貴州省中成藥制藥廢水的污染分析及污染防治措施

宋釗華

（羅甸縣環(huán)境保護(hù)局貴州羅甸550199）

貴州省中成藥制藥廢水的污染分析及污染防治措施

宋釗華

（羅甸縣環(huán)境保護(hù)局貴州羅甸550199）

貴州省盛產(chǎn)各類藥材，是中國的重要中成藥制藥省份之一，然而，中成藥在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生大量的廢水，危害環(huán)境與人類健康。本文以針對貴州省中成藥制藥行業(yè)現(xiàn)狀，分析了其制藥廢水的來源與特點，并提出了相應(yīng)的污染防治措施。

貴州省；中成藥制藥廢水；防治措施

隨著市場的拓展和臨床應(yīng)用，中成藥品成為世界貿(mào)易增長最快的五類產(chǎn)品之一，占醫(yī)藥行業(yè)總產(chǎn)值的40.6%。貴州省山多地少，盛產(chǎn)各類藥材，中成藥制藥發(fā)展迅速，中成藥制藥行業(yè)在全省制藥行業(yè)中已占有舉足輕重的地位。由于中成藥制作工藝復(fù)雜，產(chǎn)生的制藥廢水具有組成復(fù)雜、有機(jī)污染物種類多、濃度高，固體懸浮物含量高、色度深等特點。如果直接排放到環(huán)境中，這些污染因子的毒性與危害性較大，如不加以有效控制，將對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成即時或潛在累積性的影響[1]。因此，重視中成藥制藥廢水的污染問題，積極探尋污染防治措施，對于保持貴州省中成藥制藥行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障環(huán)境健康具有重要意義。

1 中成藥制藥廢水的污染分析

1.1 廢水來源

中藥材是中成藥制藥生產(chǎn)的主要原料，中藥材中的有效成分是中成藥的主體，中成藥制造的全過程都以高質(zhì)量的活性有效成分為中心，經(jīng)過藥材的預(yù)處理，藥材中活性成分的提取、分離與純化，再經(jīng)中藥制劑與包裝制成中成藥。而制藥廢水主要是來自于生產(chǎn)車間，如蒸泡中草藥的過程、清潔中藥的過程，和設(shè)備的清洗階段[2]。中成藥制藥廢水的來源主要有：（1）設(shè)備清洗廢水：中成藥產(chǎn)品生命周期段短，設(shè)備使用的頻率高，致使設(shè)備需要進(jìn)行定期，密集、一次性的清洗，從而產(chǎn)生大量高濃度的廢水。（2）腳料廢液：中成藥提取、醇沉過程產(chǎn)生的下腳料，雖然量不多，但是其濃度很高，所以需要格外重視。（3）制取工段廢水：制取過程工序繁多，各設(shè)備是重要的污染源，且廢水量最大。

1.2 廢水的組成與特點

1.2.1 水的組成

中成藥制藥廢水中主要含有各種天然的有機(jī)物，其主要的有機(jī)污染成分有糖類、有機(jī)酸、苷類、木質(zhì)素、生物堿、蛋白質(zhì)、單寧、鞣質(zhì)、蒽醌、淀粉及它們的水解產(chǎn)物等。廢水中含有許多生物難降解的環(huán)狀化合物、雜環(huán)化合物、有機(jī)磷、有機(jī)氯、苯酚及不飽和脂肪類化合物，這些物質(zhì)是比較難被生物降解處理的成分。另外，這些高分子的有機(jī)物導(dǎo)致廢水產(chǎn)生較高的色度；它們不易被絮凝劑去除，是廢水中難以去除的物質(zhì)[3]。

1.2.2 廢水的特點

中成藥制藥行業(yè)中，制藥的品種和規(guī)格不同，則原料和生產(chǎn)工藝也不盡相同，所以產(chǎn)生的廢水的成分復(fù)雜；其次，中成藥為批量生產(chǎn)，其生命周期短，更新?lián)Q代速度快，所以廢水水質(zhì)和水量變化較大；另外，中藥材廢水主要污染物為高濃度有機(jī)廢水的污染，色度大，COD濃度高，可生化性較好；但懸浮物，尤其是木質(zhì)素等比重較輕、難于沉淀去除[4]。

2 污染防治措施

隨著貴州省中成藥制藥行業(yè)的發(fā)展，制藥廢水的污染問題將愈為突出，保持貴州省經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三者之間友好、和諧、可持續(xù)發(fā)展，需重視中成藥制藥廢水污染問題，積極采取防治措施是必然過程。具體可以從以下三個層面采取措施。

2.1 源頭控制

2.1.1 政府多部門聯(lián)合管理機(jī)制

政府部門的作用，是醫(yī)藥現(xiàn)代化由企業(yè)間的無無序和自發(fā)行為轉(zhuǎn)變?yōu)檎块T主動出面進(jìn)行協(xié)調(diào)和推動的自覺行為，這是生態(tài)藥業(yè)發(fā)展的政策保障，也是中成藥制藥廢水處理的一大保障。政府加大制藥廢水方面的關(guān)注與投入，有利于各大制藥企業(yè)的制藥廢水處理的實效性和效率性。如國家環(huán)境保護(hù)部制藥廢水污染控制技術(shù)中心建立了基于動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫的智能化行業(yè)水污染防治技術(shù)管理平臺，為制藥行業(yè)污染控制與治理技術(shù)的進(jìn)步、改造、創(chuàng)新及制藥行業(yè)節(jié)能減排工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國家制藥行業(yè)環(huán)境管理提供技術(shù)支撐[5]。地方政府管理部門也可根據(jù)自身實際情況，制定相應(yīng)政策，規(guī)范和支持中成藥制藥行業(yè)的發(fā)展。

2.1.2 加大科技開發(fā)，促進(jìn)制藥企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整

制藥企業(yè)廢水的處理重視力度和處理效果是企業(yè)社會責(zé)任的直接體現(xiàn)之一，而資金問題往往是制藥企業(yè)廢水處理的一大瓶頸，這就需要制藥企業(yè)轉(zhuǎn)變思維，建立多渠道的資金投入體系，加大科技開發(fā)，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實行節(jié)能減排，清潔生產(chǎn)策略。

2000年初，國家經(jīng)貿(mào)委和國家發(fā)改委對貴州省醫(yī)藥企業(yè)中的各項技術(shù)開發(fā)予以支持，鼓勵各大制藥企業(yè)都進(jìn)行了醫(yī)藥項目的創(chuàng)新，此舉促進(jìn)了醫(yī)藥企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使得制藥廢水問題得到了有效的解決，企業(yè)通過開發(fā)新的技術(shù)可以有效的控制廢水的產(chǎn)生。

2.2 中端控制

2.2.1 完善中成藥制藥廢水處理技術(shù)

由于制藥廢水多為高濃度有機(jī)廢水，故一般工藝為先進(jìn)行物化法和化學(xué)法預(yù)處理，隨后采用“厭氧-好氧”、“水解酸化-好氧”等組合工藝處理，最后與生化處理等相結(jié)合的組合工藝。具體工藝的選擇應(yīng)綜合考慮廢水的性質(zhì)、工藝的處理效果、基建投資及運行維護(hù)等因素，做到技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理[6]。劉振東等[7]采用預(yù)處理-水解—厭氧—缺氧—好氧工藝對制藥廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明工藝運行穩(wěn)定：出水COD＜300mg/L總?cè)コ剩?8%，運行費用為1.3元/m3。韓相奎等采用接觸氧化—水解酸化—SBR工藝處理BOD5/COD值較低的中藥廢水，結(jié)果表明出水水質(zhì)良好，其中COD可降至100mg/L以下，且在水解酸化段與好氧段的剩余污泥產(chǎn)率均很低，減少了污泥處置的麻煩。

2.2.2 開發(fā)中成藥制藥廢水處理技術(shù)

（1）Fenton試劑。Fenton試劑為亞鐵鹽和H2O2的組合，它能催化產(chǎn)生羥基自由基，有效去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物[8]。此外，有研究表明紫外光（UV）、二氧化鈦（TiO2）等引入Fenton試劑中，可進(jìn)一步增強(qiáng)氧化能力[9]。

（2）CASS工藝。CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱，又稱為循環(huán)活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。實踐表明，在制藥廢水處理工程上，該工藝具有設(shè)計合理、運行穩(wěn)定可靠、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運行維護(hù)簡便、投資少等優(yōu)點[10]。

（3）膜分離技術(shù)。MBR（Membrane Bioreactor，膜生物反應(yīng)器）是一種基于膜分離技術(shù)，與傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)相結(jié)合，從而形成的新型高效污水處理系統(tǒng)工藝。它有效利用了膜組件的高效分離作用，極大提高了泥水分離效率。由于膜池中水力停留時間（HRT）和固體停留時間（SRT）的相互獨立，使得污泥濃度增加，優(yōu)勢菌群出現(xiàn)，顯著提高了生化反應(yīng)速率，剩余污泥量顯著減少，占地面積顯著減少[11]。

（4）電解法。電解法處理廢水具有高效、易操作等優(yōu)點而得到人們的重視，同時電解法又有很好的脫色效果。周俊等[12]利用三維電解法對V進(jìn)行了深度處理研究，結(jié)果表明，三維電解的最佳反應(yīng)條件下，電解出水經(jīng)活性污泥法處理后達(dá)到《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 21903-2008）的排放要求。

2.3 末端控制

污水處理設(shè)施的正常運行，是水處理效果的重要保證，因此藥廠企業(yè)需設(shè)立環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)，對污水處理設(shè)施排口出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，保證達(dá)標(biāo)排放。制定污水處理站日常管理、應(yīng)急處理方案，確保事故狀況下超標(biāo)排水得到妥善處置，不得對市政污水處理設(shè)施或者地表水體造成影響[13]。

環(huán)保部門應(yīng)加大對制藥企業(yè)的件監(jiān)管，（1）加強(qiáng)對企業(yè)社會責(zé)任感的宣傳和教育，使企業(yè)提高環(huán)保責(zé)任意識；（2）增強(qiáng)環(huán)保隊伍的職業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力，強(qiáng)化對重點污染企業(yè)和排污環(huán)節(jié)的監(jiān)查力度，加大對企業(yè)環(huán)境違法的查處力度，杜絕企業(yè)違法排污行為；（3）實行企業(yè)排污許可制度，同時會同司法、工商、金融部門建立企業(yè)環(huán)保信譽等級制度，加大對企業(yè)環(huán)保違法行為的懲處力度，鼓勵具有良好環(huán)保信譽等級的企業(yè)發(fā)展。（4）鼓勵社會團(tuán)體、新聞媒體、民眾對企業(yè)排污和環(huán)境污染的監(jiān)督，建立聯(lián)動機(jī)制，加強(qiáng)應(yīng)急處理能力。

3 結(jié)語

中成藥是中藥發(fā)展與傳承的根本，貴州省作為中成藥制藥的重點省份之一，未來行業(yè)的發(fā)展前景良好，然而中成藥的制藥廢水成分復(fù)雜、濃度高、排放量大，而且具有不穩(wěn)定性，對環(huán)境的潛在污染危害嚴(yán)重，所以重視中成藥制藥廢水污染問題，積極采取相應(yīng)的防治措施：（1）引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和工藝改進(jìn)，實行清潔生產(chǎn)，節(jié)能減排，從源頭實現(xiàn)污染物減量化；（2）根據(jù)廢水特性，創(chuàng)新和完善廢水處理工藝，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)；（3）建立企業(yè)自我環(huán)境管理，政府監(jiān)管與經(jīng)濟(jì)杠桿并軌及社會監(jiān)督體系，有效杜絕污染事故發(fā)生。因此，通過政府的引導(dǎo)和監(jiān)督，企業(yè)的擔(dān)當(dāng)與努力，社會的參與監(jiān)督，實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境，保證人們生命健康，及貴州省中成藥制藥行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

[1]董佩佩,et al.中美制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)比較分析.環(huán)境科學(xué)與管理,2012,37(3):46-51.

[2]廖仰平.試論影響中成藥質(zhì)量的因素及對策.中醫(yī)藥學(xué)報, 2007,35(2):1-4.

[3]余善文.中藥制藥廢水性質(zhì)與治理方法.工程與建設(shè),2009,23(4): 498-499.

[4]彭妍.Fenton試劑組合處理制藥廢水實驗研究.西安建筑科技大學(xué),2013.

[5]全國制藥行業(yè)污染控制的科技平臺——國家環(huán)境保護(hù)制藥廢水污染控制工程技術(shù)中心.河北環(huán)境保護(hù),2005(1).

[6]范其超.制藥企業(yè)廢水處理技術(shù)初探.中國化工貿(mào)易,2014(13).

[7]劉振東,鄭桂梅.制藥廢水處理工藝案例分析.水處理技術(shù), 2008,34(11):79-83.

[8]豆子波.Fenton及類Fenton試劑深度處理制藥廢水的效能研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2009.

[9]程滄滄,etal.UV/TiO2-Fenton試劑系統(tǒng)處理制藥廢水的研究.環(huán)境科學(xué)研究,2001,14(2):33-35.

[10]任永強(qiáng),李建軍.CASS工藝在處理制藥廢水工程中的應(yīng)用.中國給水排水,2007,23(4):48-50.

[11]孫雷.MBR法處理制藥廢水的工程應(yīng)用.哈爾濱工程大學(xué),2013.

[12]周俊,胡小兵.三維電解法深度處理發(fā)酵制藥廢水.工業(yè)水處理,2014(6):49-52.

[13]高萬龍.城鎮(zhèn)污水處理廠監(jiān)管問題探討.河北工業(yè)科技, 2012,29(4):250-251.

圖2 氟離子濃度的變化

5.2 生化階段操作效果分析

生化階段試操作處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)之后，分析COD和氨氮濃度變化情況，從圖3（a/b）中可以看出，針對RO階段出水情況，COD和氨氮濃度還是處于比較低的狀態(tài)，出水較為穩(wěn)定之后，氨氮保持在0.03mg/L左右，而RO系統(tǒng)中，COD和氨氮去除率分別保持在98%和94%的狀態(tài)下，主要是因為在該階段運用到水解酸化和兩級A/O并結(jié)合MBR的工藝處理方式，有機(jī)污染物發(fā)生了水解酸化、還有厭氧、好氧等改變后，對微生物進(jìn)行一個較為有效降解過程，這樣就可實現(xiàn)中水回用的目標(biāo)。而其中微生物降解過程，其好氧代謝作用在廢水中溶解性和非溶解性有機(jī)物發(fā)揮著重要的去除的積極效果，而兩級A/O并結(jié)合MBR的處理步驟主能對有機(jī)污染物進(jìn)行清除，而其中的硝化反硝化的作用則是可對廢水中的總氮和氨氮實行清除操作[3]。

6 結(jié)語

經(jīng)過對電子工業(yè)廢水處理中中水回用技術(shù)通過實例操作分析，主要是通過化學(xué)沉淀將肺廢水中的污染物質(zhì)去除，比如氟化物和重金屬離子；同時使用水解厭氧工藝把有機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡?，將廢水例難以降解的物質(zhì)進(jìn)行分解，同時有效的增加廢水可生化性，從而提升整體的處理效率；而在廢水處理過程中，有利用到兩級A/O并結(jié)合MBR的工藝處理方式，該工藝具有低成本、高效率的優(yōu)勢，可以將污水中的有機(jī)污染物、總氮進(jìn)行處理；而利用RO對廢水中號存有的總氮進(jìn)行深度處理，完成中水回用的操作步驟，實現(xiàn)節(jié)約用水的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

圖3 COD濃度

圖4 氨氮濃度

參考文獻(xiàn)

[1]陸寧,郭牧,李璐,王春冬.多級過濾技術(shù)在汽車工業(yè)廢水處理尾水回用中的應(yīng)用[J].環(huán)境科技,2014,5(06):45-47+52.

[2]黃興華,杜崇鑫,謝冰,夏志先.印染工業(yè)廢水的中水回用技術(shù)研究進(jìn)展綜述[J].凈水技術(shù),2015,9(05）:16-20+43.

[3]程家迪,蔣路平,羅金飛,萬梅.印染廢水深度處理及中水回用技術(shù)現(xiàn)狀[J].染整技術(shù),2014,2（11）:5-9.

宋釗華（1983—），男，貴州省羅甸縣，研究生，副局長，研究方向為環(huán)境工程。