制药工业废渣处理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节,化,化学,合,合成药,物,物产生,废,废渣的,处,处理技,术,术,一、热,解,解,（1）,热,热解,处,处理的,原,原理及,特,特点,固体废,物,物的热,解,解是指,在,在缺氧或,无,无氧条,件,件下，使,可,可燃性,固,固体废,物,物再高,温,温下分,解,解，最,终,终成为,可,可燃气,、,、油、,固,固型炭,的,的过程,。,。,高分子,化,化合物,分,分解成,低,低分子,，,，其产,物,物分为,三,三部分,：,：,气体部,分,分：氢,、,、甲烷,、,、一氧,化,化碳、,二,二氧化,碳,碳等；,液体部,分,分：甲,醇,醇、丙,酮,酮、醋,酸,酸、含,其,其他有,机,机物的,焦,焦油、,溶,溶剂油,、,、水溶,液,液等；,固体部,分,分：主,要,要为炭,黑,黑,有机固,体,体废物,高分子、,大,大分子有,机,机液体（,焦,焦油+芳,香,香烃）+,炉,炉渣,+低分子,有,有机液体+各种有,机,机酸+芳,香,香烃,+CH,4,+H,2,+H,2,O+CO+CO,2,+NH,3,+H,2,S+HCN,适合热解,的,的废物：,废,废塑料（,含,含氯的除,外,外）、废,橡,橡胶、废,轮,轮胎、,废油及油,泥,泥和废有,机,机污泥等,（2）热,解,解的主要,影,影响因素,温度,一,一般温度,升,升高，气,体,体的产量,增,增加,湿度,影,影,响,响产气量,及,及其成分,、,、热解内,部,部的化学,过,过程以及,影,影响整个,系,系统的能,量,量平衡。,反应时,间,间,一般情形,下,下，物料,尺,尺寸越小,，,，反应时,间,间越短；,物料分子,结,结构越复,杂,杂，反应,时,时间越长,；,；,反应温度,越,越高，反,应,应时间就,会,会缩短,（3）热,解,解工艺与,设,设备,立式炉,热,热解法,双塔循,环,环式流动,床,床热分解,的,的工艺,原理：该,工,工艺由荏,原,原工技,院,院及月岛,机,机械分别,开,开发。二,者,者共同点,都,都是将,热分解及燃烧反应分开在两,个,个塔中进,行,行，热解,所,所需的热,量,量由热解,生,生成的固,体,体炭或燃,料,料气在燃,烧,烧塔内燃,烧,烧来供给,。,。惰性的,热,热媒体(,砂,砂)在燃,烧,烧炉内吸,收,收热量并,被,被流化气,鼓,鼓动成流,态,态化，经,连,连络管到,热,热分解塔,与,与垃圾相,遇,遇，供给,热,热分解所,需,需的热量,，,，经连络,管,管返回燃,烧,烧炉内，,再,再被加热,返,返回热解,炉,炉。,优点：燃,烧,烧的废气,不,不进入产,品,品气体中,，,，因此可,得,得高热值,燃,燃料气；,在,在燃烧炉,内,内热媒体,向,向上扰动,，,，可防止,热,热媒体结,块,块；因炭,燃,燃烧需要,的,的空气量,少,少，向外,排,排气少；,在,在流化床,内,内温度均,一,一，可以,避,避免局部,过,过热；由,于,于燃烧温,度,度低，产,生,生的,少，特别,适,适合于处理热塑,性,性塑料含,量,量高的垃,圾,圾的热解；可以防,止,止结块。,回转窑,热,热解法,温度控制730-760,;此分,解,解流程由,于,于前处理,简,简单，对,垃,垃圾组成,适,适应性大,，,，装置构,造,造简单，,操,操作可靠,性,性高。,堆肥化（Composting），,是,是依靠自,然,然界广泛,分,分布的细,菌,菌、放线,菌,菌和真菌,等,等微生物,，,，有控制,地,地促进可,生,生物降解,的,的有机物,，,，发生生,物,物稳定作,用,用（biostablization）（腐,殖,殖质化）,的,的生物化,学,学过程，,这,这一定义,强,强调，堆,肥,肥原料是,来,来自生物,界,界，堆肥,过,过程是在,人,人工控制,下,下进行，,不,不同于卫,生,生填埋、,废,废物的自,然,然腐化和,腐,腐烂。,最早的堆,肥,肥法采用,厌,厌氧发酵,，,，发酵周,期,期长，占,地,地面积大,，,，现在采,用,用好氧堆,肥,肥。,二、好氧,堆,堆肥法,好氧堆肥,原,原理图,好氧堆肥,机,机理：是,在,在有氧的,条,条件下，,借,借好氧微生,物,物（主要是,好,好氧细菌,）,）的作用,来,来进行的,。,。,在堆肥过,程,程中，有,机,机废物中,的,的可溶性,有,有机物质,透,透过微生,物,物的细胞,壁,壁和细胞,膜,膜为微生,物,物所吸收,：,：固体的,和,和胶体的,有,有机物先,附,附在微生,物,物体外，,由,由微生物,所,所分泌的,胞,胞外酶分,解,解为可溶,性,性物质，,再,再渗入细,胞,胞。,微生物通,过,过自身的,生,生命活动,氧化,还,还原和生,物,物合成过,程,程，把一,部,部分被吸,收,收的有机,物,物氧化成,简,简单的无,机,机物，并,释,释放出微,生,生物生长,、,、活动所,需,需要的能,量,量，把另,一,一部分有,机,机物转化,合,合成新的,细,细胞物质,，,，使微生,物,物生长繁,殖,殖，产生,更,更多的生,物,物体。,好氧堆肥,微,微生物：,在,在堆肥过,程,程中，有,机,机质生化,降,降解会产,生,生热量，,使,使堆肥物,料,料的温度,上,上升。根,据,据堆肥的,升,升温过程,，,，可将其,分,分为三个,阶,阶段：起始阶段、高温阶段、熟化阶段。,起始阶段：为中温,好,好氧微生,物,物分解有,机,机物中易,降,降解的葡,萄,萄糖、脂,肪,肪和碳水,化,化合物，,分,分解产生,的,的热量促,使,使堆肥物,料,料温度上升。,最常见的,是,是无芽孢,细,细菌、芽,孢,孢细菌和,霉,霉菌等,高温阶段,：,：此时温度,上,上升到40-50,，起始,阶,阶段的微,生,生物死亡,，,，取代的,微,微生物是,一,一系列嗜,热,热菌，分,解,解纤维素,和,和半纤维,素,素进一步,使,使堆肥温,度,度上升到70。,在,在温度60-70的堆肥中,，,，除一些,孢,孢子外，,所,所有的病,原,原微生物,都,都会在几,小,小时内死,亡,亡。,熟化阶段：当有机,物,物基本降,解,解完时，,嗜,嗜热菌因,为,为缺乏适,当,当的养料,而,而停止生,长,长，堆肥,温,温度逐渐,下,下降。在,冷,冷却的堆,肥,肥中，一,系,系列新的,微,微生物（,主,主要是真,菌,菌和放线,菌,菌）将借,助,助残余有,机,机物（包,括,括死亡的,微,微生物残,体,体）而生,长,长，最终,完,完成堆肥,过,过程。,腐熟堆肥,的,的特征,表面呈白,色,色或灰白,色,色，内部,呈,呈黑褐色,或,或棕黑色,：,：,秸秆和粪,块,块等完全,腐,腐熟，质,地,地松软，,无,无粪臭，,散,散发出泥,土,土气味，,不,不招引蚊,蝇,蝇；,pH8-9，呈弱,碱,碱性。,（1）好,氧,氧堆肥过,程,程要求的,参,参数,供氧：30时,，,，需氧量,为,为1mg,氧,氧/g挥,发,发性物质,。,。,含水量,：,：含水量,太,太低，微,生,生物活动,受,受抑制。45时,应,应控制在50%左,右,右,CNP,：,：,C/N为10-25时，有,机,机物降解,速,速度最大,，,，,C/P适,宜,宜在75-150,，,，不足可,掺,掺污泥,温度：,嗜,嗜温菌30-40,，嗜热,菌,菌55-60，5-7d,无,无变化,pH,：,：,理,理,论,论,上,上pH,值,值,对,对,堆,堆,肥,肥,过,过,程,程,没,没,有,有,影,影,响,响,（2,）,）,堆,堆,肥,肥,工,工,艺,艺,静,静,态,态,堆,堆,肥,肥,工,工,艺,艺,（,三,三,）,）,厌,厌,氧,氧,堆,堆,肥,肥,高,高,温,温,动,动,态,态,二,二,次,次,堆,堆,肥,肥,工,工,艺,艺,立,立,仓,仓,式,式,堆,堆,肥,肥,工,工,艺,艺,滚,滚,筒,筒,式,式,：,：,又,又,称,称Dano,式,式,（,（,丹,丹,诺,诺,）,）,（3,）,）,好,好,氧,氧,堆,堆,肥,肥,的,的,工,工,艺,艺,过,过,程,程,、,、,原,原,料,料,预,预,处,处,理,理,包,括,括,分,分,选,选,、,、,破,破,碎,碎,以,以,及,及,含,含,水,水,率,率,和,和,碳,碳,氮,氮,比,比,调,调,整,整,。,。,、,、,原,原,料,料,发,发,酵,酵,我,国,国,高,高,温,温,堆,堆,肥,肥,大,大,多,多,采,采,用,用,一,一,次,次,发,发,酵,酵,方,方,式,式,，,，,周,周,期,期,长,长,达,达30,天,天,以,以,上,上,，,，,目,目,前,前,实,实,验,验,推,推,广,广,的,的,是,是,二,二,次,次,发,发,酵,酵,方,方,式,式,，,，,周,周,期,期,一,一,般,般,需,需,要,要20,天,天,。,。,一,次,次,发,发,酵,酵,：,：,前,前,两,两,个,个,阶,阶,段,段,，,，,天,天,二,次,次,发,发,酵,酵,：,：,第,第,三,三,段,段,后,后,发,发,酵,酵,室,室,，,，,堆,堆,成,成1,2,米,米,高,高,的,的,堆,堆,垛,垛,进,进,行,行,二,二,次,次,发,发,酵,酵,，,，,使,使,之,之,腐,腐,熟,熟,。,。,此,此,时,时,温,温,度,度,持,持,续,续,下,下,陈,陈,当,当,温,温,度,度,稳,稳,定,定,在,在40,左,左,右,右,时,时,即,即,达,达,腐,腐,熟,熟,，,，,一,一,般,般,需,需20,一,一30,天,天,。,。,、后处理,后处理包括,去,去除杂质和,进,进行必要的,破,破碎处理。,（4）堆肥,方,方法,间歇堆肥法,（,（野积式堆,肥,肥）,传统方法；,一,一次发酵，,周，每周,翻,翻动-,次,次,二次发酵，,-周,全过程-天，,场,场地坚实,不,不渗水面,积,积足够,三、厌氧发,酵,酵技术,1、厌氧发,酵,酵的原理,整个发酵过,程,程分为液化,、,、产酸和产,甲,甲烷三个阶,段,段；,液化阶段,主,主要是,发,发酵细菌起,作,作用，包括,纤,纤维素分解,菌,菌、蛋白质,水,水解菌等,产酸阶段,主,主要,是,是醋酸菌起,作,作用,产甲烷阶,段,段 主要,是,是甲烷细菌,，,，将产酸阶,段,段产生的产,物,物降解成甲,烷,烷和二氧化,碳,碳，同时利,用,用产酸阶段,产,产生的氢将,二,二氧化碳还,原,原成甲烷。,厌氧发酵是,在,在厌氧微生,物,物的作用下,，,，有控制地,使,使废渣中可,生,生物,降解的有机,物,物转化成CH,4,、CO,2,和稳定物质,的,的生物化学,过,过程。,堆肥有机物,微生物,细胞物质,有机酸，醇,类,类，CO,2,，NH,3,H,2,S等，能量,，,，微生物,细胞物质,CO,2,、CH,4,等能量,（2）影响,因,因素,、原料配,比,比：合适的,碳,碳氮比,大量报道及,实,实验表明，,碳,碳氮比20-30最佳,，,，为35时,产,产气量明显,下,下降,（3）厌氧,发,发酵工艺,按发酵温度,划,划分：,高温厌氧发,酵,酵工艺,自然温度厌,氧,氧发酵工艺,高温厌氧,发,发酵工艺,温度：47-55度,效果：有机,物,物分解旺盛,、,、发酵快，,物,物料在发酵,池,池内停留时,间,间短,适用对象：,城,城市垃圾、,粪,粪便和污泥,发酵程序,自然温度,厌,厌氧发酵工,艺,艺,是指在自然,温,温度影响下,发,发酵温度发,生,生变化的,厌氧发酵工,艺,艺,发酵池结构,简,简单、成本,低,低廉、施工,容,容易、便于,推,推广,四、化学合,成,成类制药废,渣,渣处理应用,实,实例,1.从头孢,噻,噻肟钠生产,废,废渣中回收2-硫醇基,苯,苯并噻唑,头孢噻肟钠,是,是国内多家,制,制药厂生产,的,的新型的头,孢,孢类抗生素,药,药物之一，,属,属于第三代,头,头孢菌素。,该,该药在生产,过,过程的酯化与缩合,工,工段生产大量废,渣,渣，由于废,渣,渣中含有多,种,种刺激性、,腐,腐蚀性、毒,性,性成分，不,仅,仅污染环境,，,，而且对人,体,体健康造成,严,严重损害。,河北省某制,药,药厂的头孢,噻,噻肟钠生产,废,废渣中富含,丰,丰富的2-硫醇基,苯,苯并噻唑和三苯基氧膦，若能提取,加,加以利用，,则,则不仅充分,地,地利用了资,源,源，而且解,决,决了制药成,废,废渣处理难,的,的问题。,2-硫醇基,苯,苯并噻唑是,一,一种橡胶通,用,用型硫化促进剂，具有硫化,促,促进作用快,、,、硫化平坦,性,性低以及混,炼,炼时无早期,硫,硫化等特点,，,，广泛用于橡胶加工业。用2-硫,醇,醇基苯并噻,唑,唑还可制取,农,农药杀菌剂,、,、切削油、,石,石油防腐剂,、,、润滑油的,添,添加剂，合,成,成噻唑类硫,化,化促进剂二,硫,硫化二苯并,噻,噻唑（DM,）,）。,三苯基氧膦,是,是一种中性,配,配位体，在,不,不同情况下,与,与稀土金属,形,形成不同配,比,比的络合物,，,，可以用作,药,药物中间体,、,、催化剂、,萃,萃取剂等。,（1）处理,技,技术,废渣的组,成,成,原理与工,艺,艺流程,2-硫醇基,苯,苯并噻唑不,溶,溶于水，而,其,其钠盐溶于,水,水，利用2-硫醇基苯,并,并噻唑的钠,盐,盐与废渣中,其,其他组分在,水,水中溶解度,的,的不同，用,碳,碳酸钠中和,废,废渣、60,下硫酸酸,化,化、无水乙,醇,醇精制的方,法,法从制药废,料,料中提取了2-硫醇基,苯,苯并噻唑。,成分,质量分数/%,成分,质量分数/%,2-硫基苯并噻唑,20.0,酯化产物,9.5,三苯基氧膦,10.0,二氯甲烷,8.1,硫甲基苯并噻唑,22.5,其他,29.9,从废料中提,取,取2-硫醇,基,基苯并噻唑,的,的化学反应,为,为：,废渣,中和,过滤,酸化,过滤,干燥,二次中和,过滤,二次酸化,过滤、干燥,提 纯,滤液,向固体中加,入,入,5%的氢氧,化,化钠,10%的硫,酸,酸,丙酮,2-硫醇基,苯,苯并噻唑纯,品,品,滤渣,溶解,过滤,加热分层,分液,蒸发浓缩,无色透明液,冷却结晶,三苯基氧膦,5%的氢氧,化,化钠,10%的,乙,乙醇,滤液中加入,蒸,蒸馏水,（2）处理,结,结果,温度的选,择,择,室,室温,溶剂的选,择,择,提取2-硫,醇,醇基苯并噻,唑,唑用丙酮,提取三苯基,氧,氧膦用95%乙醇,溶剂量的,选,选择,产品鉴定,测熔点，气,质,质联用仪测,其,其质谱,（3）经济,效,效益分析,三苯基氧膦,的,的市场价格,为,为5.5万,元,元/t，2-硫醇基苯,并,并噻唑的市,场,场价格为1,万,万元/t,经计算每吨,废,废渣可获利,大,大约7100元,（4）结论,提取的2-硫醇基苯,并,并噻唑产率,为,为20.0%，通过气,质,质联用仪测,得,得其纯度为99%；,提取三苯,基,基氧膦，其,产,产率为10%，通过气,质,质联用其纯,度,度为99%,；,；,该方法技,术,术可行、工,艺,艺流程简单,、,、条件易于,控,控制，不仅,充,充分利用了,资,资源，而且,解,解决了制药,厂,厂废物处理,的,的问题。整,个,个操作过程,几,几乎无三废,产,产生，满足,绿,绿色化学的,要,要求，可望,实,实现工业化,。,。,