头孢原料药生产废水处理工艺的研究

2022-11-15翟三宾

中国科技纵横 2022年3期

翟三宾

（内蒙古常盛制药有限公司，内蒙古呼和浩特 010200）

0.引言

在处理头孢药品的废水过程中，需要基于废水的内部构成，以及具体的性质进行针对性的处理。例如，需要给予减压浓缩、萃取、蒸馏提纯等方式，有效利用一个良好的工艺回收废水，这样就可以提取出有价值的有机碱，提升经济性，这样的处理模式下，十分有效地提升了整体的处理合理性和价值性。

1.研究背景

伴随着我国经济的高速发展，使得我国在医疗领域以及健康产业的发展提出了较高的要求，特别是在医疗领域的发展进程中，已经得到了全面的进展。在一些制药工业的生产过程中，出现的废水问题一直都十分受到相应的重视与关注，在制药工业生产的过程中，其废水问题一直受到各界人士的重视。例如，在抗生素工业的生产过程中，其废水的组成成分较为复杂，基本上含有COD、高盐度以及高速额度的特征，这对于微生物的生产起到直接的抑制作用，甚至带来较大的毒性，在采用传统的生化工艺而言，显然无法进行有效的处理。

在一些半合成类的抗生素的处理过程中，始终需要基于化学合成的方式，对其药品的内部结构进行分析，以此可以得到抗生素的衍生物，可以将其用在抑制或者消灭微生物、治病细胞的预计合成物质上。头孢是现阶段在医疗领域比较常见的一种药品，同时我国也逐渐成为当下全球最重要的抗生素原料制造地。但是这样的制药工业发展背景下，也面临着制造的过程中，会形成大量的废水，因此就需要保障对其进行针对性的处理。其中，高浓度且难降解的有机废水，具备着浓度高、成分复杂、难降解的特征，就会导致在进行处理的过程中，采用传统工艺无法得到有效的处理。现阶段人们对于环境保护的要求越来越高，需要在进行制药废水的处理工作上，进行进一步的优化以及创新，满足当下对于制药工艺的绿色环保化的发展要求。

2.废水水质参数以及处理原理

在现阶段的头孢原料的生产过程中，项目总体流程较为的复杂，在工厂当中的加工生产环节，要平均每天排放超过30m3的废水。在对废水进行全面的检测过程中，基本上其中包含着丙酮、氯化铵、氯化钠、氯化钾等各种类型的有机物，需要在进行处理的过程中，进行针对性的处理技术升级，这样才可以保障有效实现全面废水处理工作。例如，在废水当中的有机碱含量在5%的程度上，就要加入一定量的有机溶剂，这样可以促进废水当中的有机碱进行分离，之后将其利用萃取的方式，混入到各种有机溶剂当中，可以得到最终效果。

3.废水处理工艺以及发展

3.1 处理工艺发展

在当下对抗生素药物的生产过程中，所产生的废水污染物浓度较高，同时水量也比较大，因此就会导致处理流程较为的复杂困难，废水的可生化度也比较低。过去传统的处理方式上，基本上都是基于混合稀释的好氧处理方式，这样的处理方式下，基本上是基于水解酸化、生物选择器以及符合接触氧化池的处理流程，或者使用过滤法进行废水的处理工作。虽然这些传统的处理方式，在操作上比较简单，但是实际的处理效果上并不稳定，在处理成本上也比较高，无法对大量废水进行高效率处理。

在我国也有一些制药厂，采用了厌氧与好氧相结合的废水处理方式，这样的处理方式，相比较传统的处理模式成本投入较低，在总体能耗方面也比较小，但是始终受到厌氧生化处理的直接影响，会导致对废水的水质变化，首先需要对废水进行针对性的预处理，其次需要对废水进行可生化性处理，这样才可以最终得到相应的厌氧生化处理效果。

伴随着科学技术的发展，出现了高级氧化金属的方式，以此在实际的使用过程中，可以充分利用好光、声、电物理等方式，在其反应的工程中，对高活性中间体羟基进行针对性处理，这样就可以让废水当中的大部分有机物，进行快速的氧化反应，以此形成大量的小分子有机物，这样的处理方式可以很好地应用到大量废水的处理工作中，并且起到了良好的处理效果，在整体的废水处理环节起到了良好的处理优势。

而在近些年的发展进程中，伴随着水资源的紧张，使得制药行业发展的过程中，需要有效地处理好水资源与废水标准方面的分析，利用好相应的处理矛盾信息，以此全面提升处理的整体效率。

3.2 工艺流程特征

当下针对抗生素进行废水处理的过程中，往往要结合起废水的特征进行针对性处理。当下基本上需要在前期进行试验的分析方式下，对不同浓度当中的处理流程，进行针对性的分析，这样才可以在实际的处理环节，有效地提升处理的整体效率。例如，在进行处理环节上，要降低废水当中的一些有机物，同时保障对其内容部进行针对性的物质分析，保障可以对大量有机物进行集中的降解处理。在通过相关实验后发现，这样的处理模式可以很好地提升废水的再利用率，并保障对成本也相应得到有效的控制。

4.头孢原料废水处理工艺设计

在进行头孢原料的生长过程中，会出现大量的废水物质，同时这些废水的毒性比较大，污染物的整体农业也相对比较高，就无法利用好传统的生化处理方式，进行直接的处理。工厂就需要在进行处理的过程中，对生产的废水进行针对性的回收处理。例如，需要在进行处理的过程中，基于减压浓缩、萃取、蒸馏提纯的方式，进行针对性的提升废水当中的可回收的有机碱，以此提升处理的经济效益。

在经过了全面回收提纯之后，也相应地在有机碱的处理环节全面提升了可再生利用的效果。这样的废水处理成本的方式，相应降低了资源的整体浪费程度。

4.1 废水减压浓缩

当下在投保原料的生产过程中，对其废水的处理环节始终需要基于泵送到废水闪蒸罐当中，并且保持处于在真空的状态下，才可以进行相应的蒸发处理。而在采出的水体积，则需要被控制在总体积的70%的程度，在浓缩比例达到30%之后，就完成了基本的浓缩处理方式，将处理完的浓缩液输送到有机碱萃取罐当中。

4.2 有机碱的萃取

现阶段在进行萃取罐的搅拌过程中，需要利用冷媒的方式，对浓缩液进行降温的处理。例如，在萃取罐当中加入一定量的甲苯，让投入的整体固体氢氧化钠控制在一定的程度上，在温度上控制60℃以内。现阶段在进行处理的过程中要能够对其分相温度进行针对性的转移以及处理，在甲苯相输送到蒸馏塔当中之后，需要进行脱水蒸馏处理。

但是，由于有机碱在水中的溶解性比较高，在有机溶剂的提取过程中并不会较为完善，为了全面提升有机碱的整体回收率，需要将重相物料进行针对性的处理，并返回萃取罐当中进行二次分相。其次，还需要在进行处理的过程中将重相的物料返回到萃取罐，并对重相进行直接的排放，这样能够就可以进行针对性的处理。

4.3 有机碱的蒸馏提纯

这是一种将含有着有机碱的甲苯，有效转移到蒸馏塔比重，进行相应的蒸馏提纯，其次还需要蒸处水分和甲苯。而甲苯则需要返回到萃取罐当中进行套用，这样的浓缩液在转移的过程中，就可以进行相应的精制处理，在得到有机碱成品之后，可以相应地得到应有的处理。这种相比较生产的投标原料投入量占比而言，可以很好地提升一半以上的回收效率。

5.优化工艺参数的确定

进行废水当中的有机碱萃取过程中，要对工艺条件进行针对性的调整，例如，在甲苯和氢氧化钠的用量上，要在萃取过程中进行3个不同因素的调整，同时3个不同的因素都会对有机碱的收率造成一定的影响。为了保障在进行回收的过程中，提升整体回收效率，就要进行处理工艺的全面优化，以此保障处理的高效率性。

5.1 甲苯用量

进行有机碱的萃取过程中，不同的甲苯用量往往会对有机碱的整体用量带来直接的影响。通常情况下，提升甲苯的总体用量，就可以提升整体回收效率，但是在甲苯的用量达到一定程度之后，就会使得整体的回收效率会受到直接的影响，以此无法保障整体的处理效果。在现阶段进行处理的过程中，过多地使用甲苯会导致之后的蒸馏提纯处理工作受到直接的影响，需要控制甲苯始终保持在一个合理的用量上[1]。

例如，在进行甲苯的用量处理中，需要保持在1.5m3、2m3、2.5m3、3.5m3的程度上，在整体的萃取时间安排上，需要控制在半个小时左右的程度，可以对甲苯的用量始终保持一个良好的效果。其次，还要对甲苯的实际用量进行针对性的分析，可以避免有机碱出现一定的问题。

在进行实际的试验中可以发现，伴随着甲苯的用量提升会直接导致有机碱回收率呈现出较大的提升，基本上是基于由低到高的处理方式，进而形成一个良好的稳定变化效果[2]。

在甲苯的用量达到2.5m3程度的时候，就会导致有机碱的整体回收效率，基本上会提升到46.2%的程度，以此即便是用量再次提升，也相应的会受到一些影响。但是，在增加甲苯之后，使得后续的蒸馏阶段的处理过程中，会消耗大量的能源进行相应的处理。需要在进行实际的废水处理中，始终保障以一个合理的甲苯用量，进行相应的处理以及分析。

5.2 氢氧化钠用量

这是一种在废水处理环节，利用一个合理的固体氢氧化钠的方式对用量进行有效的控制以及处理，保障产品的整体质量性。在本文的处理中计划使用2.5m3的甲苯，以此对固体氢氧化钠起到直接的控制效果，在总体的反应时间上需要控制在半个小时左右，并且保障其他的处理工艺并不发生改变。在这样的处理模式下，就可以很好地观察到氢氧化钠在不同的用量条件下，对有机碱的影响效果。通过相关试验可以发现，在提升氢氧化钠的使用量之后，会导致有机碱的回收率得到全面的提升，其次在用量达到580kg的时候，会达到一半左右的税收率，因此整体的增长态势较为的温度。现阶段在将用量增加到600kg的时候，就会让回收率增长效率得到全面的提升[3]。

因此，从处理的成本角度进行考量，为了能够最大程度上控制废水处理的成本投入，需要保障实际的处理过程中，控制氢氧化钠的用量在580kg的程度。

5.3 萃取时间

在萃取时间的安排上，一旦萃取时间过短，往往就会对整个的萃取的效果造成不良的影响，但是时间过长的情况下，也会导致大量处理成本的提升，因此这样的处理过程中，就需要积极的对生产设备进行相应的下降效率控制，以此充分保障整个处理流程的可靠性。现阶段在对工艺进行优化的过程中，往往需要对其采用甲苯2.5m3的处理方式，这样就可以保障氢氧化钠投入到在一个合理的水平上，极大地保障整个处理流程的稳定性。

在进行实验的过程中发现，萃取的时间长度上，往往对于有机碱的回收效率会产生直接的影响，因此整体的回收率大小以及萃取的时间分析上，需要始终保持在一个正比例关系上。在萃取时间达到40min的时候，可以保障提升有机碱萃取率，但是在之后提升用量后发现提升效果并不明显。因此，在进行处理的过程中就需要有效对其萃取时间的把控，通过良好的萃取方式全面提升整体的处理效果。在利用一个科学合理的处理模式下，极大地提升整体的处理模式以及运营的效果。

在本文提出的处理模式下，对于头孢原料生产的废水，进行了水质方面的系统性分析，这样可以很好地了解废水的特征，以此在后续的处理过程中有效发挥出应有的处理效果。其中，在进行处理环节，需要基于减压浓缩、萃取以及蒸馏提纯的方式，进行相应的工艺回收的废水处理，这样的处理模式下，可以很好地保障对甲苯用量、氢氧化钠用量以及各种萃取的时间进行科学合理的处理，以充分保障在不同的流程当中，可以针对废水的特征全面提升废水的整体有机碱回收效率。在这样的处理模式下，也相应地需要保障全面提升氢氧化钠的整体处理效果，特别是在整体的萃取过程中能够保障工艺操作的灵活性以及稳定性，以此全面保障处理的整体效果。