活性物的彻底降解

OP高级氧化技术处理活性污水的成功案例

文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:11 发布时间:2019-03-20
污水中的活性物质、代谢物和生物杀灭剂等残留物一直是热门话题,要清除污水中的这些残留物需要付出大量时间和代价。是否能将有毒物质转化为无毒物质?将难以降解的物质转化成可生物利用的呢?AOP高级氧化技术解决了这一问题。
活性物的彻底降解

在污水中,高活性的有机物质,例如药物活性成分、生物杀灭剂、杀虫剂及其代谢物等,愈发成为公众关注的焦点问题。在制药和化学品的生产中会产生有害的漂洗水和污水,而这类污水的净化处理相当困难。因为有些有害物质很难或者不能通过生物降解去除掉。许多情况下,工厂只能通过加热、焚烧来处理,而这又需要很高的成本。物理的处理方法,例如膜过滤技术或者活性炭技术等,都费时费力且费用昂贵。因此就需要一种能够经济的净水方法。

AOP高级氧化技术是一种对污水中所含污物进行浓缩预处理的解决方案。这是一种氧化技术,会形成像羟基自由基的高活性化合物。高级氧化处理过程中,难以降解的化合物的分子链会被破坏,分解为活性物质和可以生物降解的中间体。经过高级氧化处理的污水可以间接排放,或者在企业有条件的情况下,进行生物降解。

氧化的目标都是为了将有毒物质的转化为无毒物质,将难降解转化为可以生物降解。由于污水中各种物质会完全氧化形成CO2和水,有时还可能出现一些盐,这会耗费大量的氧化剂和能源,因此在许多情况下是不经济的。高级氧化处理技术可以对污水进行预处理,能将其氧化到可以利用生物技术继续降解的程度。

柔性模块化解决方案

德国的一家制药企业为净化片剂生产中产生的漂洗水,设计制造了一种模块化的污水净化设备。这些漂洗水受到同API药物活性成分的污染,因此就要选用能够与污水中各种化学成分相融合,既不留下残留物质,也不需要复杂的安全防范措施的高性价比处理方案。

最终其选择Envirochemie公司开发的柔性模块化解决方案,主要利用过氧化氢和紫外线技术。过氧化氢在紫外线的照射下分解为自由基,它优先与药物活性成分中常见的双键进行氧化反应。污水经这样的净化处理之后就没有药物活性成分或残留物了。这种方法与使用臭氧进行氧化反应不同,过氧化氢易于使用,而且更加安全。

将制药污水注入到AOP高级氧化反应模块中处理,然后用紫外线以20 m3为一个批次照射24 h,这样处理之后的污水就可以与其他的生活废水混合起来,排放到市政污水管道中了。

研发人员在实验室中对过氧化氢和紫外线准确剂量进行了计算和测试。假设在污水污染最严重的情况下,含有10 mg残留物的经污水处理后的的活性成分最多剩余1μg/L。在示范项目中,每天需求处理的污水量为25 m3,API药物活性成分的浓度在2~10 g/L之间。处理后要求的API浓度不得高于10 mg/L。每天收集的污水首先储存在一个缓冲池中,然后按照一天一个批次的方式加入过氧化氢,再用紫外线照射24 h。

优先采用模块化

准确地测定污水中的药物残留十分困难,因为不同的药物活性成分需要采用不同的方法。

对于日常性的制药污水处理来讲,采用不同的检测方法过于费时费力。

因此可以采用综合性参数有机体总量TOC和化学需氧量COD两个指标对净化后的污水进行检测。在相关性研究的框架内,对化学需氧量COD和有机碳总量TOC与药物活性成分进行分析,以便企业能够快捷、可靠地使用检测分析的结果。

利用这种方法可以清除污水中99.9%的活性成分。由于污水净化设备采用了模块化的结构设计,因此它可以单独放置在制药生产车间内,而且可以方便进行扩展,设计的污水净化能力可以扩大到50 m3/d。

模块化的污水净化设备使得企业省去了一笔建筑,以及建筑安全和消防安全的认证费用。