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1、维生素制药废水的分子动力学结构及其处理引言维生素制药生产工艺复杂，通常采用发酵法和莱氏法生产维生素药品，包含的工序有发酵、提取洗涤等，整个过程将产生大量的污染物，通过废水排除，如果不进行有效处理，将严重影响生态平衡和人类健康。传统上，对维生素制药废水的处理方法主要有化学沉淀、电解法、离子交换法、和粒子吸附法等，随着废水处理技术的发展，出现了膜生物反应MBR工艺处理技术处理废水，但传统方法的处理方法周期较长、实效性较差，因工艺复杂导致运行管理困难。本文从制药废水水合结构分析的角度出发，分析制药废水的分子动力学结构，采用合成流变方法进行处理，为维生素制药废水处理工艺提供了新的思路。1 维生素制药废
2、水水合结构分析1.1 废水工艺流程维生素制药产生过程中会产生一些常见的污染物质如CODCr，氨氮、SS等。根据工序的不同分为冲洗混合废水、高浓度废水和低浓度废水，废水水质见表1。1.2 废水处理系统运行在上面的环境下进行实验测试，结果显示，整体处理的效果良好，详细情况如下：CODCr的去除能力达到了85%，UASB的运行情况属于良好，冲洗混合废水情况良好，经过厌氧和好氧处理后进入调节池2的出水CODCr浓度大约在440 mg/L，调节池2废水CODCr浓度经过处理，稳定在2500 mg/L左右。2 合成流变处理2.1 分子动力学模型在动力学的模型分析中，需要对分子的动力特性进行分析，基于分子动
3、力学的原理，可以对分子模型下的单个分子进行详尽的分析，动力学的驰骋模型如图2所示。根据分子动力学的模型分析，在动力学模型中，分子的分布和运动是基于溶液特性随机进行的，随着分子的代谢动力进行，废水特性会不断进行更新，最终实现废水的完整处理。2.2 离子水合数离子周围的配位数 nij(r) 通过下面的计算公式表示：典型废水中氨氮的水合物H原子与O原子的分布函数与积分配位数的曲线如图3所示。通过上面的分布函数和积分配位数研究分析，结合分布曲线的特性，可以对废水中氨氮水合物H和O在特性进行检测。依然以典型废水中的氨氮为对象，氮水合物NH3(H2O)6中的O原子的电荷布居见表2。通过废水中水合物原子的电
4、荷布居分布研究，可以对废水处理中的元素反应进行相应的指导，有利于废水处理的合成物分析，也为后面的流变处理提供了依据。2.3 合成流变处理合成流变处理方法是一种基于物质反应和原子合成的处理方法，通过非牛顿流体的高聚合物和熔融体的相关反应，生成新的合成物质。该方法应用于维生素制药废水的后处理中，主要是基于以下几点优势。针对维生素制药废水中所包含的废弃元素多样化特性，合成流变处理可以很好的对其中大多数的元素进行流变提取反应，将有用的物质沉淀，将无用的物质废弃。废水中典型有用离子Li、Na、H的流变特性分析如图4所示。从图4可以看出，在流变过程中，Li保持了与Na非常一致的水溶液流变特性，从曲线可以看
5、出，随着剪切黏度随着剪切速率的增大而呈现出逐渐降低的趋势。3 实验部分3.1 实验描述为了测试合成流变处理方法对于维生素制药废水水合物的处理能力，采用相同实验环境下的测试溶液进行比对测试，实验时间20 h，分别以MBR传统方法和本文方法对相同浓度，相同体积下的溶液进行测试。测试中，采用氨氮去除率和CODCr去除率作为衡量系统性能优劣的判据。3.2 实验结果分析在上述条件下进行比对试验，CODCr去除率的比较曲线如图5所示。从图5可以看出，采用合成流变的处理方法，相对于传统的处理方法，CODCr去除率平均提高了大约23%，并且传统方法去除后，仍有部分CODCr高于国家的排放标准，而采用合成流变处
6、理方法后，均低于国家标准 CODCr≤300 mg/L ，达到了要求。氨氮去除率的比对曲线如图6所示。从图6可以看出，采用合成流变的处理方法后，氨氮去除率提高了19%，可以很好的去除废弃物质。4 结论本文研究了基于合成流变处理的维生素制药废水处理方法。以元素为研究对象，在对维生素制药废水水结构进行详细分析的基础上，建立了分子动力学模型，通过径向分布函数和连续积分配位数对离子水合数进行分析，基于上面的研究，完成了合成流变处理的流程。最后通过实际的制药废水处理分析比对进行测试实验，结果显示，采用基于合成流变处理的方法，CODCr和氨氮的去除率提高了23%和19%，可以很好的应用到维生素制药废
7、水的处理中。参考文献:1 Zhao T，Liu L，Li G，Du L，Zhao X，Yan J，Cheng Y，DangA，Li T，Chin Sci. Bull. 2012, 57, 1620-1623.2 张蕴,奚晓青,许姗妮.氨基功能化纳米复合材料对磷酸盐的吸附研究J.化学学报. 2012, 70(17): 1839-1846.3 廖庆玲.功能化MCM-41的制备及对重金属离子的吸附研究J.中国医药科学, 2013, (39)4: 49-53.4 胡春玲.基于脱氧核酶的重金属离子荧光生物传感器的研究进展J.化学通报,2013, (76)11: 1011-101655 张华荣,董国富,雷红宇,朱红,陈正明,廖莉,蔡树燕. 5种化妆品毒性检测方法的应用评估J.中国国境卫生检疫杂志, 2007, 10(4): 193-204.