制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水處理方法概述

(四川化工職業(yè)技術學院，四川瀘州，646000)

制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水處理方法概述

張麗

(四川化工職業(yè)技術學院，四川瀘州，646000)

制藥工業(yè)廢水的有機物濃度高，成分復雜，對環(huán)境污染大，屬于難處理的工業(yè)廢水之一。本文就該類廢水的特點和處理方法進行相關介紹，以期為制藥工業(yè)廢水的處理提供一定的參考。

制藥廢水 有機廢水 處理方法

醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中占有非常重要的地位，近年來隨著人們對醫(yī)藥產(chǎn)品的需求不斷上升，制藥工業(yè)也在逐步發(fā)展，伴隨而來的還有各類制藥廢水的不斷排放。據(jù)統(tǒng)計，我國制藥工業(yè)占到全國工業(yè)總產(chǎn)值的1.7%，而廢水總排放量中卻占到了2%，我國已將制藥工業(yè)作為重點治理的行業(yè)。2008年，國家環(huán)保部首次發(fā)布了制藥類工業(yè)廢水排放系列標準，為制藥工業(yè)中的發(fā)酵類、化學合成類、提取類、中藥類、生物工程類和混裝制劑類等六大類制定了相關排放標準。2012年，環(huán)境保護部發(fā)布了《制藥工業(yè)污染技術政策》，對制藥工業(yè)廢水的處理給出了相關要求。2014年出臺了《發(fā)酵類制藥工業(yè)廢水治理工程技術規(guī)范》用于規(guī)范發(fā)酵類制藥工業(yè)廢水的治理。但在實際應用中需要根據(jù)制藥廢水的特點，選擇適宜的處理方法。

1 制藥工業(yè)廢水的來源及特點

1.1 制藥工業(yè)廢水的來源

根據(jù)生產(chǎn)藥品的成分，我國的制藥工業(yè)可分為中藥生產(chǎn)和西藥生產(chǎn)，制藥工業(yè)廢水即可分為中藥生產(chǎn)廢水和西藥生產(chǎn)廢水。由于各自的生產(chǎn)工藝不同，產(chǎn)生的廢水環(huán)節(jié)也不相同[1]。中藥的主要產(chǎn)品形式有丸劑、片劑、膠囊、口服液等，根據(jù)廢水的產(chǎn)生環(huán)節(jié)，可分為清洗用水、蒸煮用水、清潔用水和生活污水幾種[2]，其中蒸煮環(huán)節(jié)中排放的廢水量最大，對環(huán)境的污染程度也最高[3]。根據(jù)產(chǎn)品類別和工藝過程，西藥生產(chǎn)廢水類型為抗生素類生產(chǎn)廢水、合成藥物類生產(chǎn)廢水以及各工藝過程產(chǎn)生的清洗廢水和沖洗廢水等[4]。

1.2 制藥工業(yè)廢水的特點

一般而言制藥工業(yè)廢水特點主要有[3,5]：有機污染物濃度高；大多數(shù)有機物不易發(fā)生沉降；色度大；可生化性較好，一般能達到0.4及以上；藥品產(chǎn)量受市場影響，常為間歇排放，水量不固定。整體表現(xiàn)出污染成分復雜，水質(zhì)變化大等特點，為我國面臨的處理難題。制藥廢水已成為了世界各國較難處理的廢水之一，各國都在積極探究如何有效處理該類廢水[6]。

2 制藥工業(yè)廢水的處理方法

在2012年環(huán)保部出臺的《制藥工業(yè)污染技術政策》中要求制藥企業(yè)按照排放廢水的特點選擇適合的處理方法，對于特殊廢水，如含有毒性或特殊成分的應單獨進行收集預處理后再與其他廢水混合處理。

目前，制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理方法主要有：物理法、化學法、物化法、生化法及各種組合工藝等[3,6,7]。

2.1 物理法

物理法指不外加化學試劑，借助污染物自身的物理特性，或通過儀器設備輔助的方式，讓污染物從廢水中分離的方法。根據(jù)作用方法和原理，可將物理法分為重力分離法、磁力分離法、篩濾截流法、離心分離法和蒸發(fā)結晶法等[8]。一般常用于制藥廢水的預處理，主要分離呈不溶解性或懸浮狀態(tài)的物質(zhì)。

2.2 化學法

通過發(fā)生化學反應或傳質(zhì)作用，去除廢水中污染物質(zhì)或?qū)⒂泻ξ镛D(zhuǎn)化為無害物的處理方法?；瘜W法能迅速有效地去除多種污染物，在一定范圍內(nèi)，可處理其他方法所不能處理的物質(zhì)?；瘜W法具有處理設備操作更簡單，更易于控制和檢測等特點，同時可回收部分有毒、有害物質(zhì)。隨著水資源的日漸短缺，化學處理法已凸顯出明顯優(yōu)勢，在廢水處理方面將越來越受重視，獲得更廣泛的應用。根據(jù)化學反應機理和類型，可將化學法分為：酸堿中和法、吸附分離法、混凝沉淀法、氧化還原法以及離子交換法等。其中，最常用的化學法是混凝沉淀法和氧化還原法。

2.2.1 混凝沉淀法

物質(zhì)在混凝劑的作用下，通過凝結成大顆粒物質(zhì)沉降到廢水底部，與廢水相分離的方法，稱為混凝沉淀法。由于具有操作簡單，不需要復雜的儀器設備，且混凝劑價格便宜等特點，混凝法已被廣泛應用，如預處理高濃度的有機廢水或廢水的中間處理及全程處理?；炷齽┌o機類和有機類，不同類別的混凝劑需要的反應條件不同，產(chǎn)生的凈水效果也不一樣。一般在混凝劑使用過程中，為了增強混凝效果，還需要投加助凝劑，或者兩種混凝劑組合使用。

鄭懷禮[9]等人曾研究用不同的混凝劑處理重慶太極集團桐君閣制藥廠的廢水，結果表明：PAC、PFSS和PFS三種混凝劑的效果較好，且有機陽離子高分子絮凝劑能增強PFSS和PAC的混凝效果；混凝效果受水質(zhì)pH值的影響較大，在堿性條件下效果較好；進一步比較發(fā)現(xiàn)，PFSS更適合應用于該廢水的處理。

2.2.2 氧化還原法

當廢水中存在有機、還原性無機物時，可通過投加氧化劑進行氧化分解以達到處理廢水的目的。常用氧化劑的主要類型有氧類和氯類。其中，常用的廢水處理氯類氧化劑有ClO2、氯氣、次氯酸鹽(如次氯酸鈣)等；含氧類氧化劑有O3、H2O2及KMnO4等幾類物質(zhì)。Fenton試劑是由H2O2和Fe2+構成的復合氧化劑，具有高效、經(jīng)濟等特點，在廢水處理中被廣泛使用[10]。

鄧瀟雅[5]等曾在處理某中藥廠廢水時使用了Fenton試劑，處理結果表明：在調(diào)節(jié)好水質(zhì)的pH值，控制較合適的Fe2+和H2O2投加比例和水溫的情況下，該試劑對中藥廢水COD的去除效果良好。

顧俊璟[11]等曾在處理抗生素制藥廢水時比較使用了氯氧化法和光催化氧化法，試驗結果表明：在對制藥廢水有機物的降解上，兩種化學氧化法均能有效地去除有機物，使得出水COD值能達標排放。

秦松巖[12]等在對四環(huán)素制藥類廢水的二級出水進行脫色處理時，運用了Fenton試劑進行連續(xù)流實驗處理，結果表明：在控制好最佳實驗條件下，廢水的COD去除率保持在65%，色度去除率在90%以上，出水可以達到《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物排放標準》(GB21903-2008)中的相關排放標準。

陳舉恩等[13]曾在其論文中對在制藥廢水中常用的高級氧化技術，如光催化氧化及其聯(lián)用技術，F(xiàn)enton試劑及其聯(lián)用技術，超聲波及其聯(lián)用技術，O3工藝及其聯(lián)用技術等進行了詳細闡述。

化學處理法雖然種類多，去除效率也高，但對于高濃度的制藥廢水而言，其處理效果一般無法滿足達標要求，而且如果處理不當，還容易產(chǎn)生二次污染。因此，化學法往往被用于預處理難生物降解類的制藥廢水或深度處理，如二級生化出水的處理。

2.3 物化法

利用物質(zhì)間的物理特性和化學反應作用，將物理法和化學法結合使用，實現(xiàn)廢水處理的方法稱為物化法。常用物化法有：吸附法、氣浮法、離子交換法、吹脫法、萃取法以及膜分離法等。

貴州大學的柯靈非[14]曾運用微波技術“協(xié)助”膨潤土和Fenton試劑處理中藥廢水，研究結果表明：微波技術在協(xié)助膨潤土對廢水的吸附中所使用的輻射功率并非越高越好，在功率為150W，照射時間30s時的吸附效果是最理想的；在Fenton試劑反應體系中加以微波的方式，會產(chǎn)生明顯的協(xié)同效應，從而達到縮短反應時間，降低處理成本的目的。物化處理法一般不適合處理大規(guī)模的廢水，只能用于對緊急事故的處理[15]。

2.4 生物法

利用微生物在新陳代謝過程中對有機物的分解作用而進行的污水處理方法，稱為生物法。在處理生活廢水和工業(yè)廢水中微生物占有非常重要的地位，其對廢水處理效果的有效性和高效性已經(jīng)獲得廣泛認可，并在各類廢水處理中廣泛應用。根據(jù)在生物法中起主要作用的微生物種類，可將生物法分為好氧法、厭氧法和生物酶法。生物法能夠去除廢水中大部分有機污染物，是制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水處理中最常用的處理工藝。

劉慶斌[16]等人在處理陜西某制藥廠的廢水時采用了CASS工藝，取得了較好的效果：出水水質(zhì)中COD、SS和BOD5的濃度分別為36～88mg/L、36～56mg/L、19～28mg/L，不僅達到了國家規(guī)定的污水排放標準，還可滿足地方標準中規(guī)定的排放限值。

2.5 組合處理工藝

對于大多數(shù)制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水而言，只用一種工藝往往難以處理達標，常將多種工藝組合使用，常見的組合方式有：微電解+厭氧水解酸化+SBR、電解+水解酸化+CASS工藝、接觸氧化+UASB+兼氧+氣浮，ABR+SBR工藝等[6]。劉敖[17]等人曾對CASS工藝和IC厭氧反應器聯(lián)用處理中藥廠廢水做了較詳細的闡述。

張亞楠[18]等人用鐵屑法來預處理制藥廢水，結果表明：當廢水在處理裝置中停留30min，在pH值=6的條件下，制藥廢水的可生化降解性(BOD5/COD)由20.2%提高到了30.0%，在pH值=6.5時可達到43.4%，為后面進行生物處理創(chuàng)造了更好的條件。

徐海濤[19]曾對江西某中藥廠的廢水處理中設計了“水解酸化+接觸氧化”的處理工藝，運行結果表明：對接觸氧化池的曝氣產(chǎn)生的溶解氧濃度不能超過2.5～4.0mg/L，不然會增加能耗，微生物的總量也會減少，處理效果變差；通過對生化出水做的混凝沉淀實驗表明：在pH值=7.0、溫度為25℃的條件下，當加入PAC的量為150mg/L時，出水中CODCr、SS去除率可分別達到45.3%和50.4%；如果運行狀態(tài)穩(wěn)定，出水SS為24～47mg/L之間，去除率達90.4%；出水BOD5在9.4～21.4mg/L之間，去除率為97.2%；出水NH3-N在3.5～8.2mg/L之間，去除率達到79.6%；色度去除率達90%以上；處理廢水量為200m3/d時，可產(chǎn)生0.4m3污泥。

趙鋼[20]曾選用“氣浮+ABR+SBR”的組合工藝處理某中藥廢水，當進水COD濃度為15000mg/L，BOD5濃度為6000mg/L時，通過組合工藝處理后可分別下降至100mg/L和20mg/L，實現(xiàn)出水達標排放。

朱金秀[21]曾用“ABR+SBR”組合工藝處理中藥廢水，結果表明：通過ABR反應器的處理，當OLR為4.02 kgCOD/(m3·d)，HRT=24h時，廢水的可生化性由原來的0.34提高到0.50左右，后期可生化性較強；進入SBR反應器后，COD去除率由82.05%提高到91.62%，對進水濃度的適應性由412.2mg/L提高到1314.2 mg/L。

3 建議

制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理方法雖多，但由于其屬于復雜的難處理類廢水，各企業(yè)應當根據(jù)選用的藥品生產(chǎn)工藝及產(chǎn)生的廢水特點，通過實驗方式選擇適合的處理方法。

[1] 李建政,等.中藥廢水高效生物處理技術的研究[J].中國給水排水,2000,16(6):5-8.

[2] 黃逍,張志芬,等.中藥工業(yè)廢水處理研究進展[J].環(huán)境科學與技術,2011,34(6G): 184-186.

[3] 王玨.中藥廢水處理技術探討[J].廣東化工,2009,36(4):138-140.

[4] LONG D J,LAURIA J M.Anaerobic biological treatments[M]. Google Patents, 2005.

[5] 鄧瀟雅,劉劍鋒,楊愛江,等.Fenton法處理中藥廢水的研究[J].環(huán)境科學與管理, 2010, 35(4):68-70.

[6] 李宇慶,馬楫,錢國恩,等.制藥廢水處理技術進展[J].工業(yè)水處理,2009,29(12):5-7.

[7] 祝堅.中藥廢水污染特點和處理研究進展[J].能源環(huán)境保護,2007,21(5):15-17.

[8] 鐘瓊.廢水處理技術及設施運行[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2008,5.

[9] 鄭懷禮,龍騰銳,袁宗宣,等.絮凝法處理中藥制藥廢水的試驗研究[J].環(huán)境科學與管理, 2002,28(6):339-342.

[10] 蘇榮軍,王鵬,車春波,等.Fenton法深度處理中藥廢水的研究[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2009,41 (4) :16-18.

[11] 顧俊璟,王志,等.化學氧化法處理抗生素制藥廢水[J].化學工業(yè)與工程,2007,24(4): 291-294.

[12] 秦松巖,張芹,等.Fenton法對四環(huán)素類制藥廢水二級出水的脫色研究[J].黑龍江大學工程學報,2007,7(2):39-45.

[13] 陳舉恩,李滬萍,羅康碧,等.高級氧化技術處理制藥廢水研究進展[J].貴州化工,2008, 33(1):46-50.

[14] 柯靈非.微波法處理中藥廢水的初步研究[D].貴州:貴州大學,2009.

[15] 張茜.中藥針劑廢水處理技術的應用研究[D].西安:西安建筑科技大學,2013.

[16] 劉慶斌,陳超產(chǎn),等.CASS工藝處理中藥廢水[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2008,34(3):9-10.

[17] 劉敖,楊春莉,等.IC和CASS聯(lián)動在處理中藥制藥廢水中的應用[J].科技創(chuàng)新導報,2015, 18:125-125.

[18] 張亞楠,段舜山,劉國光,等.鐵屑預處理制藥廢水的研究[J].生態(tài)科學,2002, 21(1): 62-64.

[19] 徐海濤.水解酸化-接觸氧化工藝處理中藥廢水的研究[D].南昌:南昌大學,2014.

[20] 趙鋼.ABR+SBR組合工藝在中藥廢水處理設計中的應用[D].成都:西南交通大學, 2005.

[21] 朱金秀.ABR-SBR工藝處理中藥廢水的研究[D].重慶:重慶大學,2005.

TheTreatmentMethodsofPharmaceuticalIndustryProductionWastewater

ZhangLi

(SichuanChemicalEngineeringVocationCollege,Luzhou646000,Sichuan,China)

The pharmaceutical industry wastewater is one of the difficultly treated wastewater because of its high concentration of pollutants and complex composition. The characteristics and treatment methods of this wastewater are narrated in the paper, which can provide a reference for the treatment of pharmaceutical industrial wastewater.

pharmaceutical wastewater; organic wastewater;treatment method