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摘要:在藥物研究領(lǐng)域逐漸發(fā)展的背景下,越來越多的化學(xué)藥劑和傳統(tǒng)中草藥研究,成為當(dāng)下藥物研究的重要前提,而進(jìn)行中藥制藥的過程,以及新型中藥實(shí)驗(yàn)的研究過程中,對(duì)于廢棄物處理技術(shù)的成熟,也逐漸成為制藥技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的重要前提條件。尤其是在目前資源過度開發(fā)的背景下,中藥制藥需要在嚴(yán)格的管理體系下,盡可能地優(yōu)化目前的廢水預(yù)處理技術(shù),根據(jù)其中藥物的化學(xué)性質(zhì),成體系化的處理藥物廢水。除此以外,從企業(yè)的發(fā)展角度上來看,用成本相對(duì)較小的固體廢棄物處理,在廢水處理的性價(jià)比上,能夠更加容易獲得企業(yè)的青睞。因此通過固體廢棄物,進(jìn)行中藥制藥廢水的預(yù)處理技術(shù),需要從實(shí)驗(yàn)效果,到廢水污染性物質(zhì)的處理效果,都是非常重要的研究課題。
關(guān)鍵詞:固體廢棄物;中藥制藥廢水;預(yù)處理;實(shí)驗(yàn)分析
1引言
中藥制藥所產(chǎn)生的廢水,主要是藥物的毒性、酸性和化學(xué)反應(yīng),可能會(huì)對(duì)于處理環(huán)境造成一定的影響,而成熟的預(yù)處理技術(shù),能夠?qū)U水的有害性盡可能地降低,以達(dá)到廢棄物的無害化處理。在制藥廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)中,其中以COD的去除效果,以及脫色率的相應(yīng)參數(shù),能夠滿足國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域中的規(guī)定范圍內(nèi),作為廢水處理標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù),將化學(xué)藥品的廢液,在一定的要求范圍以內(nèi),按照既定的方案,進(jìn)行回收和處理。而預(yù)處理的方法,需要結(jié)合企業(yè)的預(yù)算,廢水處理工藝適宜的條件,和廢水內(nèi)藥物的主要化學(xué)成分,綜合考慮選擇最優(yōu)方案。在逐漸發(fā)展的廢液處理技術(shù)中,對(duì)于鐵屑和爐渣應(yīng)用價(jià)值的開發(fā),獲得了階段性的進(jìn)展,尤其是在內(nèi)電解的基礎(chǔ)之上,在同等成本的材料中,COD的去除效果也是位列前茅。
2固體廢棄物預(yù)處理的主要原因、材料和方法
在資源短缺、競(jìng)爭(zhēng)激烈的大背景下,材料的選用和低成本處理方法的選擇,成為制藥企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中,必不可少的重要手段,而爐渣和鐵屑是完成廢液預(yù)處理的關(guān)鍵材料。主要的處理步驟,是通過加入鐵屑,配合著1mL的H2O2,通過一些溶液的混合,針對(duì)廢液的pH和其他化學(xué)性質(zhì)的調(diào)整,盡可能地保障制藥過程當(dāng)中,所產(chǎn)生的毒性和影響后續(xù)處理的性質(zhì),在一定程度上得到緩解。而對(duì)于目前的化工技術(shù)來說,要想將廢液造成的環(huán)境污染現(xiàn)象,盡可能地降到最低,首先是對(duì)于預(yù)處理材料的實(shí)驗(yàn)。在鎖定最適宜使用的材料后,通過控制變量的形式經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和反復(fù)驗(yàn)證,來求證所使用的方法,相對(duì)于其他原理存在突出的特點(diǎn)。作為中藥廢液,其中所導(dǎo)致污染問題的主要原因,是由于藥業(yè)在加工過程中,往往需要配合一定量的化學(xué)反應(yīng),而在這個(gè)過程當(dāng)中,所生成的一次產(chǎn)物、多次產(chǎn)物,具有獨(dú)特的化學(xué)污染性。而在以往的環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn)下,化工污染無法及時(shí)被分解,會(huì)由生物鏈的傳遞,導(dǎo)致人類社會(huì)反受其害。而對(duì)于中藥廢水來說,存在一定的顆粒渣滓,并且色素污染性強(qiáng),其中化合有機(jī)物的分解能力,大多數(shù)都不屬于自然分解能力。由此,為了保障中藥制藥水平的發(fā)展,開發(fā)處理效率高、處理成本低的廢水處理體制,是必要的實(shí)驗(yàn)課題,將固體廢棄物作為凈化原料,利用物理電解法,通過Fe2+對(duì)于有機(jī)物的破壞能力,降低廢液對(duì)于外部環(huán)境的污染。
3中藥制藥廢水預(yù)處理的缺點(diǎn)與難點(diǎn)
3.1固定化的處理模式缺乏針對(duì)性。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果顯示,中藥制藥的廢水成分當(dāng)中,主要是藥品不同的選擇和搭配,會(huì)造成不同的化學(xué)反應(yīng),其中由于廢液遇到氧氣,造成的有機(jī)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致成分的變化。尤其是在制藥成本上來說,針對(duì)性的設(shè)計(jì)每一種廢液的處理方法,會(huì)造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)壓力,因此在中藥制藥以后,需要選擇通用性較強(qiáng)的處理方案,來降低制藥廢水的處理成本,同時(shí)對(duì)于差距較大的廢液,盡可能地增加處理方法的種類[1]。而在制藥以后的處理上,經(jīng)常存在的問題是用固定模板,進(jìn)行廢液的處理,這種方法不但無法迅速完成凈化,同時(shí)在處理效果上也略遜一籌,并且固定化模式的處理手段,可能會(huì)造成另外不必要的反應(yīng)。尤其是對(duì)于一些有機(jī)污染物,在排放后其污染能力較強(qiáng),并且普通的沉淀方法,對(duì)于各種化合物的沉降效果也相對(duì)較差。因此更加需要結(jié)合實(shí)際情況,對(duì)于藥品制備流程中,可能出現(xiàn)的化合物、元素,進(jìn)行針對(duì)性的沉降和去除,在一定程度上,提高對(duì)于污染性物質(zhì)的去除效率。
3.2中藥制藥廢水中的有機(jī)污染物種類復(fù)雜。目前由于廢液不按標(biāo)準(zhǔn)排放,最直接的污染現(xiàn)象,就是導(dǎo)致環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化,而導(dǎo)致這種原因的首要原因,就是由于有機(jī)物造成的污染現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果來看,有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu),以及化學(xué)結(jié)構(gòu)中的發(fā)色基團(tuán),是導(dǎo)致廢液排放不滿足標(biāo)準(zhǔn)的首要原因,而通過單純的物理分解,無法實(shí)現(xiàn)所有污染物的有效電解。況且根據(jù)廢液處理控制成本的原則,尤其是在大批量處理的情況下,對(duì)于電力能源的消耗過大,并且按照基本分解原理,電解實(shí)現(xiàn)有色度去除的效果,并沒有在實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)明顯效果。尤其是對(duì)于末端吸收藍(lán)移的效果,對(duì)于復(fù)雜的有機(jī)物分子來說,簡(jiǎn)單的物理處理方法,以及一些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng),無法輕易地造成有機(jī)物結(jié)構(gòu)的破壞,由于有機(jī)物結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定[2]。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,不同有機(jī)物需要不同化學(xué)破壞的方法,只有通過針對(duì)性的手段,增加目前的制藥廢水的處理效果。
3.3部分污染物的處理不徹底。除了一些不易分解的有機(jī)物以外,還有很多有毒的粒子,難以形成沉淀和氣體,無法將其從溶液中徹底消除,因此在實(shí)驗(yàn)室的預(yù)處理操作中,需要考慮到這部分的化學(xué)物質(zhì),在進(jìn)行排放后的毒性。而常常在廢液處理上,研究人員容易將重心,放在廢水的去色和COD的去除上,可是在污染物去除率的檢測(cè)上,卻很容易出現(xiàn)疏忽,尤其是毒性和對(duì)于環(huán)境的影響。由此可知,在經(jīng)過處理的制藥廢水中,仍然可能存在著極強(qiáng)的藥性,而這部分化學(xué)物質(zhì),可能會(huì)與其他的粒子進(jìn)行再次反應(yīng),重新生成污染物,同時(shí)也可能會(huì)由于,帶毒粒子的意外排放,造成周圍環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的無法使用[3]。而在實(shí)際的制藥生產(chǎn)中,由于目前逐漸嚴(yán)格的檢測(cè)機(jī)制,這種情況出現(xiàn)的概率相對(duì)較小,但是據(jù)目前實(shí)驗(yàn)來看,污染物處理不徹底的現(xiàn)象仍然存在。通過相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)管體系,能夠有效地降低制藥廢水的污染,但是隨著處理效率的缺陷,污染物的處理成本,又提高了一個(gè)層次。
3.4全面徹底的廢水預(yù)處理成本較高、工藝復(fù)雜。對(duì)于目前逐漸發(fā)展的廢液處理技術(shù),首先最簡(jiǎn)單的方法,就是通過廢物利用的方式,盡可能最大化的,實(shí)現(xiàn)污染物的高效去除??墒侵兴幹饕歉鶕?jù)植物的藥性,進(jìn)行熬制或添加等方式,實(shí)現(xiàn)藥性向溶液的轉(zhuǎn)換,因此一般的化學(xué)處理方法,可能無法有效地處理全部的化學(xué)物質(zhì)。因此在一般的制藥企業(yè),采用紫外線等方式將復(fù)合物分解,再通過化學(xué)沉降的方式處理廢水,但是這樣的方法,對(duì)于設(shè)備的要求很高,且在操作過程當(dāng)中,能夠明顯察覺出紫外線對(duì)于液體的操作難度很高。因此在處理工藝和成本上,需要相當(dāng)高的要求。以下將結(jié)合實(shí)驗(yàn)室中,不同處理手段的情況下,對(duì)于不同處理方法的數(shù)據(jù)分析,來確定制藥廢液的最佳處理方式。
4固體廢棄物預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析
不同方法下對(duì)于廢液的處理效果,在各種評(píng)定關(guān)鍵上的數(shù)據(jù),如表1所示。
4.1固體廢棄物對(duì)于制藥廢液的處理優(yōu)勢(shì)。首先根據(jù)實(shí)際調(diào)研顯示,在制藥過程當(dāng)中往往需要高溫環(huán)境,因此對(duì)于中藥制藥流程來說,爐渣、鐵屑等都屬于廢物,制作成本能夠得到調(diào)整。另外就根據(jù)以上表格中的數(shù)據(jù)來看,通過低成本固體,配合這一定量成本較低的化學(xué)試劑,能夠有效地去除廢液中的有色基團(tuán)。因此就廢水當(dāng)中的有害物質(zhì),以及大多數(shù)的有機(jī)化合物,會(huì)由于鐵屑、爐渣中的Fe2+在一定的催化作用下,導(dǎo)致有機(jī)物的失活和沉淀,在通用性上也要比一般的化學(xué)試劑,更加具有處理優(yōu)勢(shì)。在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中,固體廢棄物的使用,極易引起藥液與內(nèi)部離子的反應(yīng),因此出現(xiàn)黃色微小沉降,配合著化學(xué)試劑的輔助作用,能夠加速絮狀沉降,因此以上的第四種方法,為制藥廢水處理的最佳方法。
4.2實(shí)驗(yàn)中環(huán)境因素對(duì)于去除效果的影響。由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果,可能會(huì)造成一定的影響,因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以前,必須要調(diào)整實(shí)驗(yàn)中的環(huán)境因素,尤其是根據(jù)一般反應(yīng)中,所需要的最佳酸堿性、溫度和固體的粉碎程度,都是影響實(shí)驗(yàn)效果的直接因素。在35℃下,按照6左右區(qū)間的pH取值,是按照文獻(xiàn)資料調(diào)查后,實(shí)驗(yàn)所處的最佳環(huán)境條件,但是在制藥工業(yè)化生產(chǎn)的過程中,還需要結(jié)合實(shí)際的藥物性質(zhì),進(jìn)行相應(yīng)環(huán)境的調(diào)整[4]。舉例來說,在廢水中存在不穩(wěn)定物質(zhì)時(shí),為避免高溫造成的不必要反應(yīng),需要盡可能地調(diào)低溫度,在這樣的環(huán)境下,能夠更加穩(wěn)定的進(jìn)行藥液中,有害物質(zhì)的沉降。而對(duì)于pH來說,隨著溶液的酸性增強(qiáng),COD去除率以及其他的指標(biāo),都會(huì)相應(yīng)的有所降低,因此對(duì)于處理工藝來說,控制環(huán)境是實(shí)現(xiàn)高效預(yù)處理的重要前提。
4.3固體廢棄物處理中對(duì)于用量的控制。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,是以固體廢棄物與化學(xué)試劑的配合,利用原電池原理進(jìn)行內(nèi)部催化,盡可能地控制實(shí)驗(yàn)試劑的用量。根據(jù)參考文獻(xiàn)的查閱,按照1:50體積比的量,進(jìn)行H2O2與廢水的結(jié)合,同時(shí)將適量的石灰乳和固體廢棄物放入,盡可能在充沛的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),進(jìn)行穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)。而在制藥廢水處理以前,需要根據(jù)處理廢液的體積,進(jìn)行詳細(xì)方案的制定,以確保所備用的物質(zhì),滿足廢液處理的充分反應(yīng),盡可能多的處理其中的有害物質(zhì),降低排放后的污染性。根據(jù)上表結(jié)果顯示,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中,控制石灰乳的用量,不但能夠使部分化學(xué)物質(zhì)迅速沉降,同時(shí)還能夠有效提升廢液的透明度,降低廢液的顏色。
5結(jié)束語
利用固體廢棄物進(jìn)行制藥廢液的處理,主要是在降低成本的前提下,盡可能地提升廢水的COD去除率。在適宜的環(huán)境條件下,通過調(diào)整化學(xué)試劑與廢液的配比,將爐渣和鐵屑的處理效果達(dá)到最高。
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作者:吳麗燕 王秀麗 白鶴 單位:杭州綠夏環(huán)境科技有限公司 安徽睿晟環(huán)境科技有限公司 浙江東天虹環(huán)保工程有限公司