第十章制药工业与环境保护课件.ppt

1、第十章 制药工业与环境保护 10.110.1概述概述 10.210.2污染防治措施污染防治措施 10.310.3废水处理技术废水处理技术 10.410.4废气处理技术废气处理技术 10.510.5废渣处理技术废渣处理技术 10.610.6噪声控制技术噪声控制技术10.110.1概述概述10.1.110.1.1环境保护的重要性环境保护的重要性境是人类赖以生存和社会经济可持续发展的客观境是人类赖以生存和社会经济可持续发展的客观条件和空间。随着现代工业的高速发展，环境条件和空间。随着现代工业的高速发展，环境保护问题已引起人们的极大关注。保护问题已引起人们的极大关注。环境污染直接威胁人类的生命和安全，

2、也影响了环境污染直接威胁人类的生命和安全，也影响了经济的顺利发展，成为严重的社会问题。经济的顺利发展，成为严重的社会问题。 我国目前粗放型的经济格局和经济的持续高速我国目前粗放型的经济格局和经济的持续高速发展发展, ,造成了能源和资源消耗强度过大造成了能源和资源消耗强度过大, ,加上人加上人们对环境污染严重性的认识不足们对环境污染严重性的认识不足, ,致使我国工致使我国工业污染的治理远远落后于工业生产的发展。业污染的治理远远落后于工业生产的发展。 面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治理的治污方案往往难以奏效，必须采取切实可理的治污方案往往难以奏效，必

3、须采取切实可行的措施，走高科技、低污染的跨越式产业发行的措施，走高科技、低污染的跨越式产业发展之路，治理和保护好环境，促进我国经济的展之路，治理和保护好环境，促进我国经济的可持续发展。可持续发展。10.1.210.1.2我国防治污染的方针政策我国防治污染的方针政策 我国先后完善和颁布了我国先后完善和颁布了环境保护法环境保护法、大大气污染防治法气污染防治法、水污染防治法水污染防治法、海洋海洋环境保护法环境保护法、固体废物污染环境防治法固体废物污染环境防治法、环境噪声污染防治法环境噪声污染防治法以及与各种法规相配以及与各种法规相配套的行政、经济法规和环境保护标准，基本形套的行政、经济法规和环境保护

4、标准，基本形成了一套完整的环境保护法律体系。成了一套完整的环境保护法律体系。 所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方的所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方的环境保护法规环境保护法规, ,采取切实有效的措施采取切实有效的措施, ,限期解决限期解决污染问题。污染问题。 凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本建设项目环境管理办法的规定建设项目环境管理办法的规定, ,切实执行环境切实执行环境评价报告制度和评价报告制度和“三同时三同时”制度，做到制度，做到先评价先评价, ,后建设后建设, ,环保设施与主体工程同时设计、同时环保设施与主体工程同时设计、同时施工、

5、同时投产施工、同时投产, ,防止发生新的污染。防止发生新的污染。 在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污染集中控制和污染限期治理等制度。染集中控制和污染限期治理等制度。10.1.310.1.3制药工业污染的特点和现状制药工业污染的特点和现状 10.1.3.110.1.3.1制药工业污染的特点制药工业污染的特点 1 1、数量少、组分多、变动性大、数量少、组分多、变动性大 2 2、间歇排放、间歇排放 3 3、pHpH值不稳定值不稳定 4 4、化学需氧量高、化学需氧量高10.1.

6、3.210.1.3.2我国制药工业污染的现状我国制药工业污染的现状 全国药厂废气每年排放量全国药厂废气每年排放量10109 9m m3 3，含有害物质，含有害物质10105 5t t。 全国药厂废水每天排放量全国药厂废水每天排放量5 510105 5m m3 3，。，。 全国药厂废渣每年排放量全国药厂废渣每年排放量10105 5t t。 条件好的厂家已达二级处理水平，大部分污染条件好的厂家已达二级处理水平，大部分污染得到妥善处理。得到妥善处理。 但有相当数量厂家仅是一级处理，有的甚至未但有相当数量厂家仅是一级处理，有的甚至未作到清污分流。作到清污分流。10.210.2污染防治措施污染防治措施1

7、0.2.110.2.1采用绿色生产工艺采用绿色生产工艺 绿色生产工艺是针对生产过程的主要环节和组绿色生产工艺是针对生产过程的主要环节和组分，重新设计少污染或无物染的生产工艺，并分，重新设计少污染或无物染的生产工艺，并通过改进操作方法、优化操作参数等措施，实通过改进操作方法、优化操作参数等措施，实现过程的节能、降耗、消除或减少环境污染的现过程的节能、降耗、消除或减少环境污染的目标。目标。 绿色生产工艺从源头上消除污染，为最理想的绿色生产工艺从源头上消除污染，为最理想的污染防治方法。污染防治方法。1 1、重新设计少污染或无污染的生产、重新设计少污染或无污染的生产工艺工艺l 重新设计药品的生产工艺时

8、应尽可能选用无毒重新设计药品的生产工艺时应尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料，以降低或消除污染物的毒性。如在氯霉素料，以降低或消除污染物的毒性。如在氯霉素的合成中，原来采用氯化高汞作催化剂制备异的合成中，原来采用氯化高汞作催化剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作催化丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作催化剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染问题。剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染问题。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春催化剂2Al + 6(CH3)2CHOH2Al(CH3)2CHO3 + 3

9、H2 在药物合成中，重新设计生产工艺时，简化在药物合成中，重新设计生产工艺时，简化合成步骤，可以减少污染物的种类和数量，从合成步骤，可以减少污染物的种类和数量，从而减轻处理系统的负担，有利于环境保护。而减轻处理系统的负担，有利于环境保护。 布洛芬的生产就是一个很好的例子。原采布洛芬的生产就是一个很好的例子。原采用用BootBoot公司的公司的BrownBrown合成方法合成方法 ( (六步六步) )制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2CH(CH3)2ClCH2COOC2H5C2H5ON

10、a(CH3CO)2OAlCl3CH2CH(CH3)2COCH3OCHCOOC2H5H3CCH2CH(CH3)2CCH2CH(CH3)2CHH3CCHONaOH水蒸汽AgNO3 ,KOH OCHCOONaH3CCH2CH(CH3)2CHClCH2CH(CH3)2CHH3CCOOKCH2CH(CH3)2CHH3CCOOHBHCBHC公司发明了生产布洛芬的新方法公司发明了生产布洛芬的新方法( (三步三步) ) 该工艺废物量可减少该工艺废物量可减少37%37%，BHCBHC公司获公司获19971997年度年度美国美国“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线的变更合成路线奖。奖。制作者：黄

11、德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2CH(CH3)2CH2CH(CH3)2COCH3 HF(CH3CO)2O H2Raney NiCO, PdCH2CH(CH3)2CHH3COHCH2CH(CH3)2CHH3CCOOH 设计无污染的绿色生产工艺是消除环设计无污染的绿色生产工艺是消除环境污染的根本措施。如苯甲醛的传统合成境污染的根本措施。如苯甲醛的传统合成路线是通过二氯代苄水解而得：路线是通过二氯代苄水解而得：甲苯侧链氯化，得到以亚苄基二氯为主的产甲苯侧链氯化，得到以亚苄基二氯为主的产物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。该工物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。该

12、工艺在生产过程中不仅要产生大量需治理的废水，艺在生产过程中不仅要产生大量需治理的废水，而且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应，因而且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应，因此，对周围的环境将造成严重的污染。此，对周围的环境将造成严重的污染。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春 CH3CHCl2 光和热Cl2CHOH2OH+ 现可采用间接电氧化法，整个工艺过现可采用间接电氧化法，整个工艺过程无污染物排放，是一条绿色生产工艺。程无污染物排放，是一条绿色生产工艺。 该工艺中油水两相分别构成闭路循环，无该工艺中油水两相分别构成闭路循环，无污染排放污染排放制作者：黄德春制

13、作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春 电解氧化反应Mn2+Mn3+ + eCH3CHO+ 4 Mn3+ + H2O+ 4 Mn2+ + 4 H+2 2、优化工艺参数、优化工艺参数 对化学反应的工艺参数进行优化，获得最佳对化学反应的工艺参数进行优化，获得最佳工艺条件，是减少或消除污染的一个重要手段。工艺条件，是减少或消除污染的一个重要手段。例如乙酰苯胺的硝化反应例如乙酰苯胺的硝化反应NHCOCH3 + HNO3 + H2O NHCOCH3NO2H2SO4 原工艺是将乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸进原工艺是将乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸进行硝化。后经研究发现行硝化。后经研究发现,

14、,乙酰苯胺硫酸溶液中乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已足够高的硫酸浓度已足够高, ,混酸中的硫酸可以省去。混酸中的硫酸可以省去。这样不但节省了大量的硫酸这样不但节省了大量的硫酸, ,而且大大减轻了而且大大减轻了污染物的处理负担。污染物的处理负担。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春3 3、改进操作方法、改进操作方法 生产工艺已经确定，可从改进操作方法入手，生产工艺已经确定，可从改进操作方法入手，减少或消除污染物的形成。减少或消除污染物的形成。 如广谱抗菌药氟哌酸合成中的对氯硝基苯氟化如广谱抗菌药氟哌酸合成中的对氯硝基苯氟化反应，将原工艺的二甲基亚砜溶剂改为环丁砜反

15、应，将原工艺的二甲基亚砜溶剂改为环丁砜溶剂，可避免废水的生成。溶剂，可避免废水的生成。 4 4、采用新技术、采用新技术 使用新技术不仅能显著提高生产技术水平，使用新技术不仅能显著提高生产技术水平，而且有时也十分有利于污染物的防治和环境保而且有时也十分有利于污染物的防治和环境保护。如在抗生素类药物护。如在抗生素类药物4-4-乙酰胺基哌啶醋酸盐乙酰胺基哌啶醋酸盐的合成中，原工艺采用铁粉还原硝基氧化吡啶的合成中，原工艺采用铁粉还原硝基氧化吡啶制备制备4-4-氨基吡啶，现采用催化加氢还原技术，氨基吡啶，现采用催化加氢还原技术，既简化了工艺操作，又消除了环境污染。既简化了工艺操作，又消除了环境污染。 苯

16、乙酸是合成青霉素等药物的重要中间体。苯乙酸是合成青霉素等药物的重要中间体。目前工业上仍以苯乙腈水解来制备，而苯乙腈又目前工业上仍以苯乙腈水解来制备，而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸反应来合成的。现在通过苄氯是由苄氯和氢氰酸反应来合成的。现在通过苄氯羰化合成苯乙酸已经获得成功：羰化合成苯乙酸已经获得成功： 上述合成路线不仅经济，而且避免使用剧毒的上述合成路线不仅经济，而且避免使用剧毒的氰化物，减少了对环境的危害氰化物，减少了对环境的危害制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2ClCH2COOHH2O + COOH -10.2.210.2.2循环套用循环套用 药物合成

17、反应往往不能进行得十分完全，且多药物合成反应往往不能进行得十分完全，且多存在副反应，产物也不可能从反应混合物中完存在副反应，产物也不可能从反应混合物中完全分离出来，因此分离母液中常含有一定数量全分离出来，因此分离母液中常含有一定数量的未反应原料、副产物和产物。通过工艺设计的未反应原料、副产物和产物。通过工艺设计实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用，实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用，这不仅降低了原辅材料的消耗，提高了产品的这不仅降低了原辅材料的消耗，提高了产品的收率，而且减少了环境污染。收率，而且减少了环境污染。 例如，氯霉素合成中乙酰化反应母液的循环套例如，氯霉素合成中乙酰化反应母

18、液的循环套用。将母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一用。将母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一批反应批反应, ,从而革除了蒸发、结晶、过滤等操作从而革除了蒸发、结晶、过滤等操作, ,且降低了原料消耗量且降低了原料消耗量, ,提高了产物收率提高了产物收率, ,减少了减少了废水的处理量。废水的处理量。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春 + 2CH3COOH + NaCl COCH2NHCOCH3NO2COCH2NH2 HClNO2H2O + (CH3CO)2O + CH3COONa. 又如，甲氧苄氨嘧啶的氧化反应是将三甲氧基又如，甲氧苄氨嘧啶的氧化反应是将三甲氧基苯

19、甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血盐钾苯甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血盐钾( (铁氰化铁氰化钾钾) )氧化，得到三甲氧基苯甲醛，同时副产物氧化，得到三甲氧基苯甲醛，同时副产物黄血盐钾氨黄血盐钾氨( (亚铁氰化钾氨亚铁氰化钾氨) )溶解在母液中。黄溶解在母液中。黄血盐钾氨分子内含有氰基，需处理后方可随母血盐钾氨分子内含有氰基，需处理后方可随母液排放。后对含黄血盐钾氨的母液进行适当处液排放。后对含黄血盐钾氨的母液进行适当处理，再用高锰酸钾氧化，使黄血盐钾氨转化为理，再用高锰酸钾氧化，使黄血盐钾氨转化为原料赤血盐钾，所得赤血盐的含量在原料赤血盐钾，所得赤血盐的含量在13%13%以上，以上，可套用于氧化反应中。可

20、套用于氧化反应中。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CONHNH2CH3OOCH3OCH3甲苯 + 2K3Fe(CN)6 + 2NH4OH赤血盐钾CHOCH3OOCH3OCH3 + 2K3(NH4)Fe(CN)6 + N2 + 2H2O黄血盐钾氨 3K3(NH4)Fe(CN)6 + KMnO4 + 2H2O 3K3Fe(CN)6 + MnO2 + KOH + 3NH4OH 黄血盐钾氨赤血盐钾 3K3(NH4)Fe(CN)6 + KMnO4 + 2H2O 3K3Fe(CN)6 + MnO2 + KOH + 3NH4OH 黄血盐钾氨赤血盐钾 将反应母液循环套用，

21、可显著地减少环境污染。将反应母液循环套用，可显著地减少环境污染。若设计得当，则可构成一个闭路循环，是一个若设计得当，则可构成一个闭路循环，是一个理想的绿色生产工艺。除了母液可以循环套用理想的绿色生产工艺。除了母液可以循环套用外，药物生产中大量使用的各种有机溶剂，均外，药物生产中大量使用的各种有机溶剂，均应考虑循环套用，以降低单耗，减少环境污染。应考虑循环套用，以降低单耗，减少环境污染。其它的如催化剂、活性炭等经过处理后也可考其它的如催化剂、活性炭等经过处理后也可考虑反复使用。虑反复使用。 化学制药过程中产生的废弃物也是一种化学制药过程中产生的废弃物也是一种“资源资源”，从排放的废弃物中回收有价

22、值的物，从排放的废弃物中回收有价值的物料，开展综合利用，是控制污染的一个积极措料，开展综合利用，是控制污染的一个积极措施。施。 例如，氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯，例如，氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯，是重要的污染物之一，将其制成杀草安，就是是重要的污染物之一，将其制成杀草安，就是一种优良的除草剂。一种优良的除草剂。C2H5NO2C2H5NH2 还原(2) NaOH(1) CH3CHCH3Br ClCH2COCl 杀草安C2H5NHCH(CH3)2C2H5NCH(CH3)2COCH2Cl 又如，叶酸合成中的丙酮氯化反应：又如，叶酸合成中的丙酮氯化反应： 反应过程中放出大量的氯化氢废气，直接排

23、放将反应过程中放出大量的氯化氢废气，直接排放将对环境造成严重污染。经用水和液碱吸收后，对环境造成严重污染。经用水和液碱吸收后，既消除了氯化氢气体造成的污染，又可回收得既消除了氯化氢气体造成的污染，又可回收得到一定浓度的盐酸。到一定浓度的盐酸。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春+ Cl2+ HClCCH3CH3OCCCH3OClClCl 再如，对氯苯酚是制备降血脂药安妥明的主要再如，对氯苯酚是制备降血脂药安妥明的主要原料，其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要原料，其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要的污染物之一，将其制成的污染物之一，将其制成2 2，6-6-二氯苯

24、酚可用二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯灭痛的原料。作解热镇痛药双氯灭痛的原料。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春OHCl + Cl2Cl2C=CCl2OHClCl + HCl(CH3)2CH2NH 10.2.410.2.4改进生产设备，加强设备管理改进生产设备，加强设备管理 改进生产设备，加强设备管理是药品生产中控改进生产设备，加强设备管理是药品生产中控制污染源、减少环境污染的又一个重要途径。制污染源、减少环境污染的又一个重要途径。 设备选型合理、设计得当，可提高原料的转化设备选型合理、设计得当，可提高原料的转化率和产物的选择性，减少污染物的数量。率和产物的选择

25、性，减少污染物的数量。 加强设备管理，提高设备、管道的严密性，使加强设备管理，提高设备、管道的严密性，使系统少排或不排污染物，减少环境污染。系统少排或不排污染物，减少环境污染。9.3.9.3.废水处理技术废水处理技术药厂产生的污染物中，废水数量最大，种类药厂产生的污染物中，废水数量最大，种类最多，危害最重。是药厂污染物无害化处理的重最多，危害最重。是药厂污染物无害化处理的重点和难点。点和难点。9.3.19.3.1废水的污染控制指标废水的污染控制指标 9.3.1.19.3.1.1基本概念基本概念 1 1、水质指标、水质指标 是表征废水性质的参数。比较重要的有：是表征废水性质的参数。比较重要的有：

26、pHpH、悬浮物（悬浮物（SS)SS)、生化需氧量（、生化需氧量（BDO)BDO)、化学需氧、化学需氧量（量（CDO)CDO)等。等。 pHpH值值 反映废水酸碱性强弱的重要指标。处理反映废水酸碱性强弱的重要指标。处理后的废水应呈中性或接近中性。后的废水应呈中性或接近中性。 悬浮物悬浮物 指废水中呈悬浮状态的固体，是反映指废水中呈悬浮状态的固体，是反映水中固体物质含量的一个常用指标，可用过滤水中固体物质含量的一个常用指标，可用过滤法测定，单位为法测定，单位为mgmgL L-1-1。 生化需氧量生化需氧量 指在一定条件下，微生物氧化分指在一定条件下，微生物氧化分解水中的有机物时所需的溶解氧的量，

27、单位为解水中的有机物时所需的溶解氧的量，单位为mgmg L L-1-1。微生物分解有机物的速度和程度与时。微生物分解有机物的速度和程度与时间有直接关系。实际工作中，常在间有直接关系。实际工作中，常在2020o oC C的条件的条件下，将废水培养下，将废水培养5 5日，然后测定单位体积废水日，然后测定单位体积废水中溶解氧的减少量，即中溶解氧的减少量，即5 5日生化需氧量作为生日生化需氧量作为生化需氧量的指标，以化需氧量的指标，以BODBOD5 5表示。表示。BODBOD反映了废反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量，其值越水中可被微生物分解的有机物的总量，其值越大，表示水中的有机物越多，水体被

28、污染的程大，表示水中的有机物越多，水体被污染的程度也就越高。度也就越高。 化学需氧量化学需氧量 是指在一定条件下，用强氧化剂是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量，单位为氧化废水中的有机物所需的氧的量，单位为mgmg L L-1-1。我国的废水检验标准规定以重铬酸钾。我国的废水检验标准规定以重铬酸钾作氧化剂，标记为作氧化剂，标记为CODCODCrCr。CODCOD与与BODBOD均可表征均可表征水被污染的程度，但水被污染的程度，但CODCOD能够更精确地表示废能够更精确地表示废水中的有机物含量，而且测定时间短，不受水水中的有机物含量，而且测定时间短，不受水质限制，因此常被用

29、作废水的污染指标。质限制，因此常被用作废水的污染指标。CODCOD和和BODBOD之差表示废水中没有被微生物分解的有之差表示废水中没有被微生物分解的有机物含量。机物含量。2 2、清污分流、清污分流 清污分流是指将清水清污分流是指将清水( (如间接冷却用水、雨水如间接冷却用水、雨水和生活用水等和生活用水等) )与废水与废水( (如制药生产过程中排出如制药生产过程中排出的各种废水的各种废水) )分别用各自不同的管路或渠道输分别用各自不同的管路或渠道输送、排放或贮留，以利于清水的循环套用和废送、排放或贮留，以利于清水的循环套用和废水的处理。采取清污分流，不仅可以节约大量水的处理。采取清污分流，不仅可

30、以节约大量的清水，而且可大幅度降低废水量，提高废水的清水，而且可大幅度降低废水量，提高废水的浓度，从而大大减轻废水的输送负荷和治理的浓度，从而大大减轻废水的输送负荷和治理负担。负担。 除清污分流外，还应将某些特殊废水与一般废除清污分流外，还应将某些特殊废水与一般废水分开，以利于特殊废水的单独处理和一般废水分开，以利于特殊废水的单独处理和一般废水的常规处理。水的常规处理。3 3、废水处理级数、废水处理级数 分为一级、二级和三级处理分为一级、二级和三级处理 一级处理一级处理 通常是采用物理方法或简单的化学通常是采用物理方法或简单的化学方法除去水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的方法除去水中的漂浮物和部

31、分处于悬浮状态的污染物，以及调节废水的污染物，以及调节废水的pHpH值等。在大多数场值等。在大多数场合，废水经一级处理后仍达不到国家规定的排合，废水经一级处理后仍达不到国家规定的排放标准，常作为废水的预处理。放标准，常作为废水的预处理。 二级处理二级处理 主要指生物处理法。二级处理适用主要指生物处理法。二级处理适用于处理各种含有机污染物的废水。废水经二级于处理各种含有机污染物的废水。废水经二级处理后，处理后，BODBOD5 5可降至可降至202030mg30mg L L-1-1，水质一般，水质一般可以达到规定的排放标准。可以达到规定的排放标准。 三级处理三级处理 是一种净化要求较高的处理，目的

32、是一种净化要求较高的处理，目的是除去二级处理中未能除去的污染物，包括不是除去二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化的可溶性无机物化的可溶性无机物( (如氮、磷等如氮、磷等) )以及各种病毒、以及各种病毒、病菌等。三级处理所使用的方法很多，如过滤、病菌等。三级处理所使用的方法很多，如过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透以及生物法脱氮除磷等。废水经三级处反渗透以及生物法脱氮除磷等。废水经三级处理后，理后，BODBOD5 5可从可从202030mg30mg L L-1

33、-1降至降至5 5mgmg L L-1-1以下，以下，可达到地面水和工业用水的水质要求。可达到地面水和工业用水的水质要求。9.3.1.29.3.1.2废水的污染控制指标废水的污染控制指标 国家污水综合排放标准国家污水综合排放标准按污染按污染物对人体健康的影响程度，将污染物分物对人体健康的影响程度，将污染物分为两类。为两类。1 1、第一类污染物、第一类污染物 指能在环境或生物体内积累，对人体健康产生指能在环境或生物体内积累，对人体健康产生长远不良影响的污染物。长远不良影响的污染物。国家污水综合排放国家污水综合排放标准标准中规定的此类污染物有中规定的此类污染物有9 9种，即种，即总汞、总汞、烷基汞

34、、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并总镍、苯并( ( ) )芘芘。含有这一类污染物的废水，。含有这一类污染物的废水，不分行业和排放方式，也不分受纳水体的功能不分行业和排放方式，也不分受纳水体的功能差别，一律在车间或车间处理设施的排出口取差别，一律在车间或车间处理设施的排出口取样，其最高允许排放浓度必须符合表样，其最高允许排放浓度必须符合表10-l10-l中的中的规定。规定。表表10-1 10-1 第一类污染物最高允许排放浓度第一类污染物最高允许排放浓度 单位：单位：mgmg L-1L-1制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作

35、者：黄德春序号序号污染物污染物最高允许最高允许 排放浓度排放浓度序号序号污染物污染物最高允许最高允许 排放浓度排放浓度1总汞总汞0.056总砷总砷0.52烷基苯烷基苯不得检出不得检出7总铅总铅1.03总镉总镉0.18总镍总镍1.04总铬总铬1.59苯并苯并( )芘芘0.000055六价铬六价铬0.52 2、第二类的污染物、第二类的污染物 指其长远影响小于第一类的污染物。在指其长远影响小于第一类的污染物。在国家国家污水综合排放标准污水综合排放标准中规定的有中规定的有pHpH值、化学需值、化学需氧量、生化需氧量、色度、悬浮物、石油类、氧量、生化需氧量、色度、悬浮物、石油类、挥发性酚类、氰化物、硫化

36、物、氟化物、硝基挥发性酚类、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯类、苯胺类苯类、苯胺类等共等共2020项。含有第二类污染物的项。含有第二类污染物的废水在排污单位排出口取样，根据受纳水体的废水在排污单位排出口取样，根据受纳水体的不同，执行不同的排放标准。不同，执行不同的排放标准。表表10-2 10-2 第二类污染物最高允许排放浓度第二类污染物最高允许排放浓度 单位：单位：mgmg L-1制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春污染物污染物一级标准一级标准二级标准二级标准三级标准三级标准新扩建新扩建现现有有新扩建新扩建现现有有pH值值6969696969悬浮物悬浮物7010

37、0200400生化需氧量生化需氧量 (BOD5)30606080300化学需氧量化学需氧量 (CODCr)100150150200500石油类石油类1015102030挥发酚挥发酚0.51.00.51.02.0氰化物氰化物0.50.50.53.51.0硫化物硫化物1.01.01.02.02.0氟化物氟化物1015101520硝基苯类硝基苯类2.03.03.05.05.0 按地面水域的使用功能要求和排放去向，对向地按地面水域的使用功能要求和排放去向，对向地面水域和城市下水道排放的废水分别执行面水域和城市下水道排放的废水分别执行一、二、一、二、三级标准三级标准。对特殊保护水域及重点保护水域，如。对

38、特殊保护水域及重点保护水域，如生活用水水源地、重点风景名胜和重点风景游览生活用水水源地、重点风景名胜和重点风景游览区水体、珍贵鱼类及一般经济渔业水域等执行一区水体、珍贵鱼类及一般经济渔业水域等执行一级标准；对一般保护水域，如一般工业用水区、级标准；对一般保护水域，如一般工业用水区、景观用水区、农业用水区、港口和海洋开发作业景观用水区、农业用水区、港口和海洋开发作业区等执行二级标准对排入城镇下水道并进入二级区等执行二级标准对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准；污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准；对排入未设置二级污水处理厂的城镇污水，必须对排入未设置二级污水处理

39、厂的城镇污水，必须根据下水道出水受纳水体的功能要求，分别执行根据下水道出水受纳水体的功能要求，分别执行一级或二级标准。一级或二级标准。9.3.29.3.2废水处理的基本方法废水处理的基本方法 废水处理技术很多，按作用原理一般可分为废水处理技术很多，按作用原理一般可分为物物理法、化学法、物理化学法和生物法。理法、化学法、物理化学法和生物法。 物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来，在分离过程中不改变其化学污染物分离出来，在分离过程中不改变其化学性质，如沉降、气浮、过滤、离心、蒸发、浓性质，如沉降、气浮、过滤、离心、蒸发、浓缩等。物理法常用于

40、废水的一级处理。缩等。物理法常用于废水的一级处理。 化学法是利用化学反应原理来分离、回收废水化学法是利用化学反应原理来分离、回收废水中各种形态的污染物，如中和、凝聚、氧化和中各种形态的污染物，如中和、凝聚、氧化和还原等。化学法常用于有毒、有害废水的处理，还原等。化学法常用于有毒、有害废水的处理，使废水达到不影响生物处理的条件。使废水达到不影响生物处理的条件。 物理化学法物理化学法是综合利用物理和化学作用除去废是综合利用物理和化学作用除去废水中的污染物，如吸附法、离子交换法和膜分水中的污染物，如吸附法、离子交换法和膜分离法等。近年来，物理化学法处理废水已形成离法等。近年来，物理化学法处理废水已形

41、成了一些固定的工艺单元，得到了广泛的应用。了一些固定的工艺单元，得到了广泛的应用。 生物法生物法是利用微生物的代谢作用，使废水中呈是利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定、无溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质，如害的物质，如H H2 2O O和和COCO2 2等。生物法能够去除废等。生物法能够去除废水中的大部分有机污染物，是常用的二级处理水中的大部分有机污染物，是常用的二级处理法。法。9.3.39.3.3生物法处理废水技术生物法处理废水技术废水的生物处理废水的生物处理好氧生物处理好氧生物处理活性污泥法活性污泥法厌氧生物处理厌氧生物处理生物膜法生物膜法

42、1 1、基本原理、基本原理（1 1）好氧生物处理）好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用将废是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用将废水中的有机物分解为水中的有机物分解为COCO2 2和和H H2 2O O，并释放出能量的，并释放出能量的代谢过程。有机物代谢过程。有机物(C(Cx xH Hy yO Oz z) )在氧化过程中脱出的在氧化过程中脱出的氢是以氧作为受氢体的，如下式所示：氢是以氧作为受氢体的，如下式所示：制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春 在好氧生物处理过程中，有机物的分解比较彻在好氧生物处理过程中，有机物的分解比较彻底，最终产物是含能量最

43、低的底，最终产物是含能量最低的COCO2 2和和H H2 2O O，故释放的，故释放的能量较多，代谢速度较快，代谢产物也很稳定。从能量较多，代谢速度较快，代谢产物也很稳定。从废水处理的角度考虑，这是一种非常好的代谢形式。废水处理的角度考虑，这是一种非常好的代谢形式。CxHyOz + O2 酶CO2 + H2O + 能量 好氧生物法处理有机废水，基本上没有臭好氧生物法处理有机废水，基本上没有臭气产生，所需的处理时间比较短，在适宜的条气产生，所需的处理时间比较短，在适宜的条件下，有机物的生物去除率一般在件下，有机物的生物去除率一般在808090%90%左右，左右，有时可达有时可达95%95%以上。

44、因此，好氧生物法已在有机以上。因此，好氧生物法已在有机废水处理中得到了广泛应用，活性污泥法、生废水处理中得到了广泛应用，活性污泥法、生物滤池、生物转盘等都是常见的好氧生物处理物滤池、生物转盘等都是常见的好氧生物处理法。好氧生物法的缺点是对于高浓度的有机废法。好氧生物法的缺点是对于高浓度的有机废水，要供给好氧生物所需的氧气水，要供给好氧生物所需的氧气( (空气空气) )比较困比较困难，需先用大量的水对废水进行稀释，且在处难，需先用大量的水对废水进行稀释，且在处理过程中要不断地补充水中的溶解氧，从而使理过程中要不断地补充水中的溶解氧，从而使处理的成本较高。处理的成本较高。（2 2）厌氧生物处理）厌

45、氧生物处理 厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生物，主要是厌氧菌的作用，来处理废水中的有物，主要是厌氧菌的作用，来处理废水中的有机物。厌氧生物处理中的受氢体不是游离氧，机物。厌氧生物处理中的受氢体不是游离氧，而是有机物或含氧化合物，如而是有机物或含氧化合物，如SOSO4 42-2-、NONO3 3- -、NONO2 2- -和和COCO2 2等。因此，最终的代谢产物不是简单等。因此，最终的代谢产物不是简单的的COCO2 2和和H H2 2O O，而是一些低分子有机物、，而是一些低分子有机物、CHCH4 4、H H2 2S S和和NHNH4 4+ +等

46、。等。厌氧生物处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产厌氧生物处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用来完成。厌氧乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用来完成。厌氧生物处理过程可粗略地分为水解酸化阶段、产氢生物处理过程可粗略地分为水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。产乙酸阶段和产甲烷阶段。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图图10-1 10-1 厌氧生物处理的三个阶段和厌氧生物处理的三个阶段和CODCOD转化率转化率4%76%20%24%52%28%复复杂杂有有机机物物 简简单单有有机机物物( (有有机机酸酸、醇醇和和醛醛等等) )乙乙酸酸HCH

47、72%水水解解酸酸化化阶阶段段产产氢氢产产乙乙酸酸阶阶段段产产甲甲烷烷阶阶段段2 24 4 厌氧生物处理过程中不需要供给氧气厌氧生物处理过程中不需要供给氧气( (空气空气) )，故动力消耗少，设备简单，并能回收一定数故动力消耗少，设备简单，并能回收一定数量的甲烷气体作为燃料，因而运行费用较低。量的甲烷气体作为燃料，因而运行费用较低。目前，厌氧生物法主要用于中、高浓度有机目前，厌氧生物法主要用于中、高浓度有机废水的处理，也可用于低浓度有机废水的处废水的处理，也可用于低浓度有机废水的处理。该法的缺点是处理时间较长，处理过程理。该法的缺点是处理时间较长，处理过程中常有硫化氢或其它一些硫化物生成，硫化

48、中常有硫化氢或其它一些硫化物生成，硫化氢与铁质接触就会形成黑色的硫化铁，从而氢与铁质接触就会形成黑色的硫化铁，从而使处理后的废水既黑又臭，需要进一步处理。使处理后的废水既黑又臭，需要进一步处理。2 2、生物处理对水质的要求、生物处理对水质的要求 （1 1）温度）温度 温度是影响微生物生长繁殖的一个重要的外界温度是影响微生物生长繁殖的一个重要的外界因素。当温度过高时，微生物会发生死亡；而因素。当温度过高时，微生物会发生死亡；而温度过低时，微生物的代谢作用将变得非常缓温度过低时，微生物的代谢作用将变得非常缓慢，活力受到限制。一般地，好氧生物处理的慢，活力受到限制。一般地，好氧生物处理的水温宜控制在

49、水温宜控制在202040400 0C C。而厌氧生物处理的水。而厌氧生物处理的水温与各种产甲烷菌的适宜温度条件有关，其适温与各种产甲烷菌的适宜温度条件有关，其适宜水温可分别控制在宜水温可分别控制在101030300 0C C、353538380 0C C和和505055550 0C C。（2 2）pHpH值值 微生物的生长繁殖都有一定的微生物的生长繁殖都有一定的pHpH值条件。值条件。pHpH值值不能突然变化很大，否则将使微生物的活力受不能突然变化很大，否则将使微生物的活力受到抑制，甚至造成微生物的死亡。对好氧生物到抑制，甚至造成微生物的死亡。对好氧生物处理，废水的处理，废水的pHpH值宜控制

50、在值宜控制在6 69 9的范围内；对的范围内；对厌氧生物处理，废水的厌氧生物处理，废水的pHpH值宜控制在值宜控制在6.56.57.57.5的范围内。的范围内。 微生物在生活过程中常常由于某些代谢产物的微生物在生活过程中常常由于某些代谢产物的积累而使周围环境的积累而使周围环境的pHpH值发生改变。因此，在值发生改变。因此，在生物处理过程中常加入一些廉价的物质生物处理过程中常加入一些廉价的物质( (如石如石灰等灰等) )调节废水的调节废水的pHpH值。值。（3 3）营养物质）营养物质 微生物的生长繁殖需要多种营养物质，如碳源、微生物的生长繁殖需要多种营养物质，如碳源、氮源、无机盐及少量的维生素等