聚氯化鋁在制藥工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究

        制藥工業(yè)廢水具有成分復(fù)雜、毒性大、難降解等特點，對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)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(xiàn)出優(yōu)勢。本文系統(tǒng)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(yīng)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(yōu)化應(yīng)用方案。研究結(jié)果表明，聚氯化鋁在pH 6-8范圍內(nèi)，投加量80-150mg/L時，對制藥廢水的COD  qu 除率可達(dá)75%以上，SS去 除率90%。文章分析了聚氯化鋁與其他技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)，為制藥廢水處理提供了經(jīng)濟的技術(shù)方案。

1. 引言

        制藥工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)，但其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有污染物濃度高、成分復(fù)雜、生物毒性強等特點。根據(jù)生產(chǎn)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(dá)5000-50000mg/L；(2)含有大量難降解有機物；(3)水質(zhì)波動大；(4)具有生物抑制性。傳統(tǒng)生物處理法對這類廢水處理效果有限，而化學(xué)混凝法因其適應(yīng)性強、效果穩(wěn)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(yōu)勢，在制藥廢水處理中表現(xiàn)出色。本文將從聚氯化鋁的特性、作用機理、應(yīng)用效果等方面，全面探討其在制藥廢水處理中的應(yīng)用價值。

 

2. 聚氯化鋁的特性及作用機理

2.1 聚氯化鋁的理化特性

聚氯化鋁的化學(xué)通式為[Al?(OH)?Cl???]?，其you效成分Al?O?含量可達(dá)28%-32%。與傳統(tǒng)鋁鹽相比，聚氯化鋁具有以下顯著優(yōu)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(wěn)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(fā)揮作用：

 

(1)電中和作用：聚氯化鋁水解產(chǎn)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(fù)電荷，破壞其穩(wěn)定性。

 

(2)吸附架橋作用：聚氯化鋁的長鏈高分子結(jié)構(gòu)可在顆粒間架橋連接，形成大尺寸絮體。

 

(3)網(wǎng)捕卷掃作用：形成的Al(OH)?沉淀物可網(wǎng)捕細(xì)小顆粒，實現(xiàn)深度凈化。

 

3. 聚氯化鋁在制藥廢水處理中的應(yīng)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(xué)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(shù)據(jù)顯示，在較佳條件下，SS去 除率可達(dá)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(xiàn)出良好的去 除效果：

 

抗sheng素類：如青霉素、四環(huán)素等，去 除率可達(dá)60%-70%

 

有機溶劑：如DMF、DMSO等，去 除率50%-60%

 

顯色物質(zhì)：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(jīng)測試，處理后廢水的發(fā)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(yīng)用優(yōu)化研究

4.1 工藝參數(shù)優(yōu)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(yīng)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(yù)處理后B/C比從0.2提升至0.4

 

后續(xù)生物處理效率提高30%

 

聚氯化鋁-膜分離組合：

 

出水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)

 

膜污染速率降低40%

5. 技術(shù)經(jīng)濟分析

與傳統(tǒng)處理工藝相比，聚氯化鋁混凝工藝具有明顯優(yōu)勢：

 

投資成本：降低20%-30%

 

運行費用：節(jié)省15%-25%

 

占地面積：減少40%

 

污泥產(chǎn)量：降低30%

 

6. 存在問題及發(fā)展趨勢

6.1 現(xiàn)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(yōu)化

 

自動化控制水平有待提高

 

6.2 發(fā)展趨勢

開發(fā)新型改性聚氯化鋁產(chǎn)品

 

優(yōu)化組合工藝

 

智能化控制系統(tǒng)研發(fā)

 

污泥資源化利用技術(shù)

 

7. 結(jié)論

聚氯化鋁在制藥廢水處理中表現(xiàn)出優(yōu)異的混凝性能，對COD、SS、色度等指標(biāo)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(dāng)?shù)臄嚢钘l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(yīng)性強等優(yōu)勢，在制藥廢水處理領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

 

        未來研究應(yīng)重點關(guān)注聚氯化鋁的改性優(yōu)化、組合工藝創(chuàng)新以及智能化控制等方面，以進(jìn)一步提升其在制藥廢水處理中的應(yīng)用效果。