固體廢棄物預(yù)處理中藥制藥廢水的實(shí)驗(yàn)分析

吳麗燕 王秀麗 白 鶴

1.杭州綠夏環(huán)境科技有限公司；2.安徽睿晟環(huán)境科技有限公司；3.浙江東天虹環(huán)保工程有限公司

1 引言

中藥制藥所產(chǎn)生的廢水，主要是藥物的毒性、酸性和化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)對(duì)于處理環(huán)境造成一定的影響，而成熟的預(yù)處理技術(shù)，能夠?qū)U水的有害性盡可能地降低，以達(dá)到廢棄物的無(wú)害化處理。在制藥廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)中，其中以COD的去除效果，以及脫色率的相應(yīng)參數(shù)，能夠滿足國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域中的規(guī)定范圍內(nèi)，作為廢水處理標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù)，將化學(xué)藥品的廢液，在一定的要求范圍以內(nèi)，按照既定的方案，進(jìn)行回收和處理。而預(yù)處理的方法，需要結(jié)合企業(yè)的預(yù)算，廢水處理工藝適宜的條件，和廢水內(nèi)藥物的主要化學(xué)成分，綜合考慮選擇最優(yōu)方案。在逐漸發(fā)展的廢液處理技術(shù)中，對(duì)于鐵屑和爐渣應(yīng)用價(jià)值的開發(fā)，獲得了階段性的進(jìn)展，尤其是在內(nèi)電解的基礎(chǔ)之上，在同等成本的材料中，COD的去除效果也是位列前茅。

2 固體廢棄物預(yù)處理的主要原因、材料和方法

在資源短缺、競(jìng)爭(zhēng)激烈的大背景下，材料的選用和低成本處理方法的選擇，成為制藥企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，必不可少的重要手段，而爐渣和鐵屑是完成廢液預(yù)處理的關(guān)鍵材料。主要的處理步驟，是通過加入鐵屑，配合著1mL的H2O2，通過一些溶液的混合，針對(duì)廢液的pH和其他化學(xué)性質(zhì)的調(diào)整，盡可能地保障制藥過程當(dāng)中，所產(chǎn)生的毒性和影響后續(xù)處理的性質(zhì)，在一定程度上得到緩解。而對(duì)于目前的化工技術(shù)來(lái)說，要想將廢液造成的環(huán)境污染現(xiàn)象，盡可能地降到最低，首先是對(duì)于預(yù)處理材料的實(shí)驗(yàn)。在鎖定最適宜使用的材料后，通過控制變量的形式經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和反復(fù)驗(yàn)證，來(lái)求證所使用的方法，相對(duì)于其他原理存在突出的特點(diǎn)。作為中藥廢液，其中所導(dǎo)致污染問題的主要原因，是由于藥業(yè)在加工過程中，往往需要配合一定量的化學(xué)反應(yīng)，而在這個(gè)過程當(dāng)中，所生成的一次產(chǎn)物、多次產(chǎn)物，具有獨(dú)特的化學(xué)污染性。而在以往的環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn)下，化工污染無(wú)法及時(shí)被分解，會(huì)由生物鏈的傳遞，導(dǎo)致人類社會(huì)反受其害。而對(duì)于中藥廢水來(lái)說，存在一定的顆粒渣滓，并且色素污染性強(qiáng)，其中化合有機(jī)物的分解能力，大多數(shù)都不屬于自然分解能力。由此，為了保障中藥制藥水平的發(fā)展，開發(fā)處理效率高、處理成本低的廢水處理體制，是必要的實(shí)驗(yàn)課題，將固體廢棄物作為凈化原料，利用物理電解法，通過Fe2+對(duì)于有機(jī)物的破壞能力，降低廢液對(duì)于外部環(huán)境的污染。

3 中藥制藥廢水預(yù)處理的缺點(diǎn)與難點(diǎn)

3.1 固定化的處理模式缺乏針對(duì)性

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果顯示，中藥制藥的廢水成分當(dāng)中，主要是藥品不同的選擇和搭配，會(huì)造成不同的化學(xué)反應(yīng)，其中由于廢液遇到氧氣，造成的有機(jī)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致成分的變化。尤其是在制藥成本上來(lái)說，針對(duì)性的設(shè)計(jì)每一種廢液的處理方法，會(huì)造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)壓力，因此在中藥制藥以后，需要選擇通用性較強(qiáng)的處理方案，來(lái)降低制藥廢水的處理成本，同時(shí)對(duì)于差距較大的廢液，盡可能地增加處理方法的種類[1]。而在制藥以后的處理上，經(jīng)常存在的問題是用固定模板，進(jìn)行廢液的處理，這種方法不但無(wú)法迅速完成凈化，同時(shí)在處理效果上也略遜一籌，并且固定化模式的處理手段，可能會(huì)造成另外不必要的反應(yīng)。尤其是對(duì)于一些有機(jī)污染物，在排放后其污染能力較強(qiáng)，并且普通的沉淀方法，對(duì)于各種化合物的沉降效果也相對(duì)較差。因此更加需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)于藥品制備流程中，可能出現(xiàn)的化合物、元素，進(jìn)行針對(duì)性的沉降和去除，在一定程度上，提高對(duì)于污染性物質(zhì)的去除效率。

3.2 中藥制藥廢水中的有機(jī)污染物種類復(fù)雜

目前由于廢液不按標(biāo)準(zhǔn)排放，最直接的污染現(xiàn)象，就是導(dǎo)致環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，而導(dǎo)致這種原因的首要原因，就是由于有機(jī)物造成的污染現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果來(lái)看，有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，以及化學(xué)結(jié)構(gòu)中的發(fā)色基團(tuán)，是導(dǎo)致廢液排放不滿足標(biāo)準(zhǔn)的首要原因，而通過單純的物理分解，無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有污染物的有效電解。況且根據(jù)廢液處理控制成本的原則，尤其是在大批量處理的情況下，對(duì)于電力能源的消耗過大，并且按照基本分解原理，電解實(shí)現(xiàn)有色度去除的效果，并沒有在實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)明顯效果。尤其是對(duì)于末端吸收藍(lán)移的效果，對(duì)于復(fù)雜的有機(jī)物分子來(lái)說，簡(jiǎn)單的物理處理方法，以及一些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，無(wú)法輕易地造成有機(jī)物結(jié)構(gòu)的破壞，由于有機(jī)物結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定[2]。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，不同有機(jī)物需要不同化學(xué)破壞的方法，只有通過針對(duì)性的手段，增加目前的制藥廢水的處理效果。

3.3 部分污染物的處理不徹底

除了一些不易分解的有機(jī)物以外，還有很多有毒的粒子，難以形成沉淀和氣體，無(wú)法將其從溶液中徹底消除，因此在實(shí)驗(yàn)室的預(yù)處理操作中，需要考慮到這部分的化學(xué)物質(zhì)，在進(jìn)行排放后的毒性。而常常在廢液處理上，研究人員容易將重心，放在廢水的去色和COD的去除上，可是在污染物去除率的檢測(cè)上，卻很容易出現(xiàn)疏忽，尤其是毒性和對(duì)于環(huán)境的影響。由此可知，在經(jīng)過處理的制藥廢水中，仍然可能存在著極強(qiáng)的藥性，而這部分化學(xué)物質(zhì)，可能會(huì)與其他的粒子進(jìn)行再次反應(yīng)，重新生成污染物，同時(shí)也可能會(huì)由于，帶毒粒子的意外排放，造成周圍環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的無(wú)法使用[3]。而在實(shí)際的制藥生產(chǎn)中，由于目前逐漸嚴(yán)格的檢測(cè)機(jī)制，這種情況出現(xiàn)的概率相對(duì)較小，但是據(jù)目前實(shí)驗(yàn)來(lái)看，污染物處理不徹底的現(xiàn)象仍然存在。通過相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)管體系，能夠有效地降低制藥廢水的污染，但是隨著處理效率的缺陷，污染物的處理成本，又提高了一個(gè)層次。

3.4 全面徹底的廢水預(yù)處理成本較高、工藝復(fù)雜

對(duì)于目前逐漸發(fā)展的廢液處理技術(shù)，首先最簡(jiǎn)單的方法，就是通過廢物利用的方式，盡可能最大化的，實(shí)現(xiàn)污染物的高效去除。可是中藥主要是根據(jù)植物的藥性，進(jìn)行熬制或添加等方式，實(shí)現(xiàn)藥性向溶液的轉(zhuǎn)換，因此一般的化學(xué)處理方法，可能無(wú)法有效地處理全部的化學(xué)物質(zhì)。因此在一般的制藥企業(yè)，采用紫外線等方式將復(fù)合物分解，再通過化學(xué)沉降的方式處理廢水，但是這樣的方法，對(duì)于設(shè)備的要求很高，且在操作過程當(dāng)中，能夠明顯察覺出紫外線對(duì)于液體的操作難度很高。因此在處理工藝和成本上，需要相當(dāng)高的要求。以下將結(jié)合實(shí)驗(yàn)室中，不同處理手段的情況下，對(duì)于不同處理方法的數(shù)據(jù)分析，來(lái)確定制藥廢液的最佳處理方式。

4 固體廢棄物預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析

不同方法下對(duì)于廢液的處理效果，在各種評(píng)定關(guān)鍵上的數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1

4.1 固體廢棄物對(duì)于制藥廢液的處理優(yōu)勢(shì)

首先根據(jù)實(shí)際調(diào)研顯示，在制藥過程當(dāng)中往往需要高溫環(huán)境，因此對(duì)于中藥制藥流程來(lái)說，爐渣、鐵屑等都屬于廢物，制作成本能夠得到調(diào)整。另外就根據(jù)以上表格中的數(shù)據(jù)來(lái)看，通過低成本固體，配合這一定量成本較低的化學(xué)試劑，能夠有效地去除廢液中的有色基團(tuán)。因此就廢水當(dāng)中的有害物質(zhì)，以及大多數(shù)的有機(jī)化合物，會(huì)由于鐵屑、爐渣中的Fe2+在一定的催化作用下，導(dǎo)致有機(jī)物的失活和沉淀，在通用性上也要比一般的化學(xué)試劑，更加具有處理優(yōu)勢(shì)。在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，固體廢棄物的使用，極易引起藥液與內(nèi)部離子的反應(yīng)，因此出現(xiàn)黃色微小沉降，配合著化學(xué)試劑的輔助作用，能夠加速絮狀沉降，因此以上的第四種方法，為制藥廢水處理的最佳方法。

4.2 實(shí)驗(yàn)中環(huán)境因素對(duì)于去除效果的影響

由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果，可能會(huì)造成一定的影響，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以前，必須要調(diào)整實(shí)驗(yàn)中的環(huán)境因素，尤其是根據(jù)一般反應(yīng)中，所需要的最佳酸堿性、溫度和固體的粉碎程度，都是影響實(shí)驗(yàn)效果的直接因素。在35℃下，按照6左右區(qū)間的pH取值，是按照文獻(xiàn)資料調(diào)查后，實(shí)驗(yàn)所處的最佳環(huán)境條件，但是在制藥工業(yè)化生產(chǎn)的過程中，還需要結(jié)合實(shí)際的藥物性質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)環(huán)境的調(diào)整[4]。舉例來(lái)說，在廢水中存在不穩(wěn)定物質(zhì)時(shí)，為避免高溫造成的不必要反應(yīng)，需要盡可能地調(diào)低溫度，在這樣的環(huán)境下，能夠更加穩(wěn)定的進(jìn)行藥液中，有害物質(zhì)的沉降。而對(duì)于pH來(lái)說，隨著溶液的酸性增強(qiáng)，COD去除率以及其他的指標(biāo)，都會(huì)相應(yīng)的有所降低，因此對(duì)于處理工藝來(lái)說，控制環(huán)境是實(shí)現(xiàn)高效預(yù)處理的重要前提。

4.3 固體廢棄物處理中對(duì)于用量的控制

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，是以固體廢棄物與化學(xué)試劑的配合，利用原電池原理進(jìn)行內(nèi)部催化，盡可能地控制實(shí)驗(yàn)試劑的用量。根據(jù)參考文獻(xiàn)的查閱，按照1：50體積比的量，進(jìn)行H2O2與廢水的結(jié)合，同時(shí)將適量的石灰乳和固體廢棄物放入，盡可能在充沛的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)。而在制藥廢水處理以前，需要根據(jù)處理廢液的體積，進(jìn)行詳細(xì)方案的制定，以確保所備用的物質(zhì)，滿足廢液處理的充分反應(yīng)，盡可能多的處理其中的有害物質(zhì)，降低排放后的污染性。根據(jù)上表結(jié)果顯示，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，控制石灰乳的用量，不但能夠使部分化學(xué)物質(zhì)迅速沉降，同時(shí)還能夠有效提升廢液的透明度，降低廢液的顏色。

5 結(jié)束語(yǔ)

利用固體廢棄物進(jìn)行制藥廢液的處理，主要是在降低成本的前提下，盡可能地提升廢水的COD去除率。在適宜的環(huán)境條件下，通過調(diào)整化學(xué)試劑與廢液的配比，將爐渣和鐵屑的處理效果達(dá)到最高。