肝素鈉廢水水質(zhì)解析

摘 要：肝素鈉作為一種抗凝血藥物，在制造生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，根據(jù)肝素鈉生產(chǎn)工藝分析，針對廢水各污染節(jié)點(diǎn)的廢水特點(diǎn)，對廢水水質(zhì)主要指標(biāo)進(jìn)行分析，并闡述此“三高”對該廢水處理的影響和難度。

關(guān)鍵詞：肝素鈉；廢水水質(zhì)；含鹽量

肝素鈉是粘多糖硫酸酯類抗凝血藥，具有抗凝血、降血脂、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞和抗炎等作用，對腎病患者的滲血、急性心梗塞等方面的臨床價(jià)值極高。近些年來，肝素鈉類藥物在醫(yī)藥方面應(yīng)用越來越廣泛，需求量和產(chǎn)量也逐年增大，在制備肝素鈉的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢水。統(tǒng)計(jì)顯示，國內(nèi)腸衣加工廢水排放量約270萬噸/年，制備肝素鈉廢水約220萬噸/年[1]。因此對于污水的特點(diǎn)和污水處理研究很有必要。目前國內(nèi)很少有針對肝素鈉廢水分析和處理的報(bào)道，關(guān)于肝素鈉廢水沒有的排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理正處于研究階段。開展肝素鈉廢水水質(zhì)解析等工作很有意義。

1 肝素鈉廢水的來源

肝素鈉來自豬或牛的腸粘膜中提取的硫酸氨基葡聚糖的鈉鹽。其生產(chǎn)工藝為酶解法，生產(chǎn)工序主要包括粗制和精制兩部分。粗制過程主要包括鹽析和離子交換；精制是在加工得到的粗品的基礎(chǔ)上進(jìn)行過濾、洗滌、干燥得到肝素鈉精品。從其生產(chǎn)過程中可以看出，污水主要來自兩部分，洗腸廢水和酶解廢水。廢水中干物質(zhì)主要為氯化物，污水通常含有酸、堿、蛋白質(zhì)、丙酮、酒精等有機(jī)物以及NaCl、NaSO4。

2 肝素鈉廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及對污水處理的影響分析

為了搞清肝素鈉廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，我們對該污水進(jìn)行檢測、分析，污水水樣采自雙匯分公司肝素鈉生產(chǎn)車間，為綜合污水加權(quán)平均樣。

采用的檢測方法如下：

NaCl：戴安離子色譜儀；

化學(xué)需氧量（COD）：重鉻酸鉀法；

氨氮（NH3-N）：納氏試劑分光光度法；

色度：稀釋倍數(shù)法；

肝素鈉廢水水質(zhì)分析結(jié)果及對污水處理的影響分析如下：

2.1 含鹽量

在肝素鈉的生產(chǎn)過程中，使用大量的食鹽（氯化鈉），主要用于鹽解、離子交換和肝素鈉精制過程中，廢水主要通過過濾和沖洗等工序產(chǎn)生，從而導(dǎo)致廢水中含鹽量較高。含鹽量約為25000-35000mg/L。另外由于肝素鈉是由豬或牛的腸粘膜中提取，在生產(chǎn)過程中會(huì)加入大量的NaCl保鮮，因此導(dǎo)致廢水中NaCl含量非常高。深圳市某公司肝素鈉廢水NaCl含量就達(dá)到了18000-26000mg/L[2]；雙匯某公司肝素鈉廢水NaCl含量就達(dá)到了23000-32000mg/L，廢水中過高的鹽分對微生物有明顯的抑制作用，當(dāng)廢水中的NaCl濃度超過2500mg/L采用活性污泥法進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)對活性污泥有較強(qiáng)的抑制作用[3]；當(dāng)廢水中NaCl濃度超過8000mg/L時(shí)，就會(huì)造成污泥體積的膨脹，微生物相繼死亡。目前，利用生物處理手段處理鹽度高的廢水得出的結(jié)論還不統(tǒng)一，通常在好氧生物處理的過程中，低鹽度可能有利于微生物的生長代謝，而在高鹽度的情況下，即使是馴化過的污泥，對于微生物的抑制作用也非常明顯。在鹽度對有機(jī)物的去除效果方面，Karigi在采用SBR處理高鹽有機(jī)廢水時(shí)，含鹽量由0%提高到6%時(shí)，COD去除率則從90%降低到32%[4]；在對氨氮的去除效果方面，由于鹽度對硝化和反硝化過程存在一定程度的抑制作用，也進(jìn)一步影響污水的脫氮效果，Rose等在處理高鹽廢水時(shí)，當(dāng)NaCl濃度為50g/L時(shí)，氮的去除率為48%，而當(dāng)NaCl濃度降低為零時(shí)，氮的去除率達(dá)到94%[5]。對于高鹽廢水的處理方法中，最常用的方法之一為生物處理法，一般啟動(dòng)時(shí)間只需3-7天，所需設(shè)備較小。Anan在高鹽條件下馴化污泥后采用A2/O處理鹽濃度為30000mg/L的廢水，COD去除率為71%[6]；上海某腸衣廠采用兩段A/O生物接觸氧化法處理其高鹽度廢水，系統(tǒng)對COD去除率為96%。氨氮去除率為87.5%[7]。

2.2 化學(xué)需氧量（COD）濃度

COD是體現(xiàn)污水中還原性物質(zhì)含量的指標(biāo)。通常包括污水中各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物等，主要是有機(jī)物，因此化學(xué)需氧量是污水中有機(jī)污染物的衡量標(biāo)準(zhǔn)。由于污水中還原性物質(zhì)的差異以及測定方法的不同，測定結(jié)果也有一定的差異。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。由于重鉻酸鉀的氧化能力強(qiáng)于高錳酸鉀，污水處理中常常采用重鉻酸鉀法。由于肝素鈉廢水中含有大量的Cl-離子，因此在檢測COD過程中，在加入消解試劑前要加入適量的硫酸汞粉末，汞離子與氯離子反應(yīng)生成穩(wěn)定的配合物，使Cl-不能與后面加入的硫酸銀反應(yīng)生成白色的沉淀干擾滴定時(shí)的終點(diǎn)觀察。在肝素鈉的生產(chǎn)過程中，COD主要在鹽解和離子交換過程產(chǎn)生，肝素鈉廢水COD濃度分析結(jié)果約為15800-25500mg/L，屬于典型的肝素中高濃度污水，該廢水如同普通的制藥廢水一樣，原料反應(yīng)不完全造成大量的原料以及副產(chǎn)物隨水排放，以及在生產(chǎn)過程中使用的大量的溶劑也是使污水中COD值偏高的原因。由于肝素鈉廢水有機(jī)物含量高，主要是提取過程中，可回收應(yīng)用的物質(zhì)較少，大量的業(yè)態(tài)和固態(tài)物質(zhì)排入污水中造成的，對于該污水常規(guī)的物化處理方法例如氣浮、混凝沉淀等前處理后再接厭氧和好氧處理工藝處理方面取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。

2.3 NH3-N濃度

氨氮是指水中以游離態(tài)氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。氨氮通常是由于在氧氣不足時(shí)含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生，或者是由于含氮化合被反硝化細(xì)菌還原產(chǎn)生。由于肝素鈉是由豬腸衣廢棄的粘膜液制成，肝素鈉廢水中的氨氮主要來源于在豬腸中存有一定量的豬糞便、未消化的飼料等的分解。肝素鈉的生產(chǎn)需要大量的豬腸，因此肝素鈉廢水的氨氮含量很高，雙匯某分公司肝素鈉污水氨氮濃度分析結(jié)果為1320-2350mg/L之間。由于氨氮的毒性極強(qiáng)，因此在肝素鈉廢水處理中，氨氮是重要的監(jiān)測指標(biāo)。通常條件下如果采用厭氧法處理肝素鈉廢水時(shí)通常無法去除NH3-N，常采用加堿曝氣的方法去除，研究表明當(dāng)pH在11左右，曝氣時(shí)間在13h時(shí)，NH3-N的去除率為55%～65%[8]。剩余的氨氮可在后續(xù)好氧生化中除去。主要的工藝有SBR、A2O等。

2.4 蛋白質(zhì)含量及色度

在豬腸粉碎的過程中會(huì)產(chǎn)生很多蛋白質(zhì)的殘留，使得肝素鈉制藥廢水中的蛋白質(zhì)含量很高，也使得廢水中有機(jī)碳的含量也比較高。在廢水的處理過程中，常采用混凝技術(shù)去除、回收腸衣加工廢水中的蛋白質(zhì)，吳勤民等研究了不同絮凝劑回收腸衣廢水中蛋白質(zhì)的試驗(yàn)研究，將聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鐵（PAC）、殼聚糖（CTS）三者進(jìn)行比較，從去除蛋白質(zhì)和COD角度出發(fā)，聚合氯化鐵為最佳絮凝劑，蛋白質(zhì)和COD去除率分別為90.1%和81.2%[9]。施陽等在處理深圳市某生物技術(shù)有限公司肝素鈉廢水時(shí)，就采用聚合氯化鋁作為絮凝劑的氣浮技術(shù)去除廢水中不溶性的蛋白質(zhì)和COD，效果顯著[10]。另外，一般情況下剛采集的廢液一般呈灰白色乳狀，主要由于蛋白質(zhì)含量高而產(chǎn)生的大量的環(huán)狀有機(jī)物，導(dǎo)致肝素鈉廢水色度大。廢水通常帶有強(qiáng)烈的刺激性氣味、易腐臭，也需要對該部分廢氣進(jìn)行除臭處理。

3 結(jié)束語

通過上述化驗(yàn)分析得出肝素鈉廢水含鹽濃度（25000-35000mg/L）、有機(jī)物濃度（15800-25500mg/L）、氨氮濃度（1320-2350mg/L），屬于高含鹽、高有機(jī)物和高氨氮的“三高”有機(jī)廢水。分析了肝素鈉廢水的處理方法，和“三高”指標(biāo)對該有機(jī)廢水處理的影響。推薦了處理該污水的處理方法，對于進(jìn)一步研究該污水適宜的處理工藝提供了基礎(chǔ)資料。

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作者簡介：馬彥峰（1964-），大學(xué)本科，漢族，沈陽市化工學(xué)校，高級講師，從事化工分析教學(xué)工作。