醫(yī)藥化工廢水處理工藝研究

龍海平

重慶市長壽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司 重慶 401221

引言

當(dāng)前醫(yī)藥行業(yè)在相關(guān)工序進(jìn)程中會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，而這些廢水結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以降解，容易對環(huán)境造成污染，因此，如何實現(xiàn)醫(yī)藥化工廢水的處理、尋找完善的處理工藝，是當(dāng)前需要探討的重點(diǎn)問題。而當(dāng)下我國社會醫(yī)藥化工產(chǎn)業(yè)廢水量逐年遞增，對環(huán)境的污染程度越來越大。考慮到醫(yī)藥化工廢水中大多是一些難降解的分子物質(zhì)，因此可通過將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)的方式，使廢水更具可生化性。另外，結(jié)合新技術(shù)，將廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行有效去除，從而能夠使廢水達(dá)到可自然排放的標(biāo)準(zhǔn)，緩解對環(huán)境造成的污染壓力。

1 醫(yī)藥化工廢水特點(diǎn)

醫(yī)藥化工廢水是指在醫(yī)藥化工企業(yè)生產(chǎn)過程中所排出的各種廢水的總稱。該部分廢水不僅包括生產(chǎn)過程當(dāng)中的廢棄物，同時還包括生產(chǎn)流水線過程中一切廢水的綜合，在生產(chǎn)過程中主要排放的廢水有廢母液、濾液、溶劑回收殘液等，而其他工序中所產(chǎn)生的廢棄水，包括一些輔助廢棄水和沖洗水等。另外，工作人員在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水同樣是醫(yī)藥化工企業(yè)廢水中的一部分。

當(dāng)前醫(yī)藥化工廢水主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，存在有毒物質(zhì)。醫(yī)藥化工廢水中包含雜環(huán)類物質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)成分不僅難被降解，同時還帶有一定的有毒性質(zhì)，而這些有毒物質(zhì)被排放到正常環(huán)境中能夠?qū)Νh(huán)境附近的生物造成生命危險，若不慎流入居民用水區(qū)域，會造成居民中毒或出現(xiàn)身體病變等問題。第二，可生化性差。醫(yī)藥化工廢水包含化學(xué)物質(zhì)豐富，幾乎生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)成分最后都包含在內(nèi)。醫(yī)藥化工廢水主要來源有生產(chǎn)過程、排水輔助生產(chǎn)過程排水及其他污水等，最后所形成的廢水所含化學(xué)物質(zhì)難處理，具有較強(qiáng)危害性，所以造成醫(yī)藥化工廢水可生化性較差。使其達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，還需進(jìn)行探索工作。第三，醫(yī)藥化工廢水無機(jī)鹽濃度高。在醫(yī)藥化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)過程中，需要使用一定酸堿溶液。而在各種化學(xué)反應(yīng)后這些酸堿溶液轉(zhuǎn)化成無機(jī)鹽溶液，導(dǎo)致廢水無機(jī)鹽濃度超標(biāo)。除此之外，醫(yī)藥化工廢水中氯離子、硫酸根離子所含無機(jī)鹽濃度也較高，而這種高濃度無機(jī)鹽廢水無法使周邊微生物正常生長，根據(jù)相關(guān)研究表明，當(dāng)水體中氯離子濃度超過100毫升/升的標(biāo)準(zhǔn)則會影響到生物生長。除此之外還會造成污泥膨脹。未經(jīng)處理直接排放會對自然環(huán)境造成極大污染與破壞。第四，COD和BOD5含量高。在化學(xué)在醫(yī)藥化工廢水中，COD和BOD5濃度都較高。如果是含有大量COD和BOD5物質(zhì)的廢水直接排放正常水體中，在化學(xué)作用之下會大量耗費(fèi)水中的氧氣，從而使水體出現(xiàn)氧氣減少，從而危及附近相關(guān)動植物的生長。除此之外，醫(yī)藥化學(xué)廢水所含物質(zhì)復(fù)雜，其變化性較大。因此，其中含有高濃度有機(jī)物會造成水體中營養(yǎng)元素比例失衡，未經(jīng)處理的醫(yī)藥化工廢水不僅直接影響排放周圍環(huán)境，還會間接地對人類生活造成負(fù)面作用[1]。

2 醫(yī)藥化工廢水處理工藝

當(dāng)前對醫(yī)藥化工廢水處理方法大致可分為三大類。物理法，其中過濾法、蒸餾法、沉淀法都是物理法中的一種。采用物理法能夠?qū)U水當(dāng)中的一些雜質(zhì)或懸浮物質(zhì)起到去除作用?；瘜W(xué)法?；炷?、氧化法、電解法屬于化學(xué)法，該種方式主要借助化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)起到化學(xué)物質(zhì)分離作用，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。生物法。厭氧菌處理法、活性污泥法等都屬于生物法。該方法通過微生物的分解能力來起到對化學(xué)廢水的處理作用，該種方式也是在醫(yī)藥化工廢水處理當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的一種形式，可以有效地將廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。

2.1 物理法

2.1.1 蒸餾蒸發(fā)法。該種方式是根據(jù)不同化學(xué)物質(zhì)沸點(diǎn)不同的原理，通過蒸餾來將有用物質(zhì)轉(zhuǎn)化為蒸汽，從而能夠從其他物質(zhì)當(dāng)中提取出來，將蒸發(fā)而出的濃縮液按照原物質(zhì)的性質(zhì)用作原料及其他化學(xué)用品等。該方式能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)藥化工廢水的再次利用減少了對資源的浪費(fèi)。實現(xiàn)資源二次使用。

2.1.2 過濾法。該種方式主要通過將廢水進(jìn)行過濾，從而將沸水內(nèi)的一些雜質(zhì)或懸浮物質(zhì)過濾出來，這是進(jìn)行廢水處理的基礎(chǔ)，進(jìn)行過濾后的廢水能夠為后續(xù)的廢水處理做好準(zhǔn)備。

2.1.3 沉淀法。該種方式主要是針對醫(yī)藥化工廢水當(dāng)中的殘留物進(jìn)行的一種分離方式，根據(jù)不同物質(zhì)密度不同，可將水靜置，然后將廢水容器的沉淀物分離出來，從而實現(xiàn)到廢水與沉淀物質(zhì)的分離作用。

2.2 化學(xué)法

2.2.1 化學(xué)氧化法。該種方式主要是利用氧化劑將廢水當(dāng)中的一些化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒且穩(wěn)定物質(zhì)分子的過程，可用氧化劑有臭氧、過氧化氫，但在具體醫(yī)藥化工廢水處理過程中，更多的是使用臭氧進(jìn)行氧化工作，該種方式可對大部分難以分解的物質(zhì)起到降解作用。

2.2.2 中和法。該種方式是通過酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)的投放，起到對廢棄水酸堿性中和的效果，使其pH值達(dá)到中性水平。一般在處理酸性廢水時以堿或堿性氧化物為中和劑；處理堿性廢水時以酸或酸性氧化物為中和劑，達(dá)到廢水pH值達(dá)到中性水平的目的。

2.2.3 焚燒法。該種方式是通過焚燒的形式將醫(yī)藥化學(xué)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行去除。在氧氣充足的空間里將高濃度有機(jī)物進(jìn)行焚燒，使其氧化分解形成二氧化碳、水等物質(zhì)，這些物質(zhì)可直接排放至空氣、水體中，不會產(chǎn)生任何負(fù)面影響，而且焚燒法對于一些難以降解的微生物有著明顯的效果。

2.2.4 混凝法。該種方式通過混凝劑的化學(xué)反應(yīng)作用，實現(xiàn)廢水中有害化學(xué)物質(zhì)的沉積，經(jīng)過過濾、沉淀的方式去除廢水中的污染物、有害化學(xué)物質(zhì)。

2.2.5 化學(xué)氧化法。該種方式主要利用氧化劑對排放的廢水進(jìn)行氧化處理，通常采用的氧化合物有臭氧、H2O2、氧等物質(zhì)，較為常見的是利用臭氧來進(jìn)行氧化，達(dá)到對廢水降解的功能。

2.2.6 電化學(xué)氧化法。該種方式將廢水排放至電解槽種，利用電極氧化反應(yīng)去除廢棄水種的污染物。電解槽陽極可將廢水污染物氧化，將其水中含有的CI-、OH-分子進(jìn)行氧化，使其失去電子，生成CI2、02，起到破壞污染物的作用。

2.3 生物法

2.3.1 活性污泥法。該種方式主要是向醫(yī)藥化工廢水中通入空氣，能夠?qū)U水中的一些可溶解或一些以膠體狀態(tài)存在的有機(jī)物進(jìn)行分解，去除水中可被活性污泥吸附的物質(zhì)，從而對污水中的有害物質(zhì)進(jìn)行去除。

2.3.2 厭氧菌處理法。醫(yī)藥化學(xué)廢水中含氧氣量極低，而厭氧細(xì)菌可以在低氧或無氧狀態(tài)下生存，因此，該種方法可以將廢水當(dāng)中的一些物質(zhì)進(jìn)行分解，從而實現(xiàn)對廢水的有效處理。

2.3.3 生物膜法。該種方式與活性污泥法類似，同屬于好氧生物處理方法之一，該種方法主要以生物接觸氧化法最為常見。

2.3.4 復(fù)合式生物處理系統(tǒng)。國內(nèi)外對復(fù)合式生物處理系統(tǒng)的探究仍處于起步狀態(tài)，該種方式開發(fā)時間相對較短。該種方式主要通過確保處理系統(tǒng)種存在兩種微生物：附著相微生物與懸浮相微生物。當(dāng)載體表面附著的菌體與脫離的生物膜達(dá)到平衡后，載體表面形成穩(wěn)定生物膜，這時生物膜能夠與懸浮污泥穩(wěn)定共存，則能夠達(dá)到降解效果，起到廢棄污水處理的作用。

除上述生物法外，還可采用厭氧生物處理法與組合生化工藝法。前者需在厭氧條件下由多種微生物共同作用，使有機(jī)物進(jìn)行分解；后者則是厭氧生物處理法的銜接工藝，主要應(yīng)用在難處理的化工醫(yī)藥廢水中[2]。

2.4 其他技術(shù)

除上述常用處理方法外，當(dāng)下科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也推動了醫(yī)藥化工廢水處理工藝技術(shù)的發(fā)展，豐富了廢水處理方法。當(dāng)下先進(jìn)的廢水處理方法有以下兩大類，第一，聲波處理技術(shù)。該種方式主要利用超音速控制及飽和氣體，達(dá)到分解與降解污染物的目的。第二，磁分離法。該種方式利用磁性殘留物對廢水進(jìn)行處理，通過磁性種子與磁性殘渣與混凝劑的結(jié)合，加速廢水中廢棄物質(zhì)的團(tuán)聚，達(dá)到懸浮液分離的效果，實現(xiàn)廢水處理。

3 廢水處理工藝展望與策略

近年來新型的廢水處理技術(shù)被研發(fā)，雖然這些技術(shù)仍然處于起步狀態(tài)，不夠成熟與完善，但在先進(jìn)技術(shù)的融入下其處理效率及效果非同傳統(tǒng)技術(shù)。 第一，光化學(xué)氧化技術(shù)。該種方法可分為光激發(fā)氧化法和光催化氧化法。光激發(fā)氧化法，主要是利用臭氧、過氧化氫作為氧化劑，通過氧化作用及光化學(xué)輻射作用產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的物質(zhì)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的降解。當(dāng)前國內(nèi)外針對光氧化法已有一定成效，但還存在不足，仍然需要進(jìn)行完善。第二，超臨界水氧化。該種方式是指的在溫度壓力高于臨界溫度和臨界壓力的條件下，水中有機(jī)物質(zhì)可被直接氧化。該種方式作為未來可被開發(fā)的一種高效、節(jié)能的污水處理方式。但在當(dāng)前該種方式的要求及條件相對嚴(yán)格，且對處理設(shè)備腐蝕性較強(qiáng)，因此仍然處于探索完善之中。第三，超聲波技術(shù)。該種技術(shù)能夠?qū)U氣污水中一些難降解的有機(jī)物起到極強(qiáng)的破壞能力。通常在確保超聲波強(qiáng)度的前提下，工作5分鐘左右即可達(dá)到對污水的強(qiáng)效處理效果。第四，低溫等離子體處理技術(shù)。該技術(shù)同樣是當(dāng)前污染物處理技術(shù)較為超前的一種方式，該方法在應(yīng)用過程中需要確保在特定條件下，通過氣體的電離作用，使有機(jī)污染物分子激發(fā)、電離或鍵斷裂，從而達(dá)到廢水處理，對難降解的物質(zhì)進(jìn)行分解。

針對當(dāng)前已有的廢水處理技術(shù)與當(dāng)下正在探索的廢水處理技術(shù)，需要加快對相關(guān)處理工藝的研發(fā)，實現(xiàn)廢水處理技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新。尤其在當(dāng)前生物化工工藝技術(shù)使用過程中，仍然存在很嚴(yán)重的問題。如何實現(xiàn)廢水中廢棄物的清潔和二次利用，是當(dāng)前我們需要進(jìn)行重點(diǎn)研究的問題。因此針對醫(yī)藥化工廢水處理技術(shù)，可以通過以下幾個方面的改善策略進(jìn)行完善。第一，結(jié)合原有經(jīng)驗進(jìn)行創(chuàng)新。針對廢棄物中毒性較強(qiáng)、難降解的物質(zhì)，可以在具體滲透過程中實現(xiàn)馴化。采用合理科學(xué)的方法，對有毒物質(zhì)當(dāng)中的有機(jī)物進(jìn)行降解。例如，在有毒物質(zhì)濃度以及對有毒物質(zhì)接觸時間長短控制的前提下，考慮微生物馴化適應(yīng)變化能力。第二，增加對菌株群體生物強(qiáng)化技術(shù)的投入。一旦廢棄物當(dāng)中含有較多的有毒有機(jī)物，則該部分廢水則很難降解，在采用微生物降解過程中微生物由于受到外界環(huán)境限制，其增值速度緩慢，難以達(dá)到降解效果。因此，可通過改善常規(guī)馴化方法，強(qiáng)化高降解效率的微生物菌株培育，從而實現(xiàn)微生物菌株自身努力的優(yōu)化，達(dá)到理想的處理效果。最后，為實現(xiàn)微生物生物降解性與活性物質(zhì)降解的必要，需要增加目標(biāo)污染物有關(guān)的物質(zhì)誘導(dǎo)物所需因子，從而達(dá)到共同代謝的目的[3]。

4 結(jié)束語

總而言之，在社會發(fā)展、進(jìn)步過程中，人們對環(huán)境治理意識、持續(xù)綠色發(fā)展意識越來越強(qiáng)，考慮到醫(yī)藥化學(xué)廢水對環(huán)境影響巨大，相關(guān)部門及醫(yī)藥企業(yè)需重視廢水排放問題，在結(jié)合新技術(shù)的基礎(chǔ)下，實現(xiàn)醫(yī)藥化學(xué)廢水的無污染排放工作，實現(xiàn)人與環(huán)境的和諧發(fā)展。