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1、第十章 制药工业和环境保护第十章 制药工业和环境保护 10.1概述 10.2污染防治措施 10.3废水处理技术 10.4废气处理技术 10.5废渣处理技术 10.6噪声控制技术10.1概述10.1.1环境保护重要性境是人类赖以生存和社会经济可持续发展客观条件和空间。随着现代工业高速发展,环境保护问题已引起人们极大关注。环境污染直接威胁人类生命和安全,也影响了经济顺利发展,成为严重社会问题。 我国目前粗放型经济格局和经济持续高速发展,造成了能源和资源消耗强度过大,加上人们对环境污染严重性认识不足,致使我国工业污染治理远远落后于工业生产发展。 面对日益严重环境污染,传统先污染后治理治污方案往往难以
2、奏效,必须采取切实可行措施,走高科技、低污染跨越式产业发展之路,治理和保护好环境,促进我国经济可持续发展。10.1.2我国防治污染方针政策 我国先后完善和颁布了环境保护法、大气污染防治法、水污染防治法、海洋环境保护法、固体废物污染环境防治法、环境噪声污染防治法以及和各种法规相配套行政、经济法规和环境保护标准,基本形成了一套完整环境保护法律体系。 所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方环境保护法规,采取切实有效措施,限期解决污染问题。 凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本建设项目环境管理办法规定,切实执行环境评价报告制度和“三同时”制度,做到先评价,后建设,环保设施和主体工程同时设计、同时施
3、工、同时投产,防止发生新污染。 在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污染集中控制和污染限期治理等制度。10.1.3制药工业污染特点和现状 10.1.3.1制药工业污染特点 1、数量少、组分多、变动性大 2、间歇排放 3、pH值不稳定 4、化学需氧量高10.1.3.2我国制药工业污染现状 全国药厂废气每年排放量109m3,含有害物质105t。 全国药厂废水每天排放量5105m3,。 全国药厂废渣每年排放量105t。 条件好厂家已达二级处理水平,大部分污染得到妥善处理。 但有相当数量厂家仅是一级处理,有甚至未作到清污分流。10.2污染防治措施10.2.1采
4、用绿色生产工艺 绿色生产工艺是针对生产过程主要环节和组分,重新设计少污染或无物染生产工艺,并通过改进操作方法、优化操作参数等措施,实现过程节能、降耗、消除或减少环境污染目标。 绿色生产工艺从源头上消除污染,为最理想污染防治方法。1、重新设计少污染或无污染生产工艺l 重新设计药品生产工艺时应尽可能选用无毒或低毒原辅材料来代替有毒或剧毒原辅材料,以降低或消除污染物毒性。如在氯霉素合成中,原来采用氯化高汞作催化剂制备异丙醇铝,后改用三氯化铝代替氯化高汞作催化剂,从而彻底解决了令人棘手汞污染问题。 在药物合成中,重新设计生产工艺时,简化合成步骤,可以减少污染物种类和数量,从而减轻处理系统负担,有利于环
5、境保护。 布洛芬生产就是一个很好例子。原采用Boot公司Brown合成方法(六步)BHC公司发明了生产布洛芬新方法(三步) 该工艺废物量可减少37%,BHC公司获1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”变更合成路线奖。 设计无污染绿色生产工艺是消除环境污染根本措施。如苯甲醛传统合成路线是通过二氯代苄水解而得:甲苯侧链氯化,得到以亚苄基二氯为主产物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。该工艺在生产过程中不仅要产生大量需治理废水,而且由于有伴随光和热大量氯气参和反应,因此,对周围环境将造成严重污染。 现可采用间接电氧化法,整个工艺过程无污染物排放,是一条绿色生产工艺。 该工艺中油水两相分别构成闭路循环
6、,无污染排放2、优化工艺参数 对化学反应工艺参数进行优化,获得最佳工艺条件,是减少或消除污染一个重要手段。例如乙酰苯胺硝化反应 原工艺是将乙酰苯胺溶于硫酸中,再加混酸进行硝化。后经研究发现,乙酰苯胺硫酸溶液中硫酸浓度已足够高,混酸中硫酸可以省去。这样不但节省了大量硫酸,而且大大减轻了污染物处理负担。3、改进操作方法 生产工艺已经确定,可从改进操作方法入手,减少或消除污染物形成。 如广谱抗菌药氟哌酸合成中对氯硝基苯氟化反应,将原工艺二甲基亚砜溶剂改为环丁砜溶剂,可避免废水生成。4、采用新技术 使用新技术不仅能显著提高生产技术水平,而且有时也十分有利于污染物防治和环境保护。如在抗生素类药物4-乙酰
7、胺基哌啶醋酸盐合成中,原工艺采用铁粉还原硝基氧化吡啶制备4-氨基吡啶,现采用催化加氢还原技术,既简化了工艺操作,又消除了环境污染。 苯乙酸是合成青霉素等药物重要中间体。目前工业上仍以苯乙腈水解来制备,而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸反应来合成。现在通过苄氯羰化合成苯乙酸已经获得成功: 上述合成路线不仅经济,而且避免使用剧毒氰化物,减少了对环境危害10.2.2循环套用 药物合成反应往往不能进行得十分完全,且多存在副反应,产物也不可能从反应混合物中完全分离出来,因此分离母液中常含有一定数量未反应原料、副产物和产物。通过工艺设计实现反应母液循环套用或经适当处理后套用,这不仅降低了原辅材料消耗,提高了产品收
8、率,而且减少了环境污染。 例如,氯霉素合成中乙酰化反应母液循环套用。将母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一批反应,从而革除了蒸发、结晶、过滤等操作,且降低了原料消耗量,提高了产物收率,减少了废水处理量。 又如,甲氧苄氨嘧啶氧化反应是将三甲氧基苯甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血盐钾(铁氰化钾)氧化,得到三甲氧基苯甲醛,同时副产物黄血盐钾氨(亚铁氰化钾氨)溶解在母液中。黄血盐钾氨分子内含有氰基,需处理后方可随母液排放。后对含黄血盐钾氨母液进行适当处理,再用高锰酸钾氧化,使黄血盐钾氨转化为原料赤血盐钾,所得赤血盐含量在13%以上,可套用于氧化反应中。 将反应母液循环套用,可显著地减少环境污染。若设计得当,则
9、可构成一个闭路循环,是一个理想绿色生产工艺。除了母液可以循环套用外,药物生产中大量使用各种有机溶剂,均应考虑循环套用,以降低单耗,减少环境污染。其它如催化剂、活性炭等经过处理后也可考虑反复使用。 化学制药过程中产生废弃物也是一种“资源”,从排放废弃物中回收有价值物料,开展综合利用,是控制污染一个积极措施。 例如,氯霉素生产中副产物邻硝基乙苯,是重要污染物之一,将其制成杀草安,就是一种优良除草剂。 又如,叶酸合成中丙酮氯化反应: 反应过程中放出大量氯化氢废气,直接排放将对环境造成严重污染。经用水和液碱吸收后,既消除了氯化氢气体造成污染,又可回收得到一定浓度盐酸。 再如,对氯苯酚是制备降血脂药安妥
10、明主要原料,其生产过程中副产物邻氯苯酚是重要污染物之一,将其制成2,6-二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯灭痛原料。10.2.4改进生产设备,加强设备管理 改进生产设备,加强设备管理是药品生产中控制污染源、减少环境污染又一个重要途径。 设备选型合理、设计得当,可提高原料转化率和产物选择性,减少污染物数量。 加强设备管理,提高设备、管道严密性,使系统少排或不排污染物,减少环境污染。9.3.废水处理技术药厂产生污染物中,废水数量最大,种类最多,危害最重。是药厂污染物无害化处理重点和难点。9.3.1废水污染控制指标 9.3.1.1基本概念 1、水质指标 是表征废水性质参数。比较重要有:pH、悬浮物(SS)
11、、生化需氧量(BDO)、化学需氧量(CDO)等。 pH值 反映废水酸碱性强弱重要指标。处理后废水应呈中性或接近中性。 悬浮物 指废水中呈悬浮状态固体,是反映水中固体物质含量一个常用指标,可用过滤法测定,单位为mgL-1。 生化需氧量 指在一定条件下,微生物氧化分解水中有机物时所需溶解氧量,单位为mgL-1。微生物分解有机物速度和程度和时间有直接关系。实际工作中,常在20oC条件下,将废水培养5日,然后测定单位体积废水中溶解氧减少量,即5日生化需氧量作为生化需氧量指标,以BOD5表示。BOD反映了废水中可被微生物分解有机物总量,其值越大,表示水中有机物越多,水体被污染程度也就越高。 化学需氧量
12、是指在一定条件下,用强氧化剂氧化废水中有机物所需氧量,单位为mgL-1。我国废水检验标准规定以重铬酸钾作氧化剂,标记为CODCr。COD和BOD均可表征水被污染程度,但COD能够更精确地表示废水中有机物含量,而且测定时间短,不受水质限制,因此常被用作废水污染指标。COD和BOD之差表示废水中没有被微生物分解有机物含量。2、清污分流 清污分流是指将清水(如间接冷却用水、雨水和生活用水等)和废水(如制药生产过程中排出各种废水)分别用各自不同管路或渠道输送、排放或贮留,以利于清水循环套用和废水处理。采取清污分流,不仅可以节约大量清水,而且可大幅度降低废水量,提高废水浓度,从而大大减轻废水输送负荷和治
13、理负担。 除清污分流外,还应将某些特殊废水和一般废水分开,以利于特殊废水单独处理和一般废水常规处理。3、废水处理级数 分为一级、二级和三级处理 一级处理 通常是采用物理方法或简单化学方法除去水中漂浮物和部分处于悬浮状态污染物,以及调节废水pH值等。在大多数场合,废水经一级处理后仍达不到国家规定排放标准,常作为废水预处理。 二级处理 主要指生物处理法。二级处理适用于处理各种含有机污染物废水。废水经二级处理后,BOD5可降至2030mgL-1,水质一般可以达到规定排放标准。 三级处理 是一种净化要求较高处理,目是除去二级处理中未能除去污染物,包括不能被微生物分解有机物、可导致水体富营养化可溶性无机
14、物(如氮、磷等)以及各种病毒、病菌等。三级处理所使用方法很多,如过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透以及生物法脱氮除磷等。废水经三级处理后,BOD5可从2030mgL-1降至5mgL-1以下,可达到地面水和工业用水水质要求。9.3.1.2废水污染控制指标 国家污水综合排放标准按污染物对人体健康影响程度,将污染物分为两类。1、第一类污染物 指能在环境或生物体内积累,对人体健康产生长远不良影响污染物。国家污水综合排放标准中规定此类污染物有9种,即总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(a)芘。含有这一类污染物废水,不分行业和排放方式,也不分受纳水体功能差别,一律在
15、车间或车间处理设施排出口取样,其最高允许排放浓度必须符合表10-l中规定。表10-1 第一类污染物最高允许排放浓度 单位:mgL-12、第二类污染物 指其长远影响小于第一类污染物。在国家污水综合排放标准中规定有pH值、化学需氧量、生化需氧量、色度、悬浮物、石油类、挥发性酚类、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯类、苯胺类等共20项。含有第二类污染物废水在排污单位排出口取样,根据受纳水体不同,执行不同排放标准。表10-2 第二类污染物最高允许排放浓度 单位:mg L-1 按地面水域使用功能要求和排放去向,对向地面水域和城市下水道排放废水分别执行一、二、三级标准。对特殊保护水域及重点保护水域,如生活用水
16、水源地、重点风景名胜和重点风景游览区水体、珍贵鱼类及一般经济渔业水域等执行一级标准;对一般保护水域,如一般工业用水区、景观用水区、农业用水区、港口和海洋开发作业区等执行二级标准对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理污水执行三级标准;对排入未设置二级污水处理厂城镇污水,必须根据下水道出水受纳水体功能要求,分别执行一级或二级标准。9.3.2废水处理基本方法 废水处理技术很多,按作用原理一般可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。 物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态污染物分离出来,在分离过程中不改变其化学性质,如沉降、气浮、过滤、离心、蒸发、浓缩等。物理法常用于废水一级处理。 化学法
17、是利用化学反应原理来分离、回收废水中各种形态污染物,如中和、凝聚、氧化和还原等。化学法常用于有毒、有害废水处理,使废水达到不影响生物处理条件。 物理化学法是综合利用物理和化学作用除去废水中污染物,如吸附法、离子交换法和膜分离法等。近年来,物理化学法处理废水已形成了一些固定工艺单元,得到了广泛应用。 生物法是利用微生物代谢作用,使废水中呈溶解和胶体状态有机污染物转化为稳定、无害物质,如H2O和CO2等。生物法能够去除废水中大部分有机污染物,是常用二级处理法。9.3.3生物法处理废水技术1、基本原理(1)好氧生物处理 是在有氧条件下,利用好氧微生物作用将废水中有机物分解为CO2和H2O,并释放出能
18、量代谢过程。有机物(CxHyOz)在氧化过程中脱出氢是以氧作为受氢体,如下式所示: 好氧生物法处理有机废水,基本上没有臭气产生,所需处理时间比较短,在适宜条件下,有机物生物去除率一般在8090%左右,有时可达95%以上。因此,好氧生物法已在有机废水处理中得到了广泛应用,活性污泥法、生物滤池、生物转盘等都是常见好氧生物处理法。好氧生物法缺点是对于高浓度有机废水,要供给好氧生物所需氧气(空气)比较困难,需先用大量水对废水进行稀释,且在处理过程中要不断地补充水中溶解氧,从而使处理成本较高。(2)厌氧生物处理 厌氧生物处理是在无氧条件下,利用厌氧微生物,主要是厌氧菌作用,来处理废水中有机物。厌氧生物处
19、理中受氢体不是游离氧,而是有机物或含氧化合物,如SO42-、NO3-、NO2-和CO2等。因此,最终代谢产物不是简单CO2和H2O,而是一些低分子有机物、CH4、H2S和NH4+等。 厌氧生物处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌联合作用来完成。厌氧生物处理过程可粗略地分为水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。 厌氧生物处理过程中不需要供给氧气(空气),故动力消耗少,设备简单,并能回收一定数量甲烷气体作为燃料,因而运行费用较低。目前,厌氧生物法主要用于中、高浓度有机废水处理,也可用于低浓度有机废水处理。该法缺点是处理时间较长,处理过程中常有硫化氢或其它一些硫化物生成,硫化氢和
20、铁质接触就会形成黑色硫化铁,从而使处理后废水既黑又臭,需要进一步处理。2、生物处理对水质要求 (1)温度 温度是影响微生物生长繁殖一个重要外界因素。当温度过高时,微生物会发生死亡;而温度过低时,微生物代谢作用将变得非常缓慢,活力受到限制。一般地,好氧生物处理水温宜控制在20400C。而厌氧生物处理水温和各种产甲烷菌适宜温度条件有关,其适宜水温可分别控制在10300C、35380C和50550C。(2)pH值 微生物生长繁殖都有一定pH值条件。pH值不能突然变化很大,否则将使微生物活力受到抑制,甚至造成微生物死亡。对好氧生物处理,废水pH值宜控制在69范围内;对厌氧生物处理,废水pH值宜控制在6
21、.57.5范围内。 微生物在生活过程中常常由于某些代谢产物积累而使周围环境pH值发生改变。因此,在生物处理过程中常加入一些廉价物质(如石灰等)调节废水pH值。(3)营养物质 微生物生长繁殖需要多种营养物质,如碳源、氮源、无机盐及少量维生素等。生活废水中具有微生物生长所需全部营养,而某些工业废水中可能缺乏某些营养。当废水中缺少某些营养成分时,可按所需比例投加所缺营养成分或加入生活污水进行均化,以满足微生物生长所需各种营养物质。(4)有毒物质 废水中凡对微生物生长繁殖有抑制作用或杀害作用化学物质均为有毒物质。有毒物质使细菌细胞正常结构遭到破坏以及使菌体内酶变质,并失去活性。 废水中常见有毒物质包括
22、大多数重金属离子(铅、镉、铬、锌、铜等)、某些有机物(酚、甲醛、甲醇、苯、氯苯等)和无机物(硫化物、氰化物等) 。不同种类微生物对毒物忍受程度不同,对废水进行生物处理时,应具体情况,具体分析,必要时可通过实验确定有毒物质最高允许浓度。(5)溶解氧 好氧生物处理需在有氧条件下进行,溶解氧不足将导致处理效果明显下降,因此,一般需从外界补充氧气(空气)。实践表明,对于好氧生物处理,水中溶解氧宜保持在24mgL-1左右,如出水中溶解氧不低于1mgL-1,则可以认为废水中溶解氧已经足够。而厌氧微生物对氧气很敏感,当有氧气存在时,它们就无法生长。因此,在厌氧生物处理中,处理设备要严格密封,隔绝空气。(6)
23、有机物浓度 在好氧生物处理中,废水中有机物浓度不能太高,否则会增加生物反应所需氧量,容易造成缺氧,影响生物处理效果。而厌氧生物处理是在无氧条件下进行,因此,可处理较高浓度有机废水。此外,废水中有机物浓度不能过低,否则会造成营养不良,影响微生物生长繁殖,降低生物处理效果。3、好氧生物处理法(1)活性污泥法 活性污泥是由好氧微生物(包括细菌、微型动物和其它微生物)及其代谢和吸附有机物和无机物组成生物絮凝体,具有很强吸附和分解有机物能力。活性污泥制备可在一含粪便污水池中连续鼓入空气(曝气)以维持污水中溶解氧,经过一段时间后,由于污水中微生物生长和繁殖,逐渐形成褐色污泥状絮凝体,这种生物絮凝体即为活性
24、污泥,其中含有大量微生物。 活性污泥法处理工业废水,就是让这些生物絮凝体悬浮在废水中形成混合液,使废水中有机物和絮凝体中微生物充分接触。废水中呈悬浮状态和胶态有机物被活性污泥吸附后,在微生物细胞外酶作用下,分解为溶解性小分子有机物。溶解性有机物进一步渗透到细胞体内,通过微生物代谢作用而分解,从而使废水得到净化。1)活性污泥性能指标 衡量活性污泥数量和性能好坏指标主要有污泥浓度、污泥沉降比(SV)和污泥容积指数(SVI)等。 污泥浓度 指1L混合液中所含悬浮固体(MLSS)或挥发性悬浮固体(MLVSS)量,单位为gL-1或mgL-1。其值可间接地反映混合液中所含微生物数量。 污泥沉降比 指一定量
25、曝气混合液静置30min后,沉淀污泥和原混合液体积百分比。可反映正常曝气时污泥量以及污泥沉淀和凝聚性能。性能良好活性污泥,其沉降比一般在l520%范围内。污泥容积指数 又称污泥指数,指一定量曝气混合液静置30min后,1g干污泥所占有沉淀污泥体积,单位为mLg-1。污泥指数计算方法为 污泥指数是反映活性污泥松散程度指标。SVI值过低,说明污泥颗粒细小紧密,无机物较多,缺乏活性;反之,SVI值过高,说明污泥松散,难以沉淀分离,有膨胀趋势或已处于膨胀状态。多数情况下,SVI值宜控制在50100mLg-1之间。2)活性污泥法基本工艺流程 图10-2 活性污泥法基本工艺流程 1-初次沉淀池;2-曝气池
26、;3-二次沉淀池;4-再生池3)常用曝气方式 其中普通曝气法是最基本曝气方法,其它方法都是在普通曝气法基础上逐步发展起来。我国应用较多是完全混合曝气法。普通曝气法 该法工艺流程如图10-2所示。废水和回流污泥从曝气池一端流入,净化后废水由另一端流出。曝气池进口处有机物浓度较高,生物反应速度较快,需氧量较大。随着废水沿池长流动,有机物浓度逐渐降低,需氧量逐渐下降。而空气供给常常沿池长平均分配,故供应氧气不能被充分利用。普通曝气法可使废水中有机物生物去除率达到90%以上,出水水质较好,适用于处理要求高而水质较为稳定废水 。逐步曝气法完全混合曝气法纯氧曝气法纯氧曝气特点是水中溶解氧增加,可达610m
27、gL-1,氧利用率由空气曝气法410%提高到8595%。高浓度溶解氧可使污泥保持较高活性和浓度,从而提高废水处理效率。当曝气时间相同时,纯氧曝气法和空气曝气法相比,有机物生物去除率和化学去除率可分别提高3%和5%,而且降低了成本。 纯氧曝气法土建要求较高,而且必须有稳定价廉氧气。此外,废水中不能含有酯类,否则有发生爆炸危险。深井曝气法4)剩余污泥处理 污泥脱水方法主要有: 沉淀浓缩法 利用重力作用自然浓缩,脱水程度有限。 自然晾晒法 将污泥在场地上铺成薄层日晒风干。此法占地大、卫生条件差,易污染地下水,同时易受气候影响,效率较低。 机械脱水法 如真空吸滤法、压滤法和离心法。此法占地少、效率高,
28、但运行费用也高。污泥处理方法 脱水后污泥可采取以下几种方法进行最终处理。 焚烧 作建筑材料掺合物 作肥料 繁殖蚯蚓 (2)生物膜法生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化废水中有机物并同废水进行物质交换,从而使废水得到净化另一种好氧生物处理法。生物膜不同于活性污泥悬浮于废水中,它是附着于固体介质(滤料)表面上一层粘膜。根据处理方式和装置不同, 可分为生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法和流化床生物膜法等。1)净化原理2)生物滤池工艺流程 生物滤池处理有机废水工艺流程如图10-7所示。生物滤池负荷生物滤池负荷有水力负荷和有机物负荷两种。水力负荷是指单位体积滤料或单位滤池面积每天处理废水量,单位为m3m-
29、3d-1或m3m-2d-1,后者又称为滤率。 有机物负荷是指单位体积滤料每天可除去废水中有机物量(BOD5),单位为 kgm-3d-1。根据承受废水负荷大小,生物滤池可分为普通生物滤池(低负荷生物滤池)和高负荷生物滤池。两种生物滤池工作指标如表10-3所示。表10-3 生物滤池符合值普通生物滤池塔式生物滤池 在普通生物滤池基础上发展起来新型高负荷生物滤池。塔式生物滤池高度可达824m,直径一般为13.5m。这种形如塔式滤池,抽风能力较强,通风效果较好。由于滤池较高,废水和空气及生物膜接触非常充分,水力负荷和有机物负荷均大大高于普通生物滤池。同时塔式生物滤池占地面积较小,基建费用较少,操作管理比
30、较方便。3)生物转盘法 生物转盘是一种从传统生物滤池演变而来新型膜法废水处理设备,其工作原理和生物滤池基本相同,但结构形式却完全不同。 生物转盘法既可处理BOD510000mgL-1高浓度有机废水,又可处理BOD510mgL-1低浓度有机废水。但生物转盘法适应性较差,生物转盘一旦建成后,很难通过调整其性能来适应进水水质变化或改变出水水质。4)生物流化床生物流化床主要由床体、载体和分布器等组成。床体通常为一圆筒形塔式反应器,其内装填一定高度无烟煤、焦炭、活性炭或石英砂等。分布器是生物流化床关键设备,其作用是使废水在床层截面上均匀分布。4、厌氧生物处理法 废水厌氧生物处理是环境工程和能源工程中一项
31、重要技术。农村广泛使用沼气池,就是利用厌氧生物处理原理进行工作。和好氧生物处理相比,厌氧生物处理具有能耗低(不需充氧)、有机物负荷高、氮和磷需求量小、剩余污泥产量少且易于处理等优点,不仅运行费用较低,而且可以获得大量生物能沼气。多年来,结合高浓度有机废水特点和处理经验,人们开发了多种厌氧生物处理工艺和设备。(1)传统厌氧消化池(2)厌氧接触法 可直接处理含悬浮物较多废水。3)上流式厌氧污泥床 可直接处理含悬浮物较多废水10.3.4各类制药废水处理 1、含悬浮物或胶体废水 废水中所含悬浮物一般可通过沉淀、过滤或气浮等方法除去。气浮法原理是利用高度分散微小气泡作为载体去粘附废水中悬浮物,使其密度小
32、于水而上浮到水面,从而实现固液分离。 也可采用直接蒸汽加热、加入无机盐等,使悬浮物聚集沉淀或上浮分离。对于极小悬浮物或胶体,则可用混凝法或吸附法处理 除去悬浮物和胶体废水若仅含无毒无机盐类,一般稀释后即可直接排入下水道。若达不到国家规定排放标准,则需采用其它方法进一步处理。 从废水中除去悬浮物或胶体可大大降低二级处理负荷,且费用一般较低,是一种常规废水预处理方法。2、酸碱性废水 化学制药过程中常排出各种含酸或碱废水,其中以酸性废水居多,直接排放不仅会造成排水管道腐蚀和堵塞,而且会污染环境和水体。对于浓度较高酸性或碱性废水应尽量考虑回收和综合利用。 回收后剩余废水或浓度较低、不易回收酸性或碱性废
33、水必须中和至中性。中和时应尽量使用现有废酸或废碱,若酸、碱废水互相中和后仍达不到处理要求,可补加药剂进行中和。若中和后废水水质符合国家规定排放标准,可直接排入下水道,否则需进一步处理。3、含无机物废水 制药废水中所含无机物通常为卤化物、氰化物、硫酸盐以及重金属离子等,常用处理方法有稀释法、浓缩结晶法和各种化学处理法。对于不含毒物又不易回收利用无机盐废水可用稀释法处理。较高浓度无机盐废水应首先考虑回收和综合利用。 对于含有氰化物、氟化物等剧毒物质废水一般可通过各种化学法进行处理。例如,用高压水解法处理高浓度含氰废水,去除率可达99.99%以上。 重金属在人体内可以累积,且毒性不易消除,所以含重金
34、属离子废水排放要求是比较严格。 废水中常见重金属离子包括汞、镉、铬、铅、镍等离子。 此类废水处理方法主要为化学沉淀法,即向废水中加入某些化学物质作为沉淀剂,使废水中重金属离子转化为难溶于水物质而发生沉淀,从而从废水中分离出来。 各类化学沉淀法中,尤以中和法(重金属离子转化为相应氢氧化物沉淀而除去)和硫化法(重金属离子转化为相应硫化物沉淀而除去)应用最为广泛。4、含有机物废水 有机废水处理优先考虑回收和综合利用。 有机废水无害化处理方法很多,可根据废水水质情况加以选用。对于易被氧化分解有机废水,一般可用生物处理法进行无害化处理。对于低浓度、不易被氧化分解有机废水,可用沉淀、萃取、吸附等物理、化学
35、或物理化学方法进行处理。对于浓度高、热值高、又难以用其它方法处理有机废水,可用焚烧法加进行处理。10.4废气处理技术 化学制药厂排出废气具有种类繁多、组成复杂、数量大、危害严重等特点。 对化学制药厂排放废气中污染物管理,主要执行工业“三废”排放标准(GB14-73),该标准规定了13类有害物质排放浓度。在评价污染源对外界环境影响时,可执行工业企业设计卫生标准(TJ36-79)中居住区大气中有害物质最高容许浓度规定;在评价大气污染物对车间空气影响时,可执行车间空气有害物质最高容许浓度规定(TJ36-79)。10.4.1含尘废气处理技术 化学制药厂排出含尘废气主要来自粉碎、碾磨、筛分等机械过程所产
36、生粉尘,以及锅炉燃烧所产生烟尘等。1、机械除尘 利用机械力(重力、惯性力、离心力)将固体悬浮物从气流中分离出来。2、洗涤除尘 用水或其他液体洗涤含尘气体进行除尘。3、过滤除尘 含尘气体通过多孔材料而将气体中尘粒截留下来,使气体得到净化。 对于粒径分布较广衬里多种除尘器组合使用可获较佳效果。某化学制药厂用沸腾干燥器干燥氯霉素成品,对排出气流进行净化处理流程见下图。10.4.2含无机物废气处理技术 化学制药厂排放废气中,常见无机污染物有氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氯气、氨气和氰化氢等。1、吸收装置2、吸收法处理无机废气示例 废气中常见无机污染物一般都可选择适宜吸收剂和吸收装置进行处理,并可
37、回收有价值副产。如用水吸收废气中氯化氢可获得一定浓度盐酸;用水或稀硫酸吸收废气中氨可获得一定浓度氨水或铵盐溶液;含氰化氢废气可先用水或液碱吸收,然后再用氧化、还原及加压水解等方法进行无害化处理;含二氧化硫、硫化氢、二氧化氮等酸性气体,一般可用氨水吸收。 药物合成中氯化、氯磺化等反应过程中都伴有一定量氯化氢尾气产生,回收利用并治理氯化氢尾气具有十分重要意义。10.4.3含有机废气处理技术1、冷凝法2、吸收法 选用适宜吸收剂和吸收流程,通过吸收法除去废气中所含有机污染物是处理含有机物废气有效方法。吸收法在处理含有机污染物废气中应用不如在处理含无机污染物废气中应用广泛,其主要原因是适宜吸收剂选择比较
38、困难。 吸收法可用于处理有机污染物含量较低或沸点较低废气,并可回收获得一定量有机化合物。 吸收法不宜处理有机污染物含量过低废气。3、吸附法4、燃烧法配焰燃烧炉催化燃烧法5、生物法 生物法处理废气原理是利用微生物代谢作用,将废气中所含污染物转化成低毒或无毒物质。10.5.废渣处理技术 药厂废渣是在制药过程中产生固体、半固体或浆状废物,是制药工业主要污染源之一。一般地,药厂废渣数量比废水、废气少,污染也没有废水、废气严重,但废渣组成复杂,且大多含有高浓度有机污染物,有些还是剧毒、易燃、易爆物质。因此,必须对药厂废渣进行适当处理,以免造成环境污染。 防治废渣污染应遵循“减量化、资源化和无害化”“三化
39、”原则。10.5.1回收和综合利用 废渣在无害化处理前,尽量考虑回收和综合利用,回收有价值资源。如由废钯-炭Cat制备氯化钯过程:10.5.2废渣处理技术 1、化学法 利用废渣所含污染物化学性质,通过化学反应将其转化为稳定、安全物质。 2、焚烧法 是一种高温处理和深度氧化综合工艺,可同时实现减量化、无害化和资源化。有机物化学除去率可达99.5。 回转炉废渣焚烧装置工艺流程见图10-31.3、热解法 在无氧或缺氧高温条件下,是废渣中大分子有机物裂解为可燃小分子燃料气体、油和固态碳等。其工艺流程见图10-32. 4、填埋法 将一时无法利用、无特殊危害废渣埋入土中,利用微生物长期分解作用而使其中有害
40、物质降解。 此外还有生物法、湿式氧化法等废渣处理方法。10.6噪声控制技术 10.5.1吸声 将多孔性吸声材料衬贴或悬挂在厂房内,当声波射至吸声材料表面时,可顺利进入其孔隙,使孔隙中空气和材料细纤维产生振动,由于摩擦和粘性阻力,声能转化为热能而被消耗掉从而使噪声降低。 吸声措施降噪量15dB,一般为410dB。10.5.2隔声 采用隔声材料或构件将噪声传播途径隔断,使其不能进入收声区域,从而起到降低受声区域噪声作用。 材料隔声能力可用透射系数表示工程上常用隔声量TL表示材料隔声能力10.5.3消声 为在进、排气口出装消声器控制气流噪声常用措施。10.5.4减震 避免刚性连接为减震消声基本方法。 噪声防治中,往往多种控噪技术综合使用。风机噪声防治示意图见图10-34。