树脂吸附法处理头孢G酸生产废水

头孢G酸是头孢拉定、头孢（羟）氨苄、头孢克肟等常用半合成头孢菌素中间体，，由青霉素G经氧化、扩环和重排而得，国内年需要量约2kt[1-2]。在其生产过程中产生大量的废水（生产1kg头孢G酸产生240kg废水），废水中含有多种有机溶剂和有毒物质，抑止好氧微生物生长，降低废水生化处理的效率。如果在“三废”处理前，进行有效预处理，去除其中的溶剂和有毒物质，降低废水COD，不但可以降低三废处理的成本，还可回收溶剂、原料等，实现资源循环利用。国内大多采用化学法预处理该头孢G酸生产废水，但处理成本高、易产生二次污染物[3-5]。本研究参考文献[6]，并结合经验，采用大孔树脂和离子交换树脂串联2级吸附的方法处理头孢G酸生产废水，对比了不同树脂对废水处理结果的影响、确定了吸附与解吸工艺条件，并将该法应用于工业化生产。1试验部分1.1水质废水是指青霉素G经氧化、扩环、重排后所得的头孢G酸经结晶、过滤后所剩的母液，来自某制药公司的头孢G酸生产工段，所含各物质及质量分数为：头孢G酸0.15%，有机硅类0.3%，尿素0.5%，吡啶（C5H5N）0.19%，甲苯0.4%，其它未知杂质及色素；pH为3±0.1，COD为80～90g·L-1。1.2试剂和仪器丙酮、乙醇、氢氧化钠，工业级；BD-1、XAD-2、CAD-40、CAD-47型大孔吸附树脂，工业一级品；HT-008、强酸A、强酸B型离子交换树脂，工业一级品。准200mm×1.5m大孔树脂吸附柱12组，准300mm×2.0m离子交换柱6组，自行设计。Waters2685型高压液相色谱仪，Delta320-S型pH计。1.3工艺流程废水成分复杂，单一使用一种树脂，难以达到较好效果，故采用多种树脂多级串联的方法进行试验探索，并设计了如图1的流程：1.4试验方法Ⅰ级吸附：将不同种类的大孔树脂湿法装柱，分别定量装入相同的玻璃吸附柱中，废水控制一定流速从上而下通过树脂床层，定时取样测定床层流出树脂吸附法处理头孢G酸生产废水李丽娟1，王晓欣1，陈慧1，王捷2，马丽锋1（1.河北化工医药职业技术学院，河北石家庄050026；2.华北制药倍达有限公司，河北石家庄050031）摘要：为了降低头孢G酸生产废水的COD并回收可用物质，采用大孔吸附树脂和离子交换树脂串联吸附的方法进行处理，考察了不同吸附剂对处理结果的影响。结果表明，在吸附速率2.0BV·h-1、解吸速率0.8BV·h-1、体积分数60%的丙酮水溶液为解吸剂的条件下，以BD-1型大孔树脂先行处理；之后在吸附速率2.5BV·h-1、解吸速率0.8BV·h-1、质量分数5%的NaOH水溶液为解吸剂条件下，以HT-008离子交换树脂处理，废水中COD平均去除率达90％，可降低三废处理的成本，并回收吡啶、丙酮等原料及溶剂。将试验结果用于头孢G酸的实际生产，取得了较好地效果。关键词：头孢G酸；吡啶；树脂；吸附；废水处理中图分类号：X787文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)07-0089-003收稿日期：2009-10-12作者简介：李丽娟（1966－），女，硕士，教授，从事制药工程领域教学与科研工作联系电话：0311-85110204；E-mail：lilijuansjz@tom.com图1二级串联吸附废水工艺流程Fig.1TwoserieswastewateradsorbedprocessI���G�����������������������II�������������������第36卷第7期2010年7月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.7Jul.,201089液COD。树脂吸附饱和后，用解吸剂以一定流速分别对树脂柱进行解吸。解吸时，树脂柱吸附时产生的色带会随解吸剂向下移动，色带完全脱离树脂时，收集解吸液计量、检测，用工艺水洗涤树脂，解吸完成。Ⅱ级吸附：装柱方法同Ⅰ级吸附。将经过Ⅰ级吸附的料液，控制一定流速从上而下通过不同的离子交换树脂床层，定时取样，测定床层流出液吡啶的含量和COD。树脂吸附饱和后，用稀碱水溶液以一定流速分别对树脂柱进行解吸。收集解吸液计量检测。定义“倍=树脂处理料液体积/树脂体积”表示树脂的处理能力。1.5分析方法COD用重铬酸钠法测定[7]。头G酸含量用高效液相法（HPLC）测定，条件：色谱柱为准4.6mm×200mm的十八烷基硅烷键合硅胶填充剂色谱柱，流动相为乙腈与水按体积比1:1配制的混合液，检测波长为230nm，流速为1mL·min-1。2结果与讨论2.1大孔吸附树脂的筛选料液经大孔树脂处理后，其中头孢G酸残量变化可由HPLC法定量检测，但其它组分全部定量检测，就显繁杂，因此，考察树脂的吸附效果主要依据吸附后料液COD的降低值，以及树脂解吸再生能力。试验测得废水在相