溶性污染物。在制药工业废水处理中,如庆大霉素、土霉素、麦迪霉素等废水的处理,常采用化学气浮法。
1.2.1.3吸附
吸附法是利用多孔性固体物质对废水中的某些污染物进行吸附作用, 以回收或去除污染物,使废水得到一定程度的净化。常用的吸附剂有煤质柱状活性炭、油粉末活性炭、炉渣、人造沸石、高岭土、膨润土、硅藻土等。在处理制药废水时, 常用煤灰或活性炭进行吸附预处理工艺。武汉健民制药厂生产中成药过程中产生的废水采用煤灰吸附作为预处理, COD的去除率达41.4%。
1.2.1.4吹脱
吹脱法主要适用于当氨氮浓度大大超过微生物进行生化处理允许的浓度时的预处理阶段,因为此时微生物会受到NH3-N的抑制作用,不加去除难以取得良好的处理效果。因此在制药工业废水处理中,常用吹脱法来使氨氮浓度得到有效降低[5]。
