制藥廢水用于廢水處理

制藥工業(yè)廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各種制劑生產(chǎn)過程中的洗滌水和沖洗廢水。其廢水成分復(fù)雜，有機物含量高，毒性大，顏色深，含鹽量高，特別是生化性差，間歇排放，難以處理工業(yè)廢水。隨著發(fā)展在我國制藥行業(yè)的出現(xiàn)，制藥廢水逐漸成為重要的污染源之一。如何處理這種廢水是當(dāng)今環(huán)境保護中的一個難題。

1制藥廢水處理方法

制藥廢水處理方法可概括如下:物理化學(xué)處理、化學(xué)處理、生化處理和各種方法的組合等。每種治療方法都有自己的優(yōu)缺點。

1.1物化處理

根據(jù)水質(zhì)制藥廢水的特點，生化處理的預(yù)處理或后處理過程應(yīng)采用物化處理。目前，物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨汽提、電解、離子交換和膜分離。

1.1.1混凝

本技術(shù)是水質(zhì)處理方法，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)以外。廣泛用于制藥廢水的預(yù)處理和后處理，如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等。用于中藥廢水?；炷幚淼年P(guān)鍵是選擇和添加性能優(yōu)良的混凝劑。近年來，凝結(jié)劑發(fā)展的發(fā)展方向是從低分子向聚合物發(fā)展發(fā)展，從單一組分向化合物發(fā)展發(fā)展。采用復(fù)合絮凝劑處理雞翅糖漿生產(chǎn)廢水。當(dāng)酸堿度為6.5，絮凝劑用量為300毫克/升時，廢水中化學(xué)需氧量、懸浮物和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%。其性能明顯優(yōu)于粉末活性炭、聚丙烯酰胺等單一絮凝劑。

1.1.2氣浮

氣浮通常包括曝氣氣浮、溶解氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮。新昌制藥廠采用CAF渦流凹面氣浮裝置預(yù)處理制藥廢水。在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑配合下，化學(xué)需氧量的平均去除率約為25%。

1.1.3吸附

常用吸附劑包括活性炭、活性炭、腐植酸、吸附樹脂等。武漢建民制藥廠采用粉煤灰吸附-兩段好氧生物處理工藝處理廢水。結(jié)果表明，吸附預(yù)處理對廢水中化學(xué)需氧量的去除率為41.1%，BOD5/化學(xué)需氧量值有所提高。

1.1.4膜分離

膜技術(shù)包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可以回收有用物質(zhì)，減少排放的有機物總量。該技術(shù)的主要特點是設(shè)備簡單，操作方便，無相變和化學(xué)變化，處理效率高，節(jié)約能源。Juana等人用納濾膜對林可霉素廢水進行了分離實驗。發(fā)現(xiàn)林可霉素對廢水中微生物的抑制作用減弱，林可霉素可以回收。

1.1.5電解

該方法在廢水處理中具有操作簡單等優(yōu)點。同時，電解具有良好的脫色效果。核黃素上清液經(jīng)電解預(yù)處理后，化學(xué)需氧量、懸浮物和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。

1.2化學(xué)處理

應(yīng)用化學(xué)方法時，過量使用試劑容易導(dǎo)致水體二次污染，因此設(shè)計前應(yīng)做好相關(guān)的實驗研究工作?；瘜W(xué)方法包括鐵碳法、化學(xué)氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、高級氧化技術(shù)等。

1.2.1鐵碳工藝

工業(yè)運行表明，采用鐵碳作為制藥廢水的預(yù)處理步驟，可以大大提高出水的生物降解性。婁茂興等人采用鐵碳-微電解-厭氧-好氧-氣浮聯(lián)合處理工藝處理紅霉素、鹽酸環(huán)丙沙星等醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水。鐵之后

該方法能提高廢水的可生化性，對化學(xué)需氧量的去除率較好。例如，Balcioglu等人用臭氧氧化法處理了三種抗生素的廢水。結(jié)果表明，臭氧氧化后廢水中生化需氧量/化學(xué)需氧量的比值不僅增加，而且化學(xué)需氧量的去除率也在75%以上。

1.2.4氧化技術(shù)

又稱氧化技術(shù)，它匯集了現(xiàn)代光、電、聲、磁、材料等各種類似學(xué)科的z新zui研究成果，主要包括電化學(xué)氧化、濕氧化、超臨界水氧化、光催化氧化和超聲波降解。其中，紫外催化氧化技術(shù)具有新穎性、對廢水無選擇性等優(yōu)點，特別適用于不飽和烴的降解，反應(yīng)條件溫和，無二次污染，具有良好的應(yīng)用前景。與紫外、熱、壓等處理方法相比，超聲波處理有機物更直接，所需設(shè)備更少。作為一種新的治療方法，它正受到越來越多的關(guān)注。采用超聲波-好氧生物接觸法處理制藥廢水。在超聲波處理60秒、功率200瓦的條件下，廢水的總化學(xué)需氧量去除率達到96%。1.3生化處理

生化處理技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于制藥廢水處理技術(shù)，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧組合法等。

1.3.1好氧生物處理

由于制藥廢水大多為高濃度有機廢水，原液需在好氧生物處理中稀釋，耗電量大，廢水生物降解性差，直接生化處理后難以排放。因此，單獨有氧處理很少，通常需要預(yù)處理。常用好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)活性污泥法(CASS法)等。

(1)深井曝氣

深井曝氣是一種高速活性污泥系統(tǒng)。該方法具有好氧利用率高、占地面積小、處理效果好、投資少、運行成本低、無污泥膨脹、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點。另外，保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可以保證北方地區(qū)冬季廢水處理的效果。深井曝氣池生化處理后，東北制藥總廠高濃度有機廢水的化學(xué)需氧量去除率為92.7%，表明其處理效率高，對下一步處理極為有利，對達到工藝處理出水標(biāo)準(zhǔn)起著決定性作用。

(2)AB法

AB法屬于超高負荷活性污泥法。AB法對生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物、磷和氨氮的去除率普遍高于常規(guī)活性污泥法。其突出優(yōu)點是A段負荷高，抗沖擊負荷能力強，對酸堿度和有毒物質(zhì)的緩沖作用大，特別適用于處理高濃度、水量變化大的污水。楊俊石等人采用水解酸化-AB生物法處理抗生素廢水。工藝流程短，對同一廢水的節(jié)能處理成本低于化學(xué)絮凝-生物法。

(3)生物接觸氧化

該技術(shù)綜合了活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點，具有容積負荷高、污泥產(chǎn)量低、抗沖擊性強、工藝運行穩(wěn)定、管理方便等優(yōu)點。許多項目采用兩階段方法，旨在馴化不同階段的優(yōu)勢菌株，充分發(fā)揮不同微生物種群之間的協(xié)同效應(yīng)，提高生化效果和抗沖擊性。厭氧消化和酸化是工程中常用的預(yù)處理工藝，接觸氧化法用于處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水。運行結(jié)果表明，該工藝處理效果穩(wěn)定，工藝組合合理。隨著這項技術(shù)的逐漸成熟，它的ap

目前，國內(nèi)高濃度有機廢水的處理主要采用厭氧法，但單用厭氧法處理后出水的化學(xué)需氧量仍然較高，一般需要后處理(如好氧生物處理)。目前，仍需加強厭氧反應(yīng)器的開發(fā)設(shè)計，并對運行條件進行深入研究。制藥廢水處理的成功應(yīng)用包括上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復(fù)合床(UBF)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)、水解法等。

(1)UASB法

UASB反應(yīng)器具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、水力停留時間短、無需設(shè)置另一污泥回流裝置等優(yōu)點。用UASB法處理卡那霉素、氯霉素、氯乙烯、SD、葡萄糖等制藥廢水時，通常要求懸浮物含量不要過高，以保證化學(xué)需氧量的去除率在85% ~ 90%以上。兩級UASB的化學(xué)需氧量去除率可達90%以上。

(2)UBF方法

麥文寧等人對UASB和UBF進行了對比試驗。結(jié)果表明，UBF是一種實用的厭氧生物反應(yīng)器，具有反應(yīng)液傳質(zhì)分離效果好、生物量大、生物種類多、處理效率高、運行穩(wěn)定性強的特點。

(3)水解酸化

水解池稱為水解上流式污泥床(HUSB)，是UASB的一個改進。與全過程厭氧池相比，水解池具有以下優(yōu)點:無需密封、攪拌和三相分離器，成本降低，易于維護；污水中的大分子和不可生物降解的有機物可以降解為小分子和可生物降解的有機物，從而提高原水的可生物降解性；本發(fā)明具有反應(yīng)快、池體小、基建投資少、污泥量減少的優(yōu)點。近年來，水解-好氧工藝已廣泛應(yīng)用于制藥廢水的處理。例如，某生物制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水。運行穩(wěn)定，有機物去除效果顯著?；瘜W(xué)需氧量、生化需氧量和懸浮物的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。1.3.3厭氧-好氧等聯(lián)合處理工藝

由于單一好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求，厭氧-好氧、水解酸化-好氧等聯(lián)合處理工藝在提高廢水的生物降解性、抗沖擊性、投資成本和處理效果方面明顯優(yōu)于單一處理方法，因此在工程實踐中得到廣泛應(yīng)用。制藥廠采用厭氧-好氧工藝處理制藥廢水，BOD5去除率為98%，化學(xué)需氧量去除率為95%，處理效果穩(wěn)定。采用微電解-厭氧水解酸化- SBR工藝處理制藥廢水的化學(xué)合成。結(jié)果表明，整個系列工藝對廢水水質(zhì)和水量變化具有較強的抗沖擊能力，化學(xué)需氧量去除率可達86% ~ 92%，是處理制藥廢水的理想工藝選擇。醫(yī)藥中間體廢水處理采用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝。當(dāng)進水化學(xué)需氧量約為12000毫克/升時，出水化學(xué)需氧量低于300毫克/升；生物膜-SBR工藝處理含生物降解物質(zhì)的制藥廢水，對化學(xué)需氧量的去除率可達87.5% ~ 98.31%，遠遠高于單獨生物膜和SBR的處理效果。

此外，隨著膜技術(shù)從010年到10051年的不斷發(fā)展，膜生物反應(yīng)器(MBR)在制藥廢水處理中的應(yīng)用研究逐漸深化。膜生物反應(yīng)器結(jié)合了膜分離技術(shù)和生物處理的特點，具有容積負荷高、抗沖擊性強、占地面積小、剩余污泥少等優(yōu)點。采用厭氧膜生物反應(yīng)器工藝處理化學(xué)需氧量為25000毫克/升的醫(yī)藥中間體酰氯廢水，化學(xué)需氧量去除率保持在90%以上。利用特定細菌降解特定有機物的能力，采用萃取膜生物反應(yīng)器處理含3，4-二氯苯胺的工業(yè)廢水。水力停留時間為2h，去除率達到99%，達到理想的處理效果。盡管膜污染仍然存在問題，但隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展

預(yù)處理后的廢水可根據(jù)其水質(zhì)特性采用厭氧和好氧工藝處理。如果出水要求相對較高，需在好氧工藝后繼續(xù)進行后處理。具體工藝的選擇應(yīng)綜合考慮廢水的性質(zhì)、工藝處理效果、基礎(chǔ)設(shè)施投資、運行維護等因素，以達到技術(shù)可行性、經(jīng)濟性和合理性。整個工藝路線是預(yù)處理-厭氧-好氧-(后處理)工藝的結(jié)合。采用水解吸附-接觸氧化-過濾組合工藝處理含人工胰島素的綜合制藥廢水。處理后的廢水水質(zhì)優(yōu)于一級標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996。浮選-水解-接觸氧化工藝在化學(xué)制藥廢水處理中取得了良好的處理效果，復(fù)合微氧水解-復(fù)合好氧-砂濾工藝在抗生素廢水處理中取得了良好的效果，浮選-UBF-卡斯工藝在高濃度中藥提取廢水處理中取得了良好的效果。

3制藥廢水中有用物質(zhì)的回收

促進制藥行業(yè)的清潔生產(chǎn)，提高原料利用率和中間產(chǎn)品及副產(chǎn)品的綜合回收率，通過工藝改造減少或消除生產(chǎn)過程中的污染。由于某些制藥生產(chǎn)過程的特殊性，其廢水中含有大量可回收物質(zhì)。要處理這類制藥廢水， 先要加強原料的回收和綜合利用。針對醫(yī)藥中間體廢水中銨鹽含量高達5% ~ 10%，采用固定刮膜蒸發(fā)濃縮結(jié)晶回收質(zhì)量分數(shù)約為30%的(NH4)2SO4和NH4NO3作為肥料或回收利用，具有明顯的經(jīng)濟效益。一家高科技制藥企業(yè)采用吹脫法處理甲醛含量極高的生產(chǎn)廢水。甲醛氣體可循環(huán)利用，混合成福爾馬林試劑，也可作為焚燒鍋爐熱源。甲醛的回收實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用，處理站的投資成本可在4-5年內(nèi)回收，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。然而，一般來說，制藥廢水成分復(fù)雜，難以回收，回收過程復(fù)雜，成本相對較高。因此，先進的制藥廢水綜合處理技術(shù)是徹底解決污水問題的關(guān)鍵。

4結(jié)論

關(guān)于制藥廢水處理的研究報道很多。然而，由于制藥行業(yè)中原料和工藝的多樣性，排放的廢水有水質(zhì)千個不同，因此沒有成熟統(tǒng)一的制藥廢水處理方法。工藝的具體選擇取決于廢水的性質(zhì)。根據(jù)廢水的特點，一般應(yīng)采用預(yù)處理提高廢水的可生化性，初步去除污染物，然后與生化處理相結(jié)合。目前，開發(fā)經(jīng)濟有效的復(fù)合水處理裝置是一個亟待解決的問題。同時，應(yīng)加強對清潔生產(chǎn)的研究，并在處理的早期考慮廢水是否具有循環(huán)利用的價值和適當(dāng)?shù)耐緩剑詫崿F(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。