制藥行業(yè)廢水特征污染因子控制指標(biāo)分析
——以上海市為例

＊劉潤池 田國華

（1.大連理工大學(xué) 遼寧 116000 2.隆華科技集團（洛陽）股份有限公司 河南 471132）

目前，我國制藥工業(yè)在不斷的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有所提高。但是，藥物生產(chǎn)過程中排放的廢水對環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅到了人類的健康。制藥廢水的成分復(fù)雜，鹽分和濃度比較高，含有大量有機污染物質(zhì)，且此物質(zhì)中有大量難以生化降解的物質(zhì)。以生產(chǎn)工藝將制藥工業(yè)劃分為化學(xué)制藥、生物制藥，導(dǎo)致出現(xiàn)的污染比較嚴(yán)重。所以，對制藥行業(yè)廢水特征污染因子控制指標(biāo)分析尤為重要[1]。

1.上海制藥行業(yè)生產(chǎn)工藝的原輔料分析

通過分析上海百家制藥企業(yè)原輔材料使用過程中的化學(xué)物質(zhì)和毒理特性，得出表1主要原輔料和國內(nèi)外制造標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)合成類制藥工業(yè)中的原輔材料包括有機溶液和重金屬，涉及到的有機物種類比較多，包括苯、醇、烷烴和衍生物等。由于脫水、氧化還原、縮水等化學(xué)合成工藝都會使用催化劑，常用催化劑有汞、鉛、鋅、銅和鉻等。另外，使用有機溶液能夠?qū)崿F(xiàn)中間產(chǎn)品的結(jié)晶、分離、干燥、提純等，從而得到最終產(chǎn)品。

表1 主要原輔料和國內(nèi)外制造標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表

生物類制藥中要添加各種激素和生長因子，比如鋅、硒等微量元素，使藥品產(chǎn)率得到提高。另外，在精制提取過程中也會使用有機溶劑。現(xiàn)代生物制藥工程還會涉及到細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)酵、酶制取、基因工程等，從而產(chǎn)生克隆抗體、發(fā)酵菌種或者轉(zhuǎn)基因菌種，具有潛在生物安全風(fēng)險。

為了進一步研究上海醫(yī)藥工業(yè)各行業(yè)單位企業(yè)污染物的總量控制指標(biāo)排放情況，根據(jù)單位企業(yè)廢水排放量計算公式，實現(xiàn)單位企業(yè)各個廢水污染物總量控制指標(biāo)排放量的計算[2]，表2為企業(yè)排放量的統(tǒng)計。

表2 企業(yè)排放量的統(tǒng)計

2.上海市制藥廢水的污染構(gòu)成和特點

（1）化學(xué)制藥廢水的構(gòu)成和特點?；瘜W(xué)制藥指的是使用某種有機物質(zhì)與無機物質(zhì)實現(xiàn)有效化學(xué)反應(yīng)，從而生產(chǎn)合格化學(xué)藥品的總稱?；瘜W(xué)藥品生產(chǎn)為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，在制藥過程中會排放大量的廢水，此廢水中有大量的結(jié)晶補充、吸附廢液和化學(xué)溶劑殘留液等。其次，在制造化學(xué)藥品的過程中，各種輔助工程會排放大量的污水，此污水會對環(huán)境安全造成影響。通過大量的研究表示，現(xiàn)階段化學(xué)制藥所產(chǎn)生的廢水污染物包括氨氮、BOD、COD等常規(guī)化合物與有害有機物。此化工制藥廢水主要特點就是排放數(shù)量大，存在嚴(yán)重的有機質(zhì)污染，而且還具備間歇式的排放情況。

（2）中藥加工廢水的構(gòu)成和特點。此生產(chǎn)模式指的是將某中成藥作為藥品生產(chǎn)原料，根據(jù)我國中藥制藥特點實現(xiàn)中成藥飲片和中成藥制劑的生產(chǎn)。在此生產(chǎn)模式中所產(chǎn)生的藥物廢水來源于生產(chǎn)制藥排放的污水與器械設(shè)備沖洗排放污水，此種污水的BOD、COD的含量比較高，和生物制藥產(chǎn)生廢水的特征相似，主要為間歇性排放，水質(zhì)存在復(fù)雜的污染物，水體中膠體固體和溶解性固體含量比較高[3]。

（3）生物制藥廢水構(gòu)成和特點。和化學(xué)制藥對比，生物制藥的生產(chǎn)流程比較嚴(yán)格，主要是以生命體具體的生命活動規(guī)律制作藥品，此工程包括發(fā)酵制藥、提取制藥和使用生物技術(shù)制造新型的生物藥品。在此制藥模式中，生產(chǎn)的制藥廢水成分與化學(xué)制藥是一樣的，都是來源于生物生化生產(chǎn)過程中的排泄物和輔助工程環(huán)節(jié)的排泄物，廢水中具有較高的污染物含量。此種污水污染成分比較復(fù)雜，存在過高的有機質(zhì)濃度，廢水中溶解性與膠體性固體顆粒濃度比較高，pH值也會出現(xiàn)改變。

（4）氨氮排放情況分析。在上海市醫(yī)藥工業(yè)中，化學(xué)藥品原料藥制造業(yè)的氨氣排放總量是最高的。主要是因為化學(xué)原料藥制藥企業(yè)的數(shù)量比較多，并且各個企業(yè)規(guī)模比較大，所以生活、生產(chǎn)污水的排放量比較大，從而提高了氨氮排放的總量?；瘜W(xué)藥品制劑制造業(yè)氨氮排放總量和單位企業(yè)的排放量排其次，但是企業(yè)規(guī)模大小不同，所以氨氮排放總量與單位企業(yè)排放量對比其他行業(yè)來說也比較大[4]。

3.制藥行業(yè)廢水特征的控制過程

（1）發(fā)酵污水排放控制。對廢水進行預(yù)處理，使毒性控制在生化抑制濃度以下，使廢水可生化性得到提高。之后，利用厭氧生物處理與好氧生物處理，使廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。廢水預(yù)處理能夠使生物制藥廢水毒性得到降低，使可生化性得到提高，促進后續(xù)生化處理單元。預(yù)處理方法包括混凝分離法、混合稀釋法、高級氧化法、化學(xué)氧化等。

廢水生物處理能夠?qū)⒋蟛糠治廴疚锶コ?，包括好氧和厭氧處理。厭氧生物處理包括厭氧消化工藝與水解酸化工藝，厭氧消化方式包括厭氧復(fù)合床、升流式厭氧污泥床、IC反應(yīng)器等。好氧生物處理為發(fā)酵類制藥廢水處理重點，實現(xiàn)發(fā)酵類制藥廢水好氧生化處理裝置包括生物接觸氧化法、活性污泥性、A/O工藝、深層曝氣法等。作為發(fā)酵類制藥廢水后級生化處理對策，此方法具有良好效果[5]。

（2）產(chǎn)業(yè)政策。實踐表示，污染問題只根據(jù)技術(shù)手段無法解決問題，想要從根本治理制藥廢水污染需要從多方面開始。國家要指定嚴(yán)格行業(yè)準(zhǔn)入和退出機制，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化升級。我國制造行業(yè)低水平重復(fù)的建設(shè)，存在嚴(yán)重的過渡和無序競爭的情況，降低了產(chǎn)業(yè)集中度。我國制藥產(chǎn)業(yè)在不斷的發(fā)展，我國規(guī)?；瘜W(xué)原料藥生產(chǎn)企業(yè)超過上千家，生產(chǎn)化學(xué)原料藥和中間體超過上千多個品種。歐、美、日等國家從20世紀(jì)40年代生產(chǎn)青霉素的時候就能夠?qū)U水進行處理，但是因為受到當(dāng)時處理技術(shù)限制，20世紀(jì)70年代還都是使用生物濾池、活性污泥法。之后，此類原料藥生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家，開發(fā)高附加值、高技術(shù)的新藥。所以，我國政府管理部門要實現(xiàn)嚴(yán)格準(zhǔn)入制度的指定，執(zhí)行清潔生產(chǎn)，從而在源頭避免出現(xiàn)廢水[6]。

（3）經(jīng)濟管理手段。其一，實時區(qū)域限批；其二，實時綠色證券、綠色信貸、綠色環(huán)保等環(huán)境經(jīng)濟政策，對出口退稅目錄進行調(diào)整；其三，實現(xiàn)企業(yè)的ISO 14000認(rèn)證，開展清潔生產(chǎn)；其四，實現(xiàn)廢水的集中處理，針對中小型制造企業(yè)來說，技術(shù)與資金都是有限的，單獨實現(xiàn)大量環(huán)保投入不現(xiàn)實。除了使用適當(dāng)處理技術(shù)，制藥廢水第三方治理也就是全新的污染控制模式。

在生產(chǎn)過程中，企業(yè)要貫徹綠色制造理念，避免拼資源高消耗、拼勞動力的粗放型生產(chǎn)方式。轉(zhuǎn)變成使生產(chǎn)得到增加，重視質(zhì)量和環(huán)保、節(jié)能，降低污染物排放，開展循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)。以此，使制藥工業(yè)發(fā)展為資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟效益好等健康發(fā)展道路。

（4）好氧和厭氧的技術(shù)處理。其一，厭氧微生物能夠?qū)崿F(xiàn)好氧微生物無法開展的解毒反應(yīng)。因為大部分抗生素結(jié)晶母液都是代謝產(chǎn)品，苯環(huán)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，具備大量的中間代謝產(chǎn)物。存在具備抑菌作用，所以能夠在厭氧環(huán)境中通過厭氧微生物生命活動，使苯環(huán)結(jié)構(gòu)和芳香環(huán)打破，對抑菌作用破壞，使廢水處理能力得到提高。其二，厭氧消化的反應(yīng)過程比好氧處理更加敏感，主要是由于微生物和代謝平行。在厭氧消化器中對于系統(tǒng)碳源來說具備高度特異化微生物類群，好氧系統(tǒng)存在大量非特異性微生物類群。假如改變環(huán)境條件，也會改變微生物群體。所以，充分使用厭氧階段水解作用，能夠使有毒物抑菌能力破壞或者降解，對于好氧處理是非常有利的。其三，使用厭氧法能夠?qū)Ω邼舛扔袡C廢水進行處理，但是殘留有機物的濃度高，具有較大的色度，而且還比較臭，使用好氧處理能夠使上述問題得到解決。所以，使用好氧、厭氧聯(lián)合處理發(fā)酵類制藥廢水處理[7]。

4.水污染環(huán)境的影響評價

（1）工程分析。制藥行業(yè)生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，需要的用水量比較大，污染物的生產(chǎn)過程比較多，在環(huán)境影響評價中對工程進行分析，尋找污染節(jié)點，從而為后期水污染處理工作做基礎(chǔ)。一般，在工程分析過程中要求工作人員根據(jù)制藥生產(chǎn)裝置特點進行分析，對制藥工藝操作流程詳細(xì)描述，包括原料配置、廢水處理、物流流轉(zhuǎn)和回收。其次，還要對藥劑生產(chǎn)的基本原理、生產(chǎn)環(huán)境和原輔料投入節(jié)點進行分析。

（2）物料與水平衡分析。制藥行業(yè)在生產(chǎn)的過程中需要投入大量的珍貴材料和輔料，但是實際生產(chǎn)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率比較低，并且三廢產(chǎn)生的量比較多。另外，在生產(chǎn)過程中和其他制藥過程中的水源類型和用水量比較大，要求工作人員進行物料和水的平衡分析，對水污染物的來源于構(gòu)成成分進行明確分析。

（3）廢水處理分析。因為制成藥劑類型與生產(chǎn)工藝方式不同，所以就會改變廢水中污染成分和濃度。比如化學(xué)類制藥工藝，在生產(chǎn)過程中需要的原料和輔料具有多種類型，廢水組成成分比較復(fù)雜，單純藥品分裝與復(fù)配制藥的混合和稀釋等生產(chǎn)工藝，廢水組成中的SS、BOD和COD等濃度比較低。所以，針對不同類型制藥工藝方式，要求工作人員根據(jù)制藥生產(chǎn)情況實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化、經(jīng)濟化的廢水防治對策。充分考慮廢水處理對策在工廠中的合理布局，使用地埋式設(shè)計，避免影響到周邊環(huán)境。

（4）加強運營期環(huán)境管理。為了保證制藥行業(yè)廢水處理設(shè)備能夠正常運行，要求制藥工廠設(shè)置獨立環(huán)境保護管理機構(gòu)，從而實現(xiàn)制藥生產(chǎn)中排出廢水成分和濃度的水質(zhì)監(jiān)測，保證達(dá)標(biāo)排放。其次，要求污水處理站指定應(yīng)急處理對策，妥善處理突發(fā)事故超標(biāo)廢水，使廢水對地表水體和排污設(shè)施影響得到降低[8]。

5.結(jié)束語

在對生物制藥廢水污染治理過程中，要意識到是因為生物制藥導(dǎo)致的廢水污染，生物制藥廢水的有機物污染種類比較多、濃度比較高，并且對人體和環(huán)境的傷害比較大。尤其是我國開始實施生物制藥廢水污染標(biāo)準(zhǔn)后，越來越重視生物制藥廢水污染，人們對生物制藥廢水污染的要求也越來越嚴(yán)格。只有做好生物制藥廢水污染控制對策，分析生物制藥廢水污染特點，才能夠促進我國可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)環(huán)境保護建設(shè)。