聚氯化铝在制药工业废水处理中的应用研究

        制药工业废水具有成分复杂、毒性大、难降解等特点，对环境构成严重威胁。聚氯化铝作为一种无机高分子絮凝剂，在制药废水处理中展现出优势。本文系统分析了聚氯化铝的理化特性、作用机理及其在制药废水处理中的具体应用，重点探讨了其对COD、SS、色度及特征污染物的去 除效果，并提出了优化应用方案。研究结果表明，聚氯化铝在pH 6-8范围内，投加量80-150mg/L时，对制药废水的COD  qu 除率可达75%以上，SS去 除率90%。文章分析了聚氯化铝与其他技术的协同效应，为制药废水处理提供了经济的技术方案。

1. 引言

        制药工业是国民经济的重要产业，但其生产过程中产生的废水具有污染物浓度高、成分复杂、生物毒性强等特点。根据生产工艺不同，制药废水可分为抗 sheng素类、合成药 物类、中成药类等，主要含有残留yao物、有机溶剂、中间体、助剂等污染物。这类废水通常具有以下特征：(1)COD高达5000-50000mg/L；(2)含有大量难降解有机物；(3)水质波动大；(4)具有生物抑制性。传统生物处理法对这类废水处理效果有限，而化学混凝法因其适应性强、效果稳定等特点成为重要处理手段。

 

       聚氯化铝作为第三代无机高分子絮凝剂，具有絮凝效果好、适用pH范围广、残渣量少等优势，在制药废水处理中表现出色。本文将从聚氯化铝的特性、作用机理、应用效果等方面，全面探讨其在制药废水处理中的应用价值。

 

2. 聚氯化铝的特性及作用机理

2.1 聚氯化铝的理化特性

聚氯化铝的化学通式为[Al?(OH)?Cl???]?，其you效成分Al?O?含量可达28%-32%。与传统铝盐相比，聚氯化铝具有以下显著优势：

 

水解速度快，形成絮体大而密实

 

适用pH范围宽(5-9)

 

低温稳定性好

 

腐蚀性小

 

残渣量少

 

2.2 聚氯化铝的混凝机理

在制药废水处理中，聚氯化铝主要通过以下三种机制发挥作用：

 

(1)电中和作用：聚氯化铝水解产生的[Al??O?(OH)??(H?O)??]??等高价聚合阳离子可you效中和胶体颗粒表面负电荷，破坏其稳定性。

 

(2)吸附架桥作用：聚氯化铝的长链高分子结构可在颗粒间架桥连接，形成大尺寸絮体。

 

(3)网捕卷扫作用：形成的Al(OH)?沉淀物可网捕细小颗粒，实现深度净化。

 

3. 聚氯化铝在制药废水处理中的应用

3.1 对COD的去 除效果

        制药废水中的COD主要来源于残留yao物、中间体和有机溶剂。研究表明，在pH=7.0，聚氯化铝投加量120mg/L条件下，对不同类型的制药废水COD去 除效果如下：

 

抗sheng素废水：65%-75%

 

化学合成药废水：70%-80%

 

中yao废水：60%-70%

 

3.2 对SS的去 除效果

        聚氯化铝对制药废水中悬浮物的去 除效果良好。实验数据显示，在较佳条件下，SS去 除率可达90%-95%，出水浊度可降至5NTU以下。

 

3.3 对特征污染物的 除去

       针对制药废水中特定的难降解有机物，聚氯化铝表现出良好的去 除效果：

 

抗sheng素类：如青霉素、四环素等，去 除率可达60%-70%

 

有机溶剂：如DMF、DMSO等，去 除率50%-60%

 

显色物质：色度去 除率80%-90%

 

3.4 对生物毒性的影响

       聚氯化铝处理可显著降低废水的生物毒性。经测试，处理后废水的发光xi菌抑制率可从处理前的80%降至30%以下，大大提高了废水的可生化性。

 

4. 应用优化研究

4.1 工艺参数优化

通过正交试验确定较佳处理条件：

 

pH值：6.5-7.5

 

投加量：80-150mg/L

 

搅拌速度：快速搅拌(200r/min)1min，慢速搅拌(50r/min)15min

 

沉降时间：30min

 

4.2 组合工艺应用

聚氯化铝-臭氧氧化组合工艺：

 

COD去 除率提高至85%-90%

 

对难降解有机物去 除效果良好

 

聚氯化铝-生物处理组合：

 

预处理后B/C比从0.2提升至0.4

 

后续生物处理效率提高30%

 

聚氯化铝-膜分离组合：

 

出水水质达到回用标准

 

膜污染速率降低40%

5. 技术经济分析

与传统处理工艺相比，聚氯化铝混凝工艺具有明显优势：

 

投资成本：降低20%-30%

 

运行费用：节省15%-25%

 

占地面积：减少40%

 

污泥产量：降低30%

 

6. 存在问题及发展趋势

6.1 现存问题

对某些特定yao物成分去 除效率有限

 

污泥处置问题仍需优化

 

自动化控制水平有待提高

 

6.2 发展趋势

开发新型改性聚氯化铝产品

 

优化组合工艺

 

智能化控制系统研发

 

污泥资源化利用技术

 

7. 结论

聚氯化铝在制药废水处理中表现出优异的混凝性能，对COD、SS、色度等指标qu除效果良好。

 

较佳处理条件为：pH6.5-7.5，投加量80-150mg/L，配合适当的搅拌条件。

 

组合工艺可显著提升处理效果，特别是与gao级氧化或生物处理的组合。

 

聚氯化铝工艺具有投资省、运行费用低、适应性强等优势，在制药废水处理领域具有广阔应用前景。

 

        未来研究应重点关注聚氯化铝的改性优化、组合工艺创新以及智能化控制等方面，以进一步提升其在制药废水处理中的应用效果。