Anwendung von PAM bei der Abwasseraufbereitung der API-Produktion

Anwendung von Polyacrylamid in der Abwasserbehandlung der API-Produktion

Die Eigenschaften des Abwassers aus der API-Produktion (pharmazeutischer Wirkstoff) werden als „drei Höchstwerte, zwei Schwachpunkte und eine Schwankung“ zusammengefasst: hohe Konzentration, hohe Toxizität, hoher Salzgehalt, schlechte biologische Abbaubarkeit, komplexe Bestandteile und drastische Schwankungen in der Wasserqualität und -menge.

• Kernmerkmale der Wasserqualität

1. Extrem hohe Schadstoffkonzentration‌: Sein CSB liegt normalerweise zwischen Tausenden und Zehntausenden mg/L, und einige hochkonzentrierte Mutterlaugen überschreiten sogar 100.000 mg/L;
2. Extrem komplexe Komponenten‌: Es enthält nicht umgesetzte Rohstoffe, Zwischenprodukte, Nebenprodukte, restliche Lösungsmittel, Katalysatoren und Schwermetallionen;
3. Starke biologische Toxizität‌: Reste von Antibiotika, bakteriostatischen Mitteln, Nitroverbindungen und Halogenkohlenwasserstoffen haben starke hemmende oder tödliche Wirkungen auf Mikroorganismen;
4. Schlechte biologische Abbaubarkeit‌: Das BSB/CSB-Verhältnis liegt im Allgemeinen unter 0,3, und einige Abwässer aus der chemischen Synthese liegen sogar unter 0,2 und enthalten eine große Anzahl feuerfester heterozyklischer und Benzolringstrukturen;
5. Hoher Salzgehalt‌: Die Gesamtkonzentration an gelösten Feststoffen (TDS) beträgt oft 1 % bis 5 % oder sogar mehr, und ein hoher osmotischer Druck führt dazu, dass gewöhnliche Mikroorganismen dehydrieren und deaktiviert werden;
6. Große pH- und Temperaturschwankungen‌: Der pH-Wert des eingeleiteten Wassers schwankt stark (von 2 bis 12), und einige Prozessabwässer haben eine relativ hohe Temperatur und werden intermittierend im Impulsmodus eingeleitet.

• Unterschiede in den Merkmalen nach Kategorie

1. Art der chemischen Synthese‌: Es weist die höchste Toxizität und die hervorstechendste feuerfeste Eigenschaft auf, enthält eine große Menge an organischen Lösungsmitteln und synthetischen Zwischenprodukten, mit dem niedrigsten B/C-Verhältnis und einem hohen Salzgehalt;
2. Fermentationstyp‌: Es hat einen hohen Ammoniak-, Stickstoff- und Sulfatgehalt. Obwohl seine biologische Abbaubarkeit relativ gut ist, wird hoher Sulfatgehalt unter anaeroben Bedingungen zu Sulfid reduziert, wodurch Methanogene gehemmt werden;
3. Extraktionstyp‌: Es hat einen hohen Gehalt an suspendierten Feststoffen (SS) und ein hohes Chroma, enthält Pflanzenfasern, Pigmente, Tannine usw. mit einer SS-Konzentration von bis zu Tausenden von mg/L und einer tiefen Farbe.

• PAM-Rolle bei der Abwasserbehandlung der API-Produktion

Polyacrylamid (PAM) wird hauptsächlich als „hocheffizientes Flockungsmittel“ und Schlammentwässerungsmittel bei der Behandlung von Abwasser aus der Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe (API) verwendet. Durch Ladungsneutralisierung und Adsorptionsüberbrückungseffekte begegnet es den Herausforderungen, die pharmazeutisches Abwasser mit sich bringt, wie z. B. komplexe Zusammensetzung, stabile Kolloide und schlechte biologische Abbaubarkeit, wodurch die Effizienz der Fest-Flüssig-Trennung erheblich verbessert und der Schlammfeuchtigkeitsgehalt verringert wird.

Koagulation-Sedimentations-Vorbehandlung‌: In Kombination mit anorganischen Flockungsmitteln (z. B. Polyaluminiumchlorid, Polyeisensulfat) entfernt es schnell suspendierte Feststoffe, Kolloide und einen Teil des CSB im Abwasser und verbessert so die biologische Abbaubarkeit der nachfolgenden biochemischen Behandlung.

Erweiterte Schlammentwässerung‌:Bei der Filterpressung oder Zentrifugalentwässerung dosiert, reduziert es den Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms deutlich (bis auf 80–85 %), reduziert das Schlammvolumen und die damit verbundenen Entsorgungskosten.

Fortschrittliche Abwasserreinigung‌: Wird in Nachklärbecken oder Endklärbecken eingesetzt, um feine Schwebstoffe weiter zu entfernen und sicherzustellen, dass die Abwasserqualität den Einleitungsstandards entspricht.

• Auswahl- und Dosierungsstrategie

Aufgrund der großen Variation der Eigenschaften von API-Abwässern muss das Modell genau nach pH-Wert, Konzentration organischer Stoffe und Ladungseigenschaften ausgewählt werden:

1. Kationisches PAM (CPAM)‌: Der „am häufigsten verwendete Typ“. Geeignet für die Schlammentwässerung und Abwässer mit einem großen Anteil an organischen Kolloiden. Es wird empfohlen, Produkte mit einem Ionengrad von 60–70 % und einem Molekulargewicht von etwa 9 Millionen zu wählen, die negativ geladene organische Schlammpartikel wirksam neutralisieren können.
2. Anionisches PAM (APAM)‌: Gilt für Abwasser mit „neutralem oder alkalischem“ pH-Wert, positiv geladenen Schwebstoffen oder hohem anorganischem Gehalt. Seine langkettige Struktur beschleunigt die Sedimentation.
3. Nichtionisches PAM (NPAM)‌: Geeignet für „saure“ Umgebungen (pH < 7) oder feuerfestes Abwasser mit niedriger Temperatur, wodurch Ladungsstörungen vermieden werden.

Dosierungsprinzip‌: Befolgen Sie immer den Grundsatz „Prüfstand vor Feldanwendung“. Normalerweise werden zuerst anorganische Flockungsmittel hinzugefügt, um Kolloide zu destabilisieren, und dann PAM zur Flockung hinzugefügt. Die Dosierung von PAM beträgt im Allgemeinen 1/50 der anorganischen Flockungsmittel; Eine zu hohe Dosierung führt zu einer Restabilisierung der Kolloide.

• Wichtige betriebliche Vorsichtsmaßnahmen

Auflösungsspezifikationen‌: Bereiten Sie eine 0,1–0,2 %ige wässrige Lösung vor, kontrollieren Sie die Rührgeschwindigkeit auf 70–100 U/min und die Auflösungszeit auf 40–60 Minuten. Gießen Sie das Pulver niemals auf einmal ein, um ein Zusammenbacken zu vermeiden.

Anpassung der Wasserqualität‌: Wählen Sie für Antibiotika-Abwasser mit hohem Salzgehalt und hoher Toxizität salztolerante und hochreine Produkte mit einem Restmonomergehalt unter 0,1 %, um eine Sekundärverschmutzung zu verhindern.

Dynamische Anpassung‌: Passen Sie die Dosierung regelmäßig an die Schwankungen der Qualität des Zulaufwassers an, um eine feste Dosierung zu vermeiden, die zu Chemikalienverschwendung oder einer schlechten Behandlungswirkung führt.

Bei praktischen Anwendungen wird empfohlen, zunächst Becherversuche durchzuführen, um das optimale Modell und den optimalen Dosierungspunkt zu ermitteln und so den Behandlungseffekt und die Betriebskosten in Einklang zu bringen.