化工制药废水生化处理工艺改进及污染物去除效率提升

摘要：化工制药行业一直为国家的经济发展，人民的健康做出巨大的贡献。但是在化工制药生产的同时，也产生大量的化工制药废水，化工制药废水中含有各种复杂的有毒物质、难降解物质，如果这些废水未经处理或未经处理彻底就排放到周围的水体、土壤等环境中，将会对环境造成很大的危害，造成水体富营养化，土壤土壤污染，进而影响人们的饮水安全和生态环境安全。本文对化工制药废水生化处理工艺进行了改进研究，对影响生化处理的因素加以改进，提高难降解污染物在废水中的去除率，为化工制药废水处理提供理论依据和借鉴经验，促进化工制药行业的发展，实现化工制药行业的可持续发展。

关键词：化工制药；化工废水；生化处理；污染物去除

前言：生化处理工艺是化工制药废水处理中应用广泛的工艺，成本相对低廉，处理效果稳定，因此被广泛应用于化工制药废水中。然而，随着化工制药废水中污染物的成分复杂化，难降解有机物比例不断增加，传统的生化处理工艺逐渐不能满足化工制药废水处理的要求，对一些难降解污染物的去除效果差，已经不能满足国家的排放标准和可持续发展要求，因此对化工制药废水生化处理工艺改进，提高污染物去除率已经刻不容缓，是化工制药行业和环保工作人员亟待解决的难题。

1传统化工制药废水生化处理工艺分析

1.1对难降解有机物去除效果不佳

制药废水处理制药废水水质水量波动较大，污染物复杂，浓度高，毒性大，其中含有大量的难降解有机物，例如抗生素，甾体类，卤代有机物等。对于制药废水常用的生物处理法，如活性污泥法和生物膜法，对制药废水难降解有机污染物的去除效果并不理想。传统生物法的原理是对制药废水中有机物的降解主要是依靠微生物的代谢作用。难降解有机污染物的化学性质较为稳定，具有难生物降解性。例如抗生素的分子结构中有某些特殊的官能团，微生物很难对它进行有效的攻击和降解。难降解有机污染物进入生物处理系统后，会在体系中累积，致使出水中化学需氧量(cod)等指标不能稳定达标。而传统生物法中的微生物大多为自然驯化，对制药废水中难降解有机污染物的适应范围较小，当废水中难降解有机污染物浓度较高时，会对微生物的生长和代谢构成一定抑制作用，进而影响整个生物处理效果[1]。

1.2 工艺稳定性差

传统化工制药废水生化处理工艺稳定性差 传统化工制药废水生化处理工艺的稳定性较差，易受水质和水量的影响。化工制药生产过程中，不同批次的产品、不同的生产工艺会造成制药废水水质的差异。制药废水中携带的污染物种类和浓度可能会突然发生变化，例如某一批次的生产使用了新的有机溶剂，废水中有机溶剂的浓度会突然升高。传统生化处理工艺对这类突然变化的水质适应性较差。当水质的变化超出微生物的耐受范围，微生物的活性会受到影响，甚至会造成部分微生物死亡，破坏生化处理系统的正常运行[2]。化工制药企业的生产具有一定的周期性和波动性，废水的排放量也会发生变化，当水量突然增大时，生化处理系统中的水力停留时间会缩短，微生物与废水的接触时间缩短，影响处理效果。当水量过小时，废水在系统中的停留时间过长，可能会导致微生物因缺少营养物质而代谢减慢，也会影响处理效果。传统生化处理工艺稳定性差会造成制药废水很难持续、稳定地达标排放。

1.3 处理成本高

传统的化工制药废水处理，都会在生化池产生大量的污泥，是的，在生化池处理制药废水的时候，活性污泥中的微生物不断代谢有机物，不断生长繁殖，同时也会产生许多代谢产物和死细胞，最终也会在生化池中以污泥的形式积聚起来。由于制药废水属于复杂难降解的工业废水，制药废水中的有机物含量高，因此制药废水中的微生物生长快，所产生的污泥也会越多。制药废水处理产生大量的污泥，污泥体积大，占用大量的污泥存储空间，给污泥处理和处置难度和成本。污泥的处理包括污泥浓缩、污泥脱水、污泥处置。污泥浓缩和污泥脱水都要投入大量的药剂和设备成本[3]。在污泥处置时，药剂和设备成本也无法避免。污泥的最终处置是一个巨大的难题，污泥的处置方式包括填埋、焚烧等。填埋需要大量的土地资源，会带来二次污染；焚烧需要大量的能，也会产生大量的二次污染物。

2化工制药废水生化处理工艺改进及污染物去除效率提升措施研究

2.1优化预处理工艺

化工制药废水含有大量的难降解有机物，如果直接采用生化处理的话，很难取得较好的效果，因此，预处理优化显得尤为重要。首先，采用各种高级氧化技术，如芬顿氧化、臭氧氧化等。这些技术能产生强氧化性的自由基，将难降解有机物氧化分解为小分子物质，从而提高废水的可生化性。常用的芬顿氧化法，利用亚铁离子催化过氧化氢分解产生羟基自由基，羟基自由基具有很强的氧化性，能够破坏有机物的分子链。也可以采用膜技术，如微滤、超滤等分离过程可以截留废水中的悬浮物、胶体和大分子有机物，减轻后续生化处理的负荷。水解酸化可以将大分子有机物水解为小分子有机酸，为好氧处理提供利用更容易的底物。采用上述的预处理方法对废水进行预处理，可以有效改善废水的水质，给生化处理创造良好的条件，从而提高污染物的去除率[4]。

2.2引入高效微生物菌群和生物强化技术

传统的生化处理工艺中微生物对化工制药废水中的某些有毒污染物适应性较差，通过筛选、寻找高效微生物菌种或从自然界筛选对化工制药废水中某些有毒污染物有降解作用的微生物，如对某些抗生素、有机溶剂等有降解作用的菌种，然后通过培养、驯化，使其适应废水中的污染物，并将这些菌种投加到生化处理系统中，以提高处理效果。此外，生物强化技术还包括固定化微生物技术。将微生物固定在某些载体上，可以提高微生物浓度，增强其对有毒污染物的降解能力。选取活性炭、聚氨酯泡沫等作为载体，将高效微生物固定在其表面，使其形成生物膜，可以增加微生物与废水间的接触面积，提高传质效率，从而更有利于污染物的降解。还可以采用基因工程对微生物进行改造，增强其降解能力和对环境的适应性。

2.3改进生物反应器设计和运行参数

生物反应器是生化处理的主要设备，改进生物反应器的结构形式或优化控制其运行参数可以提高处理效果及稳定性。生物反应器可采用新型反应器结构，如:生物流化床反应器等。生物流化床反应器通过流化床载体增加了微生物与废水的接触机会，从而提高传质效率；SBR反应器具有操作简单、对水质和水量变化有很好的适应性。合理确定生物反应器的规模，还应包括其空间结构考虑，以保证废水在反应器内的均匀分布及混合。合理控制运行条件也是提高处理效果的重要方面，需要根据进水水质情况及处理要求，优化控制温度、ph、溶解氧等运行条件。一般来说，多数微生物的代谢活性在温度为25-35之间，控制温度在此范围，可以提高微生物的活性；合理控制溶解氧浓度对于好氧处理过程非常重要，可以保证微生物的正常生长代谢，进而提高污染物处理效率。

结束语：本研究通过对化工制药废水生化处理工艺改进及污染物去除技术的探索与实践，通过对原有生化处理工艺的分析改进以及通过先进处理技术的探索实践，取得了一定的进展。改进后的生化处理工艺，应用于化工制药废水处理，对各类污染物的处理效果有了一定的提高，能够满足日趋严格的环保排放要求。

参考文献

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