Ứng dụng Polyacrylamide trong xử lý nước thải sản xuất API
Các đặc điểm của nước thải sản xuất API (hoạt chất dược phẩm) được tóm tắt là "ba cao, hai kém và một biến động": nồng độ cao, độc tính cao, độ mặn cao, khả năng phân hủy sinh học kém, thành phần phức tạp và biến động mạnh về chất lượng và số lượng nước.
- Đặc điểm chất lượng nước cốt lõi
- Nồng độ chất ô nhiễm cực cao: COD của nó thường dao động từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn mg/L, và một số loại rượu mẹ nồng độ cao thậm chí còn vượt quá 100.000 mg/L;
- Thành phần cực kỳ phức tạp: Nó chứa nguyên liệu thô chưa phản ứng, chất trung gian, sản phẩm phụ, dung môi dư, chất xúc tác và ion kim loại nặng;
- Độc tính sinh học mạnh: Kháng sinh dư lượng, chất kìm khuẩn, hợp chất nitro và hydrocacbon halogen hóa có tác dụng ức chế hoặc gây chết mạnh đối với vi sinh vật;
- Khả năng phân hủy sinh học kém: Tỷ lệ BOD/COD thường thấp hơn 0,3 và một số nước thải tổng hợp hóa học thậm chí còn thấp hơn 0,2, chứa một số lượng lớn cấu trúc vòng benzen và dị vòng chịu lửa;
- Độ mặn cao: Nồng độ tổng chất rắn hòa tan (TDS) thường từ 1% đến 5% hoặc thậm chí cao hơn, áp suất thẩm thấu cao sẽ khiến các vi sinh vật thông thường bị mất nước và ngừng hoạt động;
- Biến động lớn về pH và nhiệt độ: Độ pH của nước thải rất khác nhau (từ 2 đến 12), và một số nước thải quy trình có nhiệt độ tương đối cao và được xả không liên tục ở chế độ xung.
- Sự khác biệt về đặc điểm theo danh mục
- Loại tổng hợp hóa học: Nó có độc tính cao nhất và đặc tính chịu lửa nổi bật nhất, chứa một lượng lớn dung môi hữu cơ và chất trung gian tổng hợp, có tỷ lệ B/C thấp nhất và độ mặn cao;
- Kiểu lên men: Nó có hàm lượng nitơ amoniac và sunfat cao. Mặc dù khả năng phân hủy sinh học tương đối tốt nhưng hàm lượng sunfat cao sẽ bị khử thành sunfua trong điều kiện yếm khí, ức chế sinh metan;
- Kiểu chiết xuất: Nó có chất rắn lơ lửng (SS) và sắc độ cao, chứa sợi thực vật, chất màu, tannin, v.v., với nồng độ SS lên tới hàng nghìn mg/L và màu đậm.
- Vai trò PAM trong xử lý nước thải sản xuất API
Polyacrylamide (PAM) chủ yếu được sử dụng làm chất kết tụ và khử nước bùn hiệu quả cao trong xử lý nước thải từ quá trình sản xuất hoạt chất dược phẩm (API). Thông qua các hiệu ứng bắc cầu trung hòa điện tích và hấp phụ, nó giải quyết các thách thức do nước thải dược phẩm đặt ra, chẳng hạn như thành phần phức tạp, chất keo ổn định và khả năng phân hủy sinh học kém, cải thiện đáng kể hiệu quả tách chất lỏng rắn và giảm độ ẩm của bùn.
Tiền xử lý đông tụ-lắng: Kết hợp với các chất keo tụ vô cơ (ví dụ, polyalumin clorua, polyferric sunfat), nó nhanh chóng loại bỏ các chất rắn lơ lửng, chất keo và một phần COD trong nước thải, tăng cường khả năng phân hủy sinh học của quá trình xử lý sinh hóa tiếp theo.
Khử nước bùn tiên tiến:Được định lượng trong quá trình ép lọc hoặc khử nước ly tâm, nó làm giảm đáng kể độ ẩm của bùn (xuống tới 80% -85%), giảm thể tích bùn và chi phí xử lý tiếp theo.
Lọc nước thải nâng cao: Áp dụng trong bể lắng thứ cấp hoặc bể lắng cuối cùng nhằm loại bỏ thêm các hạt lơ lửng mịn, đảm bảo chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.
- Chiến lược lựa chọn và định lượng
Do đặc tính của nước thải API có sự khác biệt lớn nên mô hình phải được lựa chọn chính xác theo giá trị pH, nồng độ chất hữu cơ và tính chất điện tích:
- PAM cation (CPAM): Loại được sử dụng phổ biến nhất. Thích hợp cho việc khử nước bùn và nước thải có chứa một lượng lớn chất keo hữu cơ. Nên chọn sản phẩm có nồng độ ion 60%-70% và trọng lượng phân tử khoảng 9 triệu, có thể vô hiệu hóa các hạt bùn hữu cơ tích điện âm một cách hiệu quả.
- PAM anion (APAM): Áp dụng cho nước thải có pH trung tính hoặc kiềm, các hạt lơ lửng tích điện dương hoặc hàm lượng vô cơ cao. Cấu trúc chuỗi dài của nó làm tăng tốc quá trình lắng đọng.
- PAM không ion (NPAM): Thích hợp cho môi trường axit (pH < 7) hoặc nước thải chịu lửa nhiệt độ thấp, tránh nhiễu điện tích.
Nguyên tắc định lượng: Luôn tuân thủ nguyên tắc “kiểm tra trên băng ghế trước khi áp dụng tại hiện trường”. Thông thường, trước tiên, thêm chất keo tụ vô cơ để làm mất ổn định chất keo, sau đó thêm PAM để keo tụ. Liều lượng PAM thường bằng 1/50 liều lượng chất keo tụ vô cơ; liều lượng quá mức sẽ làm cho chất keo ổn định lại.
- Các biện pháp phòng ngừa vận hành chính
Thông số giải thể: Chuẩn bị dung dịch nước 0,1%-0,2%, kiểm soát tốc độ khuấy 70-100 vòng/phút và thời gian hòa tan là 40-60 phút. Không bao giờ đổ bột cùng một lúc để tránh bị vón cục.
Thích ứng chất lượng nước: Đối với nước thải kháng sinh có độ mặn, độc tính cao nên lựa chọn sản phẩm có khả năng chịu mặn, độ tinh khiết cao, hàm lượng monome dư dưới 0,1% để ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp.
Điều chỉnh động: Tinh chỉnh liều lượng thường xuyên theo sự biến động của chất lượng nước đầu vào, tránh cố định liều lượng gây lãng phí hóa chất hoặc hiệu quả xử lý kém.
Trong các ứng dụng thực tế, trước tiên nên tiến hành thử nghiệm cốc thủy tinh để xác định mô hình và điểm định lượng tối ưu, nhằm cân bằng giữa hiệu quả xử lý và chi phí vận hành.
