制药废水处理脱色絮凝剂净化污水的助力
时间:2025-02-28 16:24:52
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在制药行业,生产过程产生的污水成分复杂,色度高,影响生态环境。制药污水中的颜色来源于药物合成中间体、残留原料及色素等。有效去除色度,对实现污水达到标准、保护生态意义重大。脱色絮凝剂作为重要的处理药剂,在制药污水处理中发挥着关键作用。
常见脱色絮凝剂种类
1.无机絮凝剂
聚合氯化铝(PAC):PAC 是一种应用广泛的无机高分子絮凝剂。它由一系列不同聚合度的无机高分子化合物组成,其水解产物中含有多种多核羟基络合物,如 [Al₂(OH)₄(H₂O)₈]²⁺、[Al₃(OH)₄(H₂O)₁₀]⁵⁺等。这些多核羟基络合物能与污水中的带负电胶体颗粒发生强烈的静电作用,通过压缩双电层、吸附电中和等机制,促使胶体颗粒脱稳凝聚。在处理含有蛋白质、多糖等胶体物质的制药污水时,PAC 能有效降低胶体颗粒间的静电斥力,使颗粒相互靠近并聚集形成较大的絮体,进而实现污水的脱色和净化。
聚合硫酸铁(PFS):PFS 以硫酸铁为原料,在特定条件下聚合而成。其水解产生的大量 Fe (OH)₂⁺、Fe₂(OH)₄²⁺等高价多核络离子,具有很强的吸附和絮凝能力。在制药污水处理中,PFS 能与污水中的有机污染物、悬浮颗粒以及有色物质发生化学反应,通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用,将这些物质凝聚成大的絮体沉淀下来。尤其对于含有酚类、醌类等发色基团的有机污染物,PFS 能通过化学作用破坏其发色结构,达到良好的脱色效果。
2.有机絮凝剂
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM):CPAM 是一种线型高分子聚合物,分子链上带有大量的阳离子基团,如季铵基、氨基等。在制药污水中,这些阳离子基团能与带负电的胶体颗粒、有机污染物以及微生物细胞表面发生强烈的静电吸附作用,通过吸附电中和及吸附架桥作用,使分散的颗粒迅速凝聚成大的絮体。在处理含有阴离子型表面活性剂、蛋白质等物质的制药污水时,CPAM 能快速中和表面电荷,促进颗粒聚集,有效去除污水中的色度和悬浮物,提高水质净化效果。
作用原理
1.压缩双电层:制药污水中的胶体颗粒通常带有电荷,在其周围形成扩散双电层。当无机絮凝剂如 PAC、PFS 加入污水后,其水解产生的高价金属离子(如 Al³⁺、Fe³⁺)会进入胶体颗粒的扩散双电层,压缩双电层厚度,降低颗粒间的静电斥力,使胶体颗粒能够相互靠近并发生凝聚。
2.吸附电中和:脱色絮凝剂中的离子基团能与污水中带相反电荷的胶体颗粒、有机污染物等发生静电吸附作用,中和其表面电荷,破坏胶体的稳定性,促使颗粒聚集。例如,阳离子聚丙烯酰胺的阳离子基团与带负电的有色胶体颗粒通过静电引力结合,使颗粒脱稳凝聚。
3.吸附架桥:有机絮凝剂分子具有较长的分子链,其一端能吸附在一个颗粒表面,另一端再吸附到另一个颗粒表面,通过这种方式将多个颗粒连接起来,形成较大的絮体。以 CPAM 为例,其长分子链在污水中能同时吸附多个胶体颗粒或污染物,像桥梁一样将它们连接起来,加速絮凝过程,实现污水脱色。
4.沉淀物网捕:当絮凝剂水解产生的金属氢氧化物等沉淀物在形成过程中,会像一张网一样将周围的胶体颗粒、有机污染物以及悬浮杂质等包裹起来,一同沉降到水底,从而达到去除污水色度和污染物的目的。
使用优势
1.有效脱色:脱色絮凝剂能快速与污水中的有色物质发生反应,通过凝聚、沉降等过程,将其从污水中分离出去,显著降低污水色度,使处理后的水质清澈透明。
2.操作简便:只需将絮凝剂按照一定比例投加到污水中,通过适当搅拌,即可引发絮凝反应,无需复杂的设备和操作流程,易于在制药企业污水处理设施中应用。
3.成本效益高:与一些复杂的污水处理工艺和昂贵的药剂相比,脱色絮凝剂成本相对较低,且用量可控,在保证良好处理效果的同时,能有效降低企业的污水处理成本。
使用注意事项
1.水质监测与药剂选型:在使用脱色絮凝剂前,需对制药污水进行多方面的水质分析,包括 pH 值、污染物成分、浓度、色度等,根据水质特性选择合适的絮凝剂种类和型号。
2.投加量优化:不同水质的制药污水对絮凝剂的合适投加量不同。需通过实验确定合适投加量,投加量过少,絮凝效果不佳;投加量过多,不仅造成药剂浪费,还可能使水质恶化。
3.反应条件控制:絮凝反应受温度、pH 值、搅拌速度等因素影响。一般来说,适宜的温度范围为 20 - 30℃,不同絮凝剂有其适宜的 pH 值适用范围,需根据实际情况调节。搅拌速度要适中,过快会破坏已形成的絮体,过慢则影响药剂与污水的混合效果。
脱色絮凝剂在制药污水处理中具有不可替代的作用。通过合理选择和使用脱色絮凝剂,优化处理工艺,制药企业能够有效、经济地实现污水脱色和净化,为保护生态环境贡献力量。