随着医药行业的迅速发展,制药工业产生的废水量日益增加,这些废水成分复杂、污染物浓度高且含有大量有毒有害物质,若未经有效处理直接排放,将对环境造成严重污染。山西作为我国重要的医药产业基地之一,制药污水的净化处理成为亟待解决的环境问题。聚丙烯酰胺钾盐作为一种高效的水处理剂,在山西制药污水废水净化处理中发挥着至关重要的作用。
一、聚丙烯酰胺钾盐的特性与优势
聚丙烯酰胺钾盐是一种水溶性高分子聚合物,具有独特的物理化学性质。其分子链上含有多种活性基团,能够通过电中和、吸附、桥联等多种作用机制与废水中的悬浮颗粒、胶体物质以及溶解性污染物发生反应。相较于传统的无机絮凝剂,聚丙烯酰胺钾盐具有用量少、产生污泥量小、适用pH范围广等显著优势,尤其在处理高浓度、难降解的制药废水时,更能凸显其高效性和稳定性。
1. 电中和作用
制药废水中往往含有带负电荷的胶体粒子和溶解性有机物,这些物质在水中呈现稳定的分散状态,难以自然沉降去除。聚丙烯酰胺钾盐中的阳离子基团能够与废水中的负电荷物质发生电中和反应,使胶体粒子失去稳定性,从而为后续的凝聚和絮凝过程创造有利条件。
2. 吸附架桥作用
该物质的高分子链结构使其能够在不同颗粒间起到吸附架桥的作用。通过分子链上的活性基团与多个颗粒表面发生吸附,将分散的微小颗粒连接在一起,形成较大的絮状体,进而便于通过沉淀或气浮等方式从水中分离出来。这种吸附架桥作用对于去除制药废水中的细小悬浮物和部分溶解性有机物具有显著效果。
3. 良好的水溶性和适应性
聚丙烯酰胺钾盐具有良好的水溶性,能够快速溶解并均匀分散在废水中,迅速发挥其絮凝作用。同时,它对各种水质条件具有较好的适应性,在不同温度、pH值以及离子强度的废水环境中均能保持一定的处理效果,这为其在复杂多变的制药废水处理中的应用提供了有力保障。
二、在山西制药污水废水净化处理中的应用环节
1. 预处理阶段
制药生产过程中产生的原水通常含有高浓度的有机物、悬浮物以及部分重金属离子等污染物。在进入主要的生物处理或深度处理工序之前,采用聚丙烯酰胺钾盐进行预处理可以有效降低后续处理单元的负荷。例如,在调节池中加入适量的聚丙烯酰胺钾盐溶液,通过搅拌使其与废水充分混合,利用其电中和和吸附架桥作用,使废水中的大部分悬浮物和部分胶体物质聚集成较大的絮体并沉淀下来,从而减少后续生化处理过程中微生物受到的抑制作用,提高整个处理系统的稳定性和处理效率。
2. 生化处理阶段
经过预处理后的制药废水进入生化处理系统,如活性污泥法、生物膜法等。在生化处理过程中,聚丙烯酰胺钾盐同样发挥着重要作用。一方面,它可以作为微生物生长的载体,促进微生物的附着和增殖,提高生物处理的效果;另一方面,对于生化处理过程中产生的剩余污泥,聚丙烯酰胺钾盐可以进一步改善其脱水性能,使污泥更容易浓缩和脱水,减少污泥的处理量和处置成本。
3. 深度处理阶段
为了确保制药废水达标排放或满足回用要求,通常还需要进行深度处理,如混凝沉淀、过滤、消毒等工艺。在混凝沉淀环节,聚丙烯酰胺钾盐作为高效的混凝剂,能够进一步去除废水中残留的细微悬浮物、胶体物质以及部分溶解性有机物,使出水水质更加清澈透明,达到国家相关排放标准或企业回用标准。
三、应用效果与案例分析
1. 某山西制药企业废水处理案例
[具体企业名称]是一家位于山西的大型制药企业,主要生产化学合成药物和生物制药产品。该企业的制药废水具有水量大、水质复杂、污染物浓度高等特点,其中化学需氧量(COD)高达数千毫克每升,悬浮物(SS)含量也在几百毫克每升以上,且废水中含有多种难降解的有机溶剂和药物中间体。
在引入聚丙烯酰胺钾盐进行废水处理之前,该企业一直采用传统的物理化学处理方法,但处理效果不理想,出水水质难以稳定达标。后来,企业对其废水处理工艺进行了升级改造,在原有处理流程的基础上增加了聚丙烯酰胺钾盐投加系统。经过一段时间的运行调试和优化,取得了显著的处理效果。
- COD去除率提高:通过合理控制聚丙烯酰胺钾盐的投加量和反应条件,废水中的COD去除率得到了明显提升。从原来的不足60%提高到了85%以上,有效地降低了废水中有机物的含量,减轻了对受纳水体的环境压力。
- SS去除效果显著:聚丙烯酰胺钾盐的加入使废水中的悬浮物能够快速凝聚成较大的絮体并沉淀下来,SS去除率从原来的70%左右提高到了95%以上,出水的悬浮物含量大幅降低,提高了水质的澄清度。
- 污泥脱水性能改善:在生化处理过程中产生的剩余污泥经过聚丙烯酰胺钾盐的调理后,污泥的脱水性能得到了显著改善。污泥的含水率从原来的90%以上降低到了80%以下,大大减少了污泥的体积和重量,降低了污泥的处理成本和运输难度。
2. 经济效益与环境效益分析
- 经济效益:采用聚丙烯酰胺钾盐进行制药废水处理,虽然增加了一定的药剂成本,但由于其高效的处理效果,减少了废水排放超标的风险,避免了可能面临的环保罚款和法律责任。同时,通过提高污泥脱水性能,降低了污泥处理成本和运输费用,综合起来,企业的经济效益得到了显著提升。据估算,该企业在应用聚丙烯酰胺钾盐后,每年可节省废水处理成本和污泥处置成本数百万元。
- 环境效益:聚丙烯酰胺钾盐的应用有效地减少了制药废水中的污染物排放量,降低了对周边环境的污染风险。经过处理后的废水达标排放或回用,有助于保护当地的水资源环境,维护生态平衡,促进经济社会的可持续发展。此外,污泥脱水性能的改善也减少了污泥随意堆放和处置不当带来的二次污染问题。
四、应用中存在的问题及解决措施
1. 药剂选型与投加量的确定
不同的制药企业由于生产工艺和废水水质的差异,对聚丙烯酰胺钾盐的类型和投加量要求也各不相同。在实际应用中,需要根据废水的性质、污染物成分以及处理工艺等因素,通过小试、中试等试验手段,筛选出合适的聚丙烯酰胺钾盐型号,并确定理想的投加量。同时,要建立完善的药剂投加控制系统,根据废水流量和水质的变化实时调整药剂投加量,以确保处理效果的稳定性和经济性。
2. 与其他处理工艺的兼容性
聚丙烯酰胺钾盐在应用过程中需要与其他污水处理工艺相配合,如酸碱调节、生物处理、消毒等。如果药剂与其他工艺环节不兼容,可能会影响整个处理系统的正常运行。因此,在选择和应用聚丙烯酰胺钾盐时,需要充分考虑其与其他处理工艺的兼容性,必要时进行相应的工艺调整和优化。
3. 药剂质量与供应稳定性
市场上聚丙烯酰胺钾盐的产品质量参差不齐,部分劣质产品可能会导致处理效果不佳甚至对环境造成负面影响。因此,制药企业在选择药剂供应商时,应严格把关产品质量,选择具有良好信誉和资质的生产厂家,并签订长期稳定的供应合同,确保药剂的质量和供应稳定性。
总之,聚丙烯酰胺钾盐在山西制药污水废水净化处理中具有广阔的应用前景和重要的现实意义。通过充分发挥其独特的物理化学特性和优势,结合科学合理的工艺设计和运行管理,能够有效提高制药废水的处理效果,实现经济效益和环境效益的双赢。然而,在实际应用过程中,还需要不断探索和解决存在的问题,进一步优化和完善其在制药废水处理中的应用技术,为山西乃至全国的制药行业可持续发展提供有力的技术支持和保障。