制藥行業(yè)水污染環(huán)境影響評價及防治措施分析

上海格林曼環(huán)境技術(shù)有限公司 徐雅青

目前我國的制藥行業(yè)廢水排放量大，在我國工業(yè)生產(chǎn)污水排放總量中占2%-4%，無論是將制藥行業(yè)廢水排放到地表水流域還是污水處理廠，都會造成非常嚴(yán)重的水體污染。因此，在制藥行業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)重點進(jìn)行水污染環(huán)境影響的評價，科學(xué)采用水污染問題的防治措施，對制藥生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行改良優(yōu)化，降低廢水排放量和廢水中有害物的濃度，保證水資源的安全性，通過環(huán)境保護(hù)的措施維護(hù)制藥行業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益，為制藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

一、制藥行業(yè)水污染環(huán)境影響評價措施

（一）水污染來源的評價

由于制藥行業(yè)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，用水量大，引發(fā)水污染問題的來源較多，要想合理進(jìn)行水污染環(huán)境影響評價，就必須對污染來源進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和評估，尋找制藥行業(yè)的水污染節(jié)點，準(zhǔn)確掌控污染物產(chǎn)生的位置、具體的污染因子情況、污染物的排放規(guī)律等，便于結(jié)合污染物的來源和分布狀況評價制藥行業(yè)水污染環(huán)境的影響程度。在此期間，可以采用工程分析的方式，結(jié)合制藥行業(yè)的生產(chǎn)裝置特點、工藝流程特點等，明確制藥生產(chǎn)期間原材料配制環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、污染物處理環(huán)節(jié)中是否存在水污染源，分析在物料流轉(zhuǎn)過程、物料回收過程中是否存在污染問題。另外，還需要結(jié)合制藥行業(yè)的生產(chǎn)工藝原理、設(shè)備特點、生產(chǎn)流程、工藝條件、原材料和輔助材料的投放情況等，深入評價污染源、污染源的影響程度，以獲得準(zhǔn)確的評價結(jié)果。

（二）污水處理有效性的評價

由于制藥行業(yè)的制藥類型不同、生產(chǎn)工藝技術(shù)存在差異，導(dǎo)致所生成的廢水成分和污染物濃度有所不同，比如，在化學(xué)制藥的過程中，會采用多種類型的原材料與輔助材料，生產(chǎn)技術(shù)中涉及化學(xué)物提取工藝、縮合工藝、合成工藝、水解工藝等，可能會導(dǎo)致廢水過于復(fù)雜，SS、COD的濃度較高，缺乏一定的可生化性。如果在制藥行業(yè)中只涉及藥品的粉狀處理、復(fù)配制藥處理，生產(chǎn)期間僅僅是簡單進(jìn)行原材料的稀釋、混合，只會排放機(jī)械設(shè)備清洗的廢水和少量生產(chǎn)廢水，所排放廢水中的SS濃度和COD濃度較低。因此，在對制藥行業(yè)污水處理有效性進(jìn)行評價時，需要根據(jù)制藥行業(yè)所產(chǎn)生廢水的特點與情況，科學(xué)地開展評價工作，評估制藥行業(yè)是否能夠合理進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)施和工藝技術(shù)的布局，是否可以利用有效措施進(jìn)行廢水的處理，經(jīng)過處理以后的廢水是否能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，是否有進(jìn)一步完善和創(chuàng)新廢水處理技術(shù)的潛力。在科學(xué)評價的情況下，能夠全面了解制藥行業(yè)是否可以保證所排放的廢水不會對水環(huán)境造成污染，準(zhǔn)確研究制藥行業(yè)的廢水對水環(huán)境所產(chǎn)生的影響。

（三）廢水組成與污染因子的評價

制藥行業(yè)水污染環(huán)境影響評價過程中，廢水組成、污染因子的評價非常重要，應(yīng)重點結(jié)合生物制藥行業(yè)、化學(xué)制藥行業(yè)的特點，科學(xué)進(jìn)行廢水組成成分與污染因子的評價分析。

（1）生物制藥的過程中，主要是通過生物體如CHO細(xì)胞、大腸桿菌、酵母菌等生物生命活動進(jìn)行制藥生產(chǎn)，涉及發(fā)酵、提取、生物技術(shù)的應(yīng)用等環(huán)節(jié)。生物制藥過程中產(chǎn)生的廢水組成部分非常復(fù)雜，例如，生產(chǎn)環(huán)節(jié)所排放的廢水中會包含發(fā)酵殘液成分、廢濾液成分、廢母液成分、溶劑回收殘液成分，其中高濃廢水的CODCr濃度可能高達(dá)幾萬mg/L[1]。而輔助工程所排放的廢水包括動力設(shè)備、工藝技術(shù)、循環(huán)系統(tǒng)、去離子水設(shè)備的冷卻水、制水廢水等。沖洗過程排放的廢水，主要是各類容器設(shè)備清洗、過濾機(jī)械設(shè)備清洗、潔凈廠房清潔清洗、層析樹脂柱清洗產(chǎn)生的廢水?；炇遗c實驗室所排放的廢水則包含藥品檢驗期間、新藥試驗期間所產(chǎn)生的廢水。從實際情況而言，生物制藥過程中排放的廢水污染因子主要涉及COD、BOD、SS、氨氮、總氮、總磷等，整體成分非常復(fù)雜，有機(jī)物的濃度很高，溶解類型和膠體類型的固體濃度大，廢水中因含有細(xì)胞體、培養(yǎng)基等，帶有很深的顏色和很大的異味，其中還會存在很難進(jìn)行降解的污染物和具備一定抑菌特點的抗生素，生物毒性較高，對水環(huán)境會造成嚴(yán)重的破壞和污染。

（2）化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中，由于使用化學(xué)反應(yīng)物、增溶劑、螯合劑、催化劑等化學(xué)原料，采用縮合、裂解、萃取等化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，導(dǎo)致所排放的廢水中化學(xué)有害物濃度高，會對水環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。一般情況下，化學(xué)制藥生產(chǎn)所排放的廢水中存在轉(zhuǎn)相母液、吸附殘液、溶劑回收殘留液與藥物殘留成分等，輔助工程所排放的廢水中存在蒸餾設(shè)備冷凝水、循環(huán)冷卻水、制水廢水等，沖洗期間所排放的廢水中存在地面清潔、過濾器清洗、容器設(shè)備清潔廢水、真空設(shè)備排水等。據(jù)調(diào)查，化學(xué)制藥生產(chǎn)廢水成分非常復(fù)雜，其中有機(jī)物含量高，存在沒有參與反應(yīng)的反應(yīng)物或是催化劑成分、無機(jī)鹽成分、殘留溶劑成分等，具有COD、BOD、氨氮濃度高，毒性大，色度深，含鹽量高，生化性差等特點。廢水水量較大且間歇排放，水質(zhì)波動較大，對處理設(shè)施的沖擊負(fù)荷較大。

二、制藥行業(yè)水污染防治措施

（一）生物制藥的水污染防治

生物制藥過程中，為預(yù)防水污染問題，有效防治水污染，應(yīng)采用科學(xué)、合理的防治手段，對生物制藥廢水進(jìn)行有效處理。

常用的廢水處理方法有物化法、生物法、物化和生物組合工藝等。其中，生物法作為最經(jīng)濟(jì)的處理方式，是目前生物制藥廢水處理中普遍采用的方法，已經(jīng)成為推廣應(yīng)用的重點。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，可采用混凝沉淀或氣浮工藝對高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除廢水中的大分子懸浮物和磷化物，再與其他低濃度廢水混合，進(jìn)入后續(xù)生化處理工序，常用生化處理法包括A2O（多級反硝化）、缺氧、接觸氧化、MBR膜過濾、絮凝沉淀等。

常用可行技術(shù)包括：

1.電解技術(shù)、水解酸化技術(shù)、CASS技術(shù)

此類技術(shù)在生物制藥廢水處理中的應(yīng)用，可以借助電解技術(shù)預(yù)先對濃度較高的廢水進(jìn)行處理，之后將其和低濃度生產(chǎn)廢水混合，然后通過水解酸化技術(shù)、CASS技術(shù)進(jìn)行二次處理，降低廢水中的COD濃度，改善廢水的PH值，快速降低廢水中SS污染物的色度，增強(qiáng)處理效果[1]。

2.Fe-C技術(shù)

在生物制藥廢水處理工作中采用Fe-C預(yù)處理技術(shù)，主要是在酸性介質(zhì)的影響下，使得金屬如鐵屑和非金屬如炭粒之間能夠形成很多微小原電池，釋放出活性很強(qiáng)的[H]將廢水中的大分子有機(jī)物分解為小分子，而活性較高的新生態(tài)在經(jīng)過水解反應(yīng)后，還會生成膠凝體，將大幅度提升生物制藥生產(chǎn)廢水的可生化性。相關(guān)實驗結(jié)果表明，經(jīng)Fe-C微電解預(yù)處理后，抗生素生物制藥母液廢水的CODCr可降到1萬mg/L以下，去除率達(dá)到34%以上[3]，能有效降低后續(xù)的污水處理難度，增強(qiáng)廢水處理效果，切實預(yù)防廢水對水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和影響[2]。

3.Fenton污水處理技術(shù)

一般情況下，如果生物制藥所產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜、COD濃度高，就可以采用Fenton污水處理技術(shù)，提升COD的去除率，例如，將TIO2作為催化劑材料，將其制作成薄膜，設(shè)置在不銹鋼材料的反應(yīng)器內(nèi)壁，采用低壓汞燈作為光源，設(shè)置Fenton試劑材料，能夠確保生物制藥廢水處理中COD的去除率在92%以上、脫色率在99.9%以上。同時也可以將Fenton試劑材料和活性炭吸附技術(shù)有機(jī)整合，進(jìn)行生物制藥廢水的處理，確保廢水處理的效果，減少廢水對環(huán)境所產(chǎn)生的影響，降低水環(huán)境污染問題的發(fā)生率[3]。

4.生物膜技術(shù)

生物制藥水污染防治過程中，可以采用生物膜技術(shù)進(jìn)行廢水的處理，確保降低廢水中污染物的濃度和含量，增強(qiáng)水污染問題的防治效果。

（1）生物接觸氧化技術(shù)。此類技術(shù)應(yīng)用于生物制藥廢水處理，同時具備了活性炭污泥的污水處理技術(shù)優(yōu)勢和生物膜污水處理的技術(shù)特征，污水處理的負(fù)荷較高，可以有效解決引發(fā)污泥膨脹的有機(jī)廢水問題。采用生物接觸氧化技術(shù)對預(yù)處理后的制藥廢水進(jìn)一步深化處理，能夠有效降低廢水中有機(jī)物的濃度，降低后續(xù)處理工作的難度[4]。

（2）生物流化床污水處理技術(shù)。應(yīng)用此類技術(shù)，能夠?qū)⒒钚晕勰辔鬯幚砑夹g(shù)與生物濾池污水處理技術(shù)有機(jī)整合，提高污水處理能力，加快處理系統(tǒng)的反應(yīng)速度，減小系統(tǒng)和設(shè)備的占地面積，增強(qiáng)污水處理的有效性，預(yù)防出現(xiàn)水環(huán)境污染問題[5]。

5.厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物處理技術(shù)在生物制藥廢水處理中的應(yīng)用可以確保廢水處理的效果，避免所排放的廢水對水環(huán)境造成污染和破壞。

（1）上流式厭氧污泥床技術(shù)。此類技術(shù)主要就是UASB反應(yīng)器技術(shù)，整體結(jié)構(gòu)非常簡單，厭氧消化率高，在污水處理過程中可以通過反應(yīng)器形成沉降性能較高、甲烷活性強(qiáng)、適合微生物生長的顆粒污泥，能夠有效去除生物制藥廢水中的COD成分。與此同時，反應(yīng)器在應(yīng)用中可以提升氧濃度，加快基質(zhì)降解，提升基質(zhì)降解的速率，確保污水的有效處理。另外，為確保UASB反應(yīng)器技術(shù)在生物制藥廢水處理中的有效應(yīng)用，還可以將其和厭氧濾池技術(shù)有機(jī)整合，制作成為現(xiàn)代化復(fù)合厭氧反應(yīng)器，改善反應(yīng)器的應(yīng)用性能，快速截留廢水中的污泥，使得污泥迅速顆?；?/p>

（2）厭氧膨脹顆粒污泥床技術(shù)-EGSB反應(yīng)器技術(shù)。此類技術(shù)是將UASB反應(yīng)器技術(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新改革所形成的新型厭氧生物反應(yīng)器，和之前的UASB反應(yīng)器技術(shù)相比，其增設(shè)了出水再循環(huán)系統(tǒng)，能夠確保反應(yīng)器內(nèi)部的水流流速加快，確保在水流快速流動的情況下，得污水與微生物良好接觸，提升廢水中有機(jī)污染物的處理效果，提高整體的處理效率。

（3）復(fù)合型厭氧反應(yīng)器技術(shù)的應(yīng)用。此類反應(yīng)器技術(shù)在應(yīng)用期間，不僅具有污泥處理技術(shù)的優(yōu)勢，還具備膜反應(yīng)器技術(shù)的特性，在反應(yīng)器下部設(shè)置污泥床，能夠增加污水處理的單位容積和表面積，加快反應(yīng)速度，提升污泥處理效果。在反應(yīng)器上部設(shè)置纖維組合填料，可以使得微生物在其中附著，形成能夠增強(qiáng)污水處理有效性的生物膜。與此同時，在反應(yīng)器應(yīng)用的過程中，氣泡會處于上升狀態(tài)，和填料接觸之后，附著在生物膜上，使得周圍的纖維素能夠快速浮起，在氣泡體積增加、脫離以后，纖維會處于下垂的狀態(tài)，不僅能夠形成良好的攪拌作用，還能增強(qiáng)水流的穩(wěn)定性，快速去除生物制藥廢水中的COD污染物，確保出水的水質(zhì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)，減少廢水對水環(huán)境產(chǎn)生的影響[6]。

（二）化學(xué)制藥企業(yè)的水污染防治

化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水對水環(huán)境會造成嚴(yán)重的污染和破壞，對水環(huán)境所產(chǎn)生的影響較大，如果不能合理進(jìn)行廢水的處理，科學(xué)進(jìn)行水污染的防治，將會引發(fā)嚴(yán)重的水污染問題。因此在化學(xué)制藥生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)著重采用先進(jìn)的廢水處理技術(shù)，確保增強(qiáng)廢水處理的效果[7]。

針對化學(xué)制藥廢水高含鹽、高氨氮、有生物毒性或難降解、高懸浮物、高動植物油等特點，應(yīng)采取針對性的預(yù)處理措施后再進(jìn)行后續(xù)處理。例如，采用蒸發(fā)預(yù)處理高含鹽廢水，采用蒸氨預(yù)處理高氨氮廢水，采用氧化或還原預(yù)處理有生物毒性或難降解廢水，采用混凝沉淀或混凝氣浮預(yù)處理高懸浮物廢水，采用破乳、混凝氣浮預(yù)處理高動植物油廢水等[8]。

（1）Fe/C微電解技術(shù)、厭氧SBR技術(shù)的應(yīng)用。此類技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)制藥廢水處理能夠提升廢水處理的效果，降低BOD與COD的濃度，提升污染物的去除效率，同時還能快速去除廢水中的有毒有害成分，確保所排放廢水中的化學(xué)成分含量在最低范圍內(nèi)，避免化學(xué)污染物對水環(huán)境造成破壞和影響。

（2）吹脫技術(shù)、厭氧技術(shù)、好氧技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。制藥生產(chǎn)過程中，聯(lián)合采用吹脫技術(shù)、厭氧技術(shù)、好氧技術(shù)進(jìn)行抗菌素生產(chǎn)廢水、氯霉素生產(chǎn)廢水、磺胺藥物生產(chǎn)廢水的處理，能夠提高COD去除率，減少化學(xué)廢水中COD的濃度，預(yù)防對水環(huán)境造成危害[9]。

（3）電解技術(shù)、中和曝氣技術(shù)、A/O技術(shù)、UASB技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。化學(xué)制藥生產(chǎn)中排放的廢水可能含有丙酮有毒有害物質(zhì)、甲苯有毒有害物質(zhì)等，采用微電解技術(shù)能夠增強(qiáng)廢水的可生化性，提升脫色處理的有效性，同時，采用中和曝氣技術(shù)、A/O技術(shù)與UASB技術(shù)可以降低廢水中COD的濃度、BOD的濃度，確保廢水中有毒有害物質(zhì)的去除率[10]。

另外，在廢水處理過程中也可以采用混凝預(yù)處理技術(shù)、A/O技術(shù)、ABR技術(shù)與USAB技術(shù)的聯(lián)合措施，增強(qiáng)廢水處理的有效性和可靠性，降低廢水中各類有機(jī)物、有毒有害物質(zhì)的濃度，增強(qiáng)廢水處理效果，預(yù)防出現(xiàn)水環(huán)境污染問題。

三、結(jié)語

綜上所述，近年來我國制藥行業(yè)在發(fā)展過程中造成的水污染比較嚴(yán)重，因此需要合理進(jìn)行制藥行業(yè)水污染環(huán)境影響的評價，準(zhǔn)確進(jìn)行制藥行業(yè)廢水污染的評估。同時還需在生物制藥、化學(xué)制藥的過程中，積極采用先進(jìn)的水污染防治技術(shù)，通過現(xiàn)代化污水處理技術(shù)達(dá)到水污染防治的目的。