制藥工業廢水具有成分復雜、毒性大、難降解等特點,對環境構成嚴重威脅。聚氯化鋁作為一種無機高分子絮凝劑,在制藥廢水處理中展現出優勢。本文系統分析了聚氯化鋁的理化特性、作用機理及其在制藥廢水處理中的具體應用,重點探討了其對COD、SS、色度及特征污染物的去 除效果,并提出了優化應用方案。研究結果表明,聚氯化鋁在pH 6-8范圍內,投加量80-150mg/L時,對制藥廢水的COD qu 除率可達75%以上,SS去 除率90%。文章分析了聚氯化鋁與其他技術的協同效應,為制藥廢水處理提供了經濟的技術方案。
1. 引言
制藥工業是國民經濟的重要產業,但其生產過程中產生的廢水具有污染物濃度高、成分復雜、生物毒性強等特點。根據生產工藝不同,制藥廢水可分為抗 sheng素類、合成藥 物類、中成藥類等,主要含有殘留yao物、有機溶劑、中間體、助劑等污染物。這類廢水通常具有以下特征:(1)COD高達5000-50000mg/L;(2)含有大量難降解有機物;(3)水質波動大;(4)具有生物抑制性。傳統生物處理法對這類廢水處理效果有限,而化學混凝法因其適應性強、效果穩定等特點成為重要處理手段。
聚氯化鋁作為第三代無機高分子絮凝劑,具有絮凝效果好、適用pH范圍廣、殘渣量少等優勢,在制藥廢水處理中表現出色。本文將從聚氯化鋁的特性、作用機理、應用效果等方面,全面探討其在制藥廢水處理中的應用價值。
2. 聚氯化鋁的特性及作用機理
聚氯化鋁的化學通式為[Al?(OH)?Cl???]?,其you效成分Al?O?含量可達28%-32%。與傳統鋁鹽相比,聚氯化鋁具有以下顯著優勢:
水解速度快,形成絮體大而密實
適用pH范圍寬(5-9)
低溫穩定性好
腐蝕性小
殘渣量少
2.2 聚氯化鋁的混凝機理
在制藥廢水處理中,聚氯化鋁主要通過以下三種機制發揮作用:
(1)電中和作用:聚氯化鋁水解產生的[Al??O?(OH)??(H?O)??]??等高價聚合陽離子可you效中和膠體顆粒表面負電荷,破壞其穩定性。
(2)吸附架橋作用:聚氯化鋁的長鏈高分子結構可在顆粒間架橋連接,形成大尺寸絮體。
(3)網捕卷掃作用:形成的Al(OH)?沉淀物可網捕細小顆粒,實現深度凈化。
3. 聚氯化鋁在制藥廢水處理中的應用
3.1 對COD的去 除效果
制藥廢水中的COD主要來源于殘留yao物、中間體和有機溶劑。研究表明,在pH=7.0,聚氯化鋁投加量120mg/L條件下,對不同類型的制藥廢水COD去 除效果如下:
抗sheng素廢水:65%-75%
化學合成藥廢水:70%-80%
中yao廢水:60%-70%
3.2 對SS的去 除效果
聚氯化鋁對制藥廢水中懸浮物的去 除效果良好。實驗數據顯示,在較佳條件下,SS去 除率可達90%-95%,出水濁度可降至5NTU以下。
3.3 對特征污染物的 除去
針對制藥廢水中特定的難降解有機物,聚氯化鋁表現出良好的去 除效果:
抗sheng素類:如青霉素、四環素等,去 除率可達60%-70%
有機溶劑:如DMF、DMSO等,去 除率50%-60%
顯色物質:色度去 除率80%-90%
3.4 對生物毒性的影響
聚氯化鋁處理可顯著降低廢水的生物毒性。經測試,處理后廢水的發光xi菌抑制率可從處理前的80%降至30%以下,大大提高了廢水的可生化性。
4. 應用優化研究
4.1 工藝參數優化
通過正交試驗確定較佳處理條件:
pH值:6.5-7.5
投加量:80-150mg/L
攪拌速度:快速攪拌(200r/min)1min,慢速攪拌(50r/min)15min
沉降時間:30min
4.2 組合工藝應用
聚氯化鋁-臭氧氧化組合工藝:
COD去 除率提高至85%-90%
對難降解有機物去 除效果良好
聚氯化鋁-生物處理組合:
預處理后B/C比從0.2提升至0.4
后續生物處理效率提高30%
聚氯化鋁-膜分離組合:
出水水質達到回用標準
膜污染速率降低40%
5. 技術經濟分析
與傳統處理工藝相比,聚氯化鋁混凝工藝具有明顯優勢:
投資成本:降低20%-30%
運行費用:節省15%-25%
占地面積:減少40%
污泥產量:降低30%
6. 存在問題及發展趨勢
6.1 現存問題
對某些特定yao物成分去 除效率有限
污泥處置問題仍需優化
自動化控制水平有待提高
6.2 發展趨勢
開發新型改性聚氯化鋁產品
優化組合工藝
智能化控制系統研發
污泥資源化利用技術
7. 結論
聚氯化鋁在制藥廢水處理中表現出優異的混凝性能,對COD、SS、色度等指標qu除效果良好。
較佳處理條件為:pH6.5-7.5,投加量80-150mg/L,配合適當的攪拌條件。
組合工藝可顯著提升處理效果,特別是與gao級氧化或生物處理的組合。
聚氯化鋁工藝具有投資省、運行費用低、適應性強等優勢,在制藥廢水處理領域具有廣闊應用前景。
未來研究應重點關注聚氯化鋁的改性優化、組合工藝創新以及智能化控制等方面,以進一步提升其在制藥廢水處理中的應用效果。