制藥廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

張俸志 李寧 袁書 姜金鳳

摘?要：制藥廢水因具有有機(jī)物含量高、有毒物質(zhì)含量多等不利因素，對(duì)制藥廢水的深度處理造成了困難。文章介紹了合成類藥物生產(chǎn)廢水、生物法制藥生產(chǎn)發(fā)酵廢水、中成藥制藥廢水以及制劑類生產(chǎn)廢水這4類制藥廢水的主要污染物及水質(zhì)特點(diǎn)。歸納總結(jié)了近年來(lái)對(duì)制藥廢水的主流處理方法及最新研究成果。

關(guān)鍵詞：制藥廢水;生化處理

隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，人們對(duì)醫(yī)療保健的愈加重視，這是促進(jìn)了制藥行業(yè)的發(fā)展的一個(gè)重要因素，造成了制藥廢水的產(chǎn)量持續(xù)增大。制藥廢水中包含了大量的動(dòng)植物提取殘?jiān)?、廢溶劑、以及各種醫(yī)藥中間體等有毒有害成分，未經(jīng)充分處理的制藥廢水會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，甚至可以通過(guò)食物鏈進(jìn)危害人體生命健康。本文將從制藥廢水的產(chǎn)生以及處理工藝方面總結(jié)目前制藥廢水處理行業(yè)的研究現(xiàn)狀，存在的問(wèn)題和發(fā)展方向。

1 制藥廢水的產(chǎn)生

制藥廢水的處理引起了廣泛的關(guān)注，在許多國(guó)家和地區(qū)的廢水以及地表水中都檢測(cè)到近百種藥物及其代謝產(chǎn)物。從制藥廢水工藝角度出發(fā)，將制藥廢水分為以下四類：合成類藥物生產(chǎn)廢水、生物法制藥生產(chǎn)發(fā)酵廢水、中成藥制藥廢水以及制劑類生產(chǎn)廢水。

合成類藥品主要是利用有機(jī)或者無(wú)機(jī)原料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或者利用中間體過(guò)程來(lái)獲得的，這決定了化學(xué)合成類制藥廢水的主要組成成分是結(jié)晶母液、殘余的生產(chǎn)物、吸附殘夜等。主要處理方法為生物法、物理法和化學(xué)法，如UASB、Fenton氧化技術(shù)、多相催化濕式過(guò)氧化法等。

中成藥的生產(chǎn)過(guò)程主要包括對(duì)動(dòng)植物，礦物等各類原料的提取、分類、純化等幾個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因藥物種類繁多，所產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水中包含的主要成分不盡相同?？傮w來(lái)說(shuō)，中藥類制藥廢水成分復(fù)雜、色度大，水質(zhì)水量波動(dòng)大，但可生化性好，易于用生物法進(jìn)行處理，常用的方法主要為UASB、SBR、ABR法等工藝的組合工藝。

生物法制藥生產(chǎn)發(fā)酵廢水主要來(lái)自于微生物發(fā)酵的廢液、提取純化過(guò)程中產(chǎn)的殘余液、發(fā)酵罐排放的洗滌廢水等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。多采用化學(xué)法或生物法進(jìn)行處理，如：高級(jí)氧化、水解酸化、UASR、臭氧氧化及其工藝組合等。

2 制藥廢水的處理方法

因藥物的種類和生產(chǎn)工藝不同，其所產(chǎn)生的廢水的成分也有著很大差異，針對(duì)這些廢水的處理工藝也不盡相同，現(xiàn)有的處理方法可以大體上分為物化法、化學(xué)法、生物法，在下文中將詳細(xì)介紹每種方法的優(yōu)劣。

2.1 物化法

物化法在預(yù)處理和深度處理中都有應(yīng)用。常用的物化法有混凝沉淀法、膜分離技術(shù)、吸附法等。Reza Derakhsheshpoor 等人使用高滲透率聚砜納濾膜從制藥廢水中回收阿莫西林，實(shí)驗(yàn)表明，pH的增加能夠使膜對(duì)阿莫西林的截留率增加，其截留率能夠達(dá)到85%。

2.2 化學(xué)法

化學(xué)法是制藥廢水的處理的傳統(tǒng)方法，常用于預(yù)處理和深度處理中。常見(jiàn)的處理方法有氧化法、電解法、催化法、高級(jí)氧化等。

Boz·ena Czech [1]等采用一種新型的多壁碳納米管和二氧化鈦/二氧化硅（MWCNT/TiO2/SiO2）光催化來(lái)去除制藥廢水中剩余的雙酚A和卡馬西平。在經(jīng)過(guò)UVA照射20分鐘后，每種污染物的濃度都降低了一半。在廢水經(jīng)過(guò)處理后，對(duì)費(fèi)氏弧菌和大水騷的毒性顯著降低，這說(shuō)明污染物被光氧化成了無(wú)毒產(chǎn)物。

2.3 生化法

生化法廣泛應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的處理，具有費(fèi)用低廉，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。為了克服制藥廢水成分復(fù)雜、毒性大、COD含量高等不利于可生化降解的因素，往往采用厭氧、好氧的組合工藝以降低運(yùn)營(yíng)成本，提高出水水質(zhì)。

Guanglei Qiu[2]等人利用UASB+MBR聯(lián)合反應(yīng)器對(duì)生產(chǎn)小檗堿的制藥廢水進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中COD及氨氮高效處理，其去除率分別達(dá)到98.7%、98.5%。Chong-Jian Tang等人對(duì)厭氧氨氧化做了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出SBA-ANAMMOX工藝，對(duì)制藥廢中氨氮去除率達(dá)到在80%;對(duì)亞硝酸鹽的去除率達(dá)到90%。

2.4 其他工藝組合

由于制藥廢水復(fù)雜的水質(zhì)特點(diǎn)，單一工藝的處理效果并不理想。目前研究重點(diǎn)主要放在對(duì)組合處理工藝的研究上。組合工藝通常能夠發(fā)揮不同方法各自的優(yōu)勢(shì)，一般先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理提升可生化性，再利用生物技術(shù)進(jìn)行深度處理。

Emad S.Elmolla 等以采用Fenton-SBR法處理含阿莫西林和氯唑西林的抗生素類制藥廢水進(jìn)行處理。在最佳操作條件下，去除了廢水中89%的sCOD，最終使SBR的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

制藥廢水由于具有成分復(fù)雜、水質(zhì)波動(dòng)大、含有有毒性物質(zhì)以及有機(jī)物含量高等特點(diǎn)。大部分制藥廢水的處理方法都需要借助多種工藝的組合，利用物理化學(xué)法預(yù)處理，降解高濃度有機(jī)物和有生物毒性的物質(zhì)，提高可生化性后，再利用生物法深度處理是目前主要的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]Czech，B.and W.Buda，Photocatalytic treatment of pharmaceutical wastewater using new multiwall-carbon nanotubes/TiO2/SiO2 nanocomposites.Environmental Research，2015.137：176-184.

[2]Qiu，G.，et al.，Combination of upflow anaerobic sludge blanket（UASB）and membrane bioreactor（MBR）for berberine reduction from wastewater and the effects of berberine on bacterial community dynamics.Journal of Hazardous Materials，2013.246-247（4）：34-43.