制藥廢水處理技術(shù)及研究進(jìn)展

陳美花

摘 要： 隨著醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)過程中所排放的廢水對環(huán)境的污染也日益加劇，給人類健康帶來了嚴(yán)重的威脅。根據(jù)制藥廢水的特點，介紹了目前國內(nèi)外處理制藥廢水所應(yīng)用的各種物化、化學(xué)、生化以及組合工藝技術(shù)，并對各種處理方法的特點進(jìn)行了論述，同時介紹了一些新的處理方法。

關(guān)鍵詞： 制藥廢水；處理技術(shù)；新進(jìn)展

0 引言

近年來，隨著制藥行業(yè)的快速發(fā)展，制藥廢水產(chǎn)生量很大。我國原料藥和藥品制劑生產(chǎn)企業(yè)約5000家，生產(chǎn)一萬多種、年產(chǎn)量近百萬噸藥劑，制藥工業(yè)廢水年排放量達(dá)到0.25Gt，年平均處理率還不到30%。制藥產(chǎn)品的生產(chǎn)過程主要是發(fā)酵、過濾、離子交換、濃縮、酯化、轉(zhuǎn)化以及精制等多種復(fù)雜而有序的物理、化學(xué)和生物過程，在這些工藝過程中會產(chǎn)生大量的高有機污染含量廢水。制藥廢水污染物成分復(fù)雜、毒性大、色度高、難生物降解、水質(zhì)水量變化大，是工業(yè)廢水中較難處理的一種。

1 制藥廢水處理技術(shù)

1.1 物化法

物化法在制藥工業(yè)廢水處理中有很多種，其因處理不同的制藥廢水而不同，它不僅可作為單獨的處理工序，也可作為生物處理工序的預(yù)處理或后處理。

（1）混凝沉淀法。這是最常用的預(yù)處理方法，通過投加化學(xué)藥劑，使其產(chǎn)生吸附、中和微粒間電荷、壓縮擴散雙電層而產(chǎn)生的凝聚作用，破壞了廢水中膠體的穩(wěn)定性，使膠體微粒相互聚合、集結(jié)，在重力作用下沉淀。制藥廢水處理工程中常用的混凝劑有聚合硫酸鐵、氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化硫酸鋁鐵、聚丙烯酰胺PAM等?；炷恋矸ǖ膬?yōu)點是不僅可以有效降低污染物的濃度，還可以改善廢水的生物降解性能。缺點是會產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，造成二次污染；出水的pH較低，含鹽量高；對氨氮的去除率較低。

（2）氣浮法。通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。在制藥工業(yè)廢水處理中，可用于如慶大霉素、土霉素、麥迪霉素等廢水的處理。

（3）吸附法。指利用多孔性固體吸附廢水中一種或幾種污染物，以回收或去除污染物，從而使廢水得到凈化的方法。在制藥工業(yè)廢水處理中，常用活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等吸附劑預(yù)處理生產(chǎn)中成藥、米菲司酮、雙氯滅痛、潔霉素、撲熱息痛、維生素B6 等產(chǎn)生的廢水。優(yōu)點是處理效果好。缺點是成本高。

（4）電解法。具有高效、易操作等優(yōu)點，同時又有很好的脫色和提高可生化性的效果。

（5）膜分離法。該技術(shù)包括反滲透、納濾膜、纖維膜。優(yōu)點是在產(chǎn)生環(huán)境效益的同時又可回收有用物質(zhì)，設(shè)備簡單、操作方便、處理效率高、節(jié)約能源。

1.2 化學(xué)法

采用化學(xué)方法時，某些試劑過量會導(dǎo)致水體二次污染，因此在設(shè)計前應(yīng)做好相應(yīng)實驗研究工作且化學(xué)藥品昂貴。

（1）鐵碳法。工業(yè)運行表明，以Fe -C作為預(yù)處理步驟，出水可生化性大大提高。

（2）臭氧氧化法。能提高抗生素廢水的BOD5 /COD ，同時對COD有較好的去除率。I .A .Balcio glu等對抗生素制藥廢水進(jìn)行了臭氧氧化處理，并研究了pH 、進(jìn)水COD以及H2O2 的使用量等因素對臭氧氧化處理過程的影響。結(jié)果表明，抗生素廢水在臭氧用量為2 .96g/ L 時，BOD5/COD 的比值由0 .077 增至0.38 。而在廢水pH值不變的條件下，臭氧氧化過程均可達(dá)到75 %以上的COD去除率。

（3）Fenton試劑法。亞鐵鹽和H2O2 的組合稱為Fenton 試劑。它能有效去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機物。該方法設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)放大，是一種有較好開發(fā)前景的處理青霉素廢水工藝。Neyens和Baey ens指出，F(xiàn)enton 氧化是在去除廢水中許多有害有機物質(zhì)的一個非常有效的方法。它同樣是一個非常有效的預(yù)處理，可以改變成分有助于后續(xù)更好的生物降解；并且可以在下面的生物處理過程中減少微生物的毒性。

（4）光催化氧化法。該技術(shù)具有新穎高效，對廢水無選擇性且無二次污染，尤其適用于不飽和烴的降解。

1.3 生化法

生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)。由于制藥廢水中有機物濃度很高，所以一般需要用厭氧方法才能取得好的處理效果。

（1）上流式厭氧污泥床法（UASB 法）。優(yōu)點是厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、水力停留時間短、無需另設(shè)污泥回流裝置等。缺點是UASB 運行時，對管理技術(shù)要求較高，且啟動馴化困難。

（2）上流式厭氧污泥床過濾器（UASB +AF）。是近年來發(fā)展起來的一種新型復(fù)合式厭氧反應(yīng)器，它結(jié)合了UASB 和厭氧濾池（AF）的優(yōu)點，使反應(yīng)器的性能有了改善。

（3）水解酸化法。水解池全稱水解升流式污泥床（HUSB），它是改進(jìn)的UASB 。優(yōu)點是可將難降解大分子有機污染物初步分解為小分子有機污染物，提高可生化性；反應(yīng)速度，池小、投資少，并能減少污泥量；不需密閉，攪拌，不設(shè)三相分離器，降低造價[ 2] 。

（4）厭氧符合床（UBF）。與UASB 相比，具有分離效果好，生物量大，生物種類繁多，處理效率高，運行穩(wěn)定性強，是實用高效的厭氧生物反應(yīng)器。

（5）厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）。該反應(yīng)器因具有結(jié)構(gòu)簡單、污泥截留能力強、穩(wěn)定性高、對高濃度有機廢水，特別是對有毒、難降解廢水處理中有特殊的作用，因而引起了人們的關(guān)注。

2 其他組合處理工藝

制藥廢水有時僅靠單一的處理工藝很難使出水達(dá)標(biāo)排放，且大多存在一次性投資高、運行成本高等問題。因此必須對現(xiàn)有的工藝進(jìn)行集成，采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

李穎采用電解+水解酸化+CASS 工藝處理制藥廠廢水，在進(jìn)水COD 為2 000 mg/L，處理量1 800 m3/d 下，該工藝實現(xiàn)了處理效率高，占地面積小，工程投資低等優(yōu)點，處理后各項污染指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996） 中二級排放標(biāo)準(zhǔn)。其中電解預(yù)處理單元處理后，核黃素上清液的pH 為6～9，COD、SS、色度去除率分別為71%、83%、67%。

黃勝炎采用微電解+厭氧水解酸化+序批式活性污泥法（SBR） 串聯(lián)工藝處理化學(xué)合成制藥廢水，進(jìn)水COD 為2 000～6 000 mg/L，處理量4 000m3/d，經(jīng)微電解+ 厭氧水解酸化處理后，出水BOD5/COD 可達(dá)0.63，可生化性大大提高。維持SBR進(jìn)水COD 在1 500 mg/L 左右，MLSS 污泥COD 負(fù)荷為0.5 kg/ （kg·d），曝氣8～10 h，出水COD 在200mg/L 以下，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

張書海等采用UASB+兼氧+接觸氧化+氣浮工藝處理高濃度生化制藥廢水，處理量1 100 m3/d，經(jīng)4 個單元的處理，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中二級標(biāo)準(zhǔn)。

龔敏等采用ABR—EGSB—SBR 組合工藝處理制藥廢水，ABR 池中設(shè)有特殊結(jié)構(gòu)的鐵屑和焦炭濾層，鐵屑和焦炭濾層發(fā)生微電解反應(yīng)產(chǎn)生新生態(tài)的Fe2+，提高了微生物的生化活性，對水解過程也有促進(jìn)作用，為EGSB 的產(chǎn)甲烷反應(yīng)創(chuàng)造了良好條件。運行結(jié)果表明：在10～28 ℃，處理量10～50 m3/d，進(jìn)水COD 為1 940～28 800 mg/L 時，COD 去除率為90%～98%。EGSB COD 容積負(fù)荷可達(dá)15 kg/（m3·d），出水各項指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中二級標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

根據(jù)制藥廢水的特點，僅靠單一的處理工藝很難使出水達(dá)標(biāo)排放，必須采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，一般的流程都要設(shè)計成幾種方法的綜合才能有效地達(dá)到處理的最終要求.采取適當(dāng)?shù)奶幚砉に?，可以從制藥廢水中回收部分有用成分，實現(xiàn)資源回收與再利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李穎. 電解-CASS工藝處理制藥廢水工藝研究與設(shè)計[J].環(huán)境工程，2003，21（1）：33.

[2] 黃勝炎. 醫(yī)藥工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展[J].醫(yī)藥工程設(shè)計雜志，2005，26（3）：41-50.

[3] 張書海，朱雪，李英輝. UASB—兼氧—接觸氧化—氣浮處理生化制藥廢水[J].環(huán)境工程，2008，26（3）：22-23.

[4] 龔敏，張勇，趙九旭，等. ABR-EGSB-SBR 組合工藝處理制藥廢水[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，29（12）：80-82.