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行業(ye) 現狀及廢水特征
藥物的生產(chan) 過程，決(jue) 定了製藥廢水的特點。藥物的生產(chan) 是通過化學合成工藝和藥用植物中分離提純得到原料藥，其因藥物種類不同，生產(chan) 工藝不同且流程複雜，原輔材料種類多，生產(chan) 過程對原料和中間體(ti) 質量控製嚴(yan) 格，物料淨收率較低，副產(chan) 品多，導致製藥廢水具有成分差異大，組分複雜，汙染物量多，COD 高，BOD5和CODcr 比值低且波動大，可生化性很差，難降解物質多，毒性強，間歇排放，水量水質及汙染物的種類波動大等特點，給治理帶來了極大的困難.
製藥廢水雖然因產(chan) 品、原料、工藝方法的不同而水質各異，但總的來說，製藥廢水有機汙染物含量高、毒性物質多、難生物降解物質多、含鹽量高，是一種危害很大的工業(ye) 廢水，隨意排放會(hui) 對環境造成極大危害，主要危害有
1：製藥廢水中汙染物之間或與(yu) 水體(ti) 中物質發生化學反應，產(chan) 生新的汙。例如，亞(ya) 硝胺類物質是一種強致癌物。而在製廢水中如果含有土黴素、呱，嗪、嗎啉和氨基匹林等物質，在酸性介質中即可與(yu) 亞(ya) 硝酸鈉作用產(chan) 生二甲基亞(ya) 硝胺。
2：有機物在水體(ti) 中進行生物氧化分解時，都會(hui) 消耗水中的溶解氧。有機物含量過大就會(hui) 使水體(ti) 缺氧或脫氧，從(cong) 而造成水中好氧水生物死亡，厭氧微生物大量繁殖，缺氧消化產(chan) 生甲烷、硫化氫、醇、氨、胺等物質，進一步抑製水生生物，使水體(ti) 發黑發臭。
3：某些藥劑及其合成的中間體(ti) 往往具有一定的殺菌或抑菌作用，從(cong) 而影響水體(ti) 中細菌、藻類等微生物的新陳代謝，並最終破壞這一水體(ti) 整個(ge) 的生態係統平衡。例如當水中含青黴素、四環素和氯黴素時，可抑製綠藻的生長。
製藥分類及組成成分分析
國製藥工業(ye) 主要為(wei) 生物製藥、化學製藥和中草藥生產(chan) ，對應著上麵提到的抗生素生產(chan) 廢水、合成藥物生產(chan) （化學製藥）廢水、中成藥生產(chan) 廢水。
生物製藥是采用微生物對各種有機原料進行發酵、過濾、提煉，從(cong) 而生產(chan) 各種抗生素、氨基酸及一些藥物中間體(ti) ；化學製藥是采用化學反應工藝，將有機原料和無機原料等製成藥物中間體(ti) 及合成藥劑；中草藥生產(chan) 是對中草藥材進行加工、提取製劑或中成藥，生產(chan) 工藝主要包括原料的前處理和提取製劑，其廢水的來源和組成總結於(yu) 下表。
製藥汙水常用處理方法
製藥廢水的處理方法可歸納為(wei) 以下幾種：物化處理、化學處理、生化處理以及多種方法的組合處理等，各種處理方法具有各自的優(you) 勢及不足。
一，化學處理
應用化學方法時，某些試劑的過量使用容易導致水體(ti) 的二次汙染，因此在設計前應做好相關(guan) 的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
氧化法
采用該法能提高廢水的可生化性，同時對COD有較好的去除率。對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理，結果顯示，經臭氧氧化的廢水不僅(jin) 對BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均為(wei) 80%以上。
Fenton試劑處理法
亞(ya) 鐵鹽和H2O2的組合稱為(wei) Fenton試劑，它能有效去除傳(chuan) 統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大加強。以TiO2為(wei) 催化劑，9W低壓汞燈為(wei) 光源，用Fenton試劑對製藥廢水進行處理，取得了脫色率98%，COD去除率93.5%的效果，且硝基苯類化合物從(cong) 8.15mg/L降至0.43mg/L。
鐵炭法
工業(ye) 運行表明，以Fe-C作為(wei) 製藥廢水的預處理步驟，其出水的可生化性可大大提高。采用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體(ti) 生產(chan) 廢水，鐵炭法處理後COD去除率達25%，最終出水達到國家《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準。
氧化技術
又稱高級氧化技術，它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果，主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨(lin) 界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優(you) 點，尤其適合於(yu) 不飽合烴的降解，且反應條件也比較溫和，無二次汙染，具有很好的應用前景。與(yu) 紫外線、熱、壓力等處理方法相比，超聲波對有機物的處理更直接，對設備的要求更低，作為(wei) 一種新型的處理方法，正受到越來越多的關(guan) 注。采用超聲波-好氧生物接觸法處理製藥廢水，在超聲波處理50s，功率200w的情況下，廢水的COD總去除率達95%。
二，物化處理
根據製藥廢水的水質特點，在其處理過程中需要采用物化處理作為(wei) 生化處理的預處理或後處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
氣浮法
氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。采用CAF渦凹氣浮裝置對製藥廢水進行預處理，在適當藥劑配合下，COD的平均去除率在20%左右。
吸附法
常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。采用煤灰吸附-兩(liang) 級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示，吸附預處理對廢水的COD去除率達43%，並提高了BOD5/COD值。
混凝法
該技術是目前國內(nei) 外普遍采用的一種水質處理方法，它被廣泛用於(yu) 製藥廢水預處理及後處理過程中，如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用於(yu) 中藥廢水等。高效混凝處理的關(guan) 鍵在於(yu) 恰當地選擇和投加性能優(you) 良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展，由成分功能單一型向複合型發展。劉明華等以其研製的一種高效複合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產(chan) 廢水，在pH為(wei) 7.0，絮凝劑用量為(wei) 300mg/L時，廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.9%、96.8%和88.8%，其性能明顯優(you) 於(yu) PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等單一絮凝劑。
膜分離法
膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可回收有用物質，減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。采用納濾膜對潔黴素廢水進行分離實驗，發現既減少了廢水中潔黴素對微生物的抑製作用，又可回收潔黴素。
電解法
該法處理廢水具有高效、易操作等優(you) 點而得到人們(men) 的重視，同時電解法又有很好的脫色效果。采用電解法預處理核黃素上清液，COD、SS和色度的去除率分別達到72%、84%和67%。
三，生化處理
生化處理技術是目前製藥廢水廣泛采用的處理技術，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。
好氧生物處理
由於(yu) 製藥廢水大多是高濃度有機廢水，進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋，因此動力消耗大，且廢水可生化性較差，很難直接生化處理後達標排放，所以單獨使用好氧處理的不多，一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性汙泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性汙泥法(SBR法)、循環式活性汙泥法(CASS法)等。
(1)生物接觸氧化法
該技術集活性汙泥和生物膜法的優(you) 勢於(yu) 一體(ti) ，具有容積負荷高、汙泥產(chan) 量少、抗衝(chong) 擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優(you) 點。很多工程采用兩(liang) 段法，目的在於(yu) 馴化不同階段的優(you) 勢菌種，充分發揮不同微生物種群間的協同作用，提高生化效果和抗衝(chong) 擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為(wei) 預處理工序，采用接觸氧化法處理製藥廢水。
(2)深井曝氣法
深井曝氣是一種高速活性汙泥係統，該法具有氧利用率高、占地麵積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在汙泥膨脹、產(chan) 泥量低等優(you) 點。此外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可保證北方地區冬天廢水處理的效果。高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理後，COD去除率達93.5%，可見用其處理效率是很高的，而且對下一步的治理極其有利，對工藝治理的出水達標起著決(jue) 定性作用。
(3)SBR法
SBR法具有耐衝(chong) 擊負荷強、汙泥活性高、結構簡單、無需回流、操作靈活、占地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優(you) 點，適合處理水量水質波動大的廢水。用SBR工藝處理製藥廢水的試驗表明：曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段，尤其是缺氧與(yu) 好氧交替重複設計，可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝，可明顯提高係統的去除效果。近年來該工藝日趨完善，在製藥廢水處理中應用也較多，采用水解酸化-SBR法處理生物製藥廢水，出水水質達到GB8978-1996一級標準。
(4)AB法
AB法屬超高負荷活性汙泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高於(yu) 常規活性汙泥法。其突出的優(you) 點是A段負荷高，抗衝(chong) 擊負荷能力強，對pH和有毒物質具有較大的緩衝(chong) 作用，特別適用於(yu) 處理濃度較高、水質水量變化較大的汙水。采用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水，工藝流程短，節能，處理費用也低於(yu) 同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。
厭氧生物處理
目前國內(nei) 外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為(wei) 主，但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高，一般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理製藥廢水中應用較成功的有上流式厭氧汙泥床(UASB)、厭氧複合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。
(1)水解酸化法
水解池全稱為(wei) 水解升流式汙泥床(HUSB)，它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優(you) 點：不需密閉、攪拌，不設三相分離器，降低了造價(jia) 並利於(yu) 維護;可將汙水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為(wei) 小分子、易生物降解的有機物，改善原水的可生化性;反應迅速、池子體(ti) 積小，基建投資少，並能減少汙泥量。近年來，水解-好氧工藝在製藥廢水處理中得到了廣泛的應用，如某生物製藥廠采用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理製藥廢水，運行穩定，有機物去除效果，顯，著，COD、BOD5和SS的去除率分別為(wei) 92.0%、91.5%和85.6%。
(2)UASB法
UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設汙泥回流裝置等優(you) 點。采用UASB法處理卡那黴素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等製藥生產(chan) 廢水時，通常要求SS含量不能過高，以保證COD去除率在82%～90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達92%以上。
(3)UBF法
將UASB和UBF進行了對比試驗，結果表明，UBF具有反應液傳(chuan) 質和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩定性強的特征，是實用高效的厭氧生物反應器。
厭氧-好氧及其他組合處理工藝
由於(yu) 單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求，而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐衝(chong) 擊性、投資成本、處理效果等方麵表現出了明顯優(you) 於(yu) 單一處理方法的性能，因而在工程實踐中得到了廣泛應用。采用厭氧-好氧工藝處理製藥廢水，BOD5去除率達95%，COD去除率達96%，處理效果穩定;采用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成製藥廢水，結果表明，整個(ge) 串聯工藝對廢水水質、水量的變化具有較強的耐衝(chong) 擊能力，COD去除率可達85%～92%，是處理製藥廢水的一種理想的工藝選擇;在對醫藥中間體(ti) 製藥廢水的處理中采用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝，當進水COD為(wei) 12000mg/L左右時，出水COD達280mg/L以下;采用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的製藥廢水，COD的去除率能達到88.5%～98.5%，遠高於(yu) 單獨的生物膜法和SBR法的處理效果。
此外，隨著膜技術的不斷發展，膜生物反應器(MBR)在製藥廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜合了膜分離技術和生物處理的特點，具有容積負荷高、抗衝(chong) 擊能力強、占地麵積小、剩餘(yu) 汙泥量少等優(you) 點。采用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為(wei) 24000mg/L的醫藥中間體(ti) 酰氯廢水，係統對COD的去除率均保持在95%以上;利用專(zhuan) 性細菌降解特定有機物的能力，首，次采用了萃取膜生物反應器處理含3，4-二氯苯胺的工業(ye) 廢水，HRT為(wei) 2.5h，其去除率達到99%，獲得了理想的處理效果。盡管在膜汙染方麵仍存在問題，但隨著膜技術的不斷發展，將會(hui) 使MBR在製藥廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。
推薦處理簡介
製藥廢水的水質特點使得多數製藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標，所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池，調節水質水量和pH，且根據實際情況采用某種物化或化學法作為(wei) 預處理工序，以降低水中的SS、鹽度及部分COD，減少廢水中的生物抑製性物質，並提高廢水的可降解性，以利於(yu) 廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水，可根據其水質特征選取某種厭氧和好氧工藝進行處理，若出水要求較高，好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體(ti) 工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素，做到技術可行，經濟合理。總的工藝路線為(wei) 預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。采用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合製藥廢水，處理後出水水質優(you) 於(yu) GB8978-1996的一級標準。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學製藥廢水、複合微氧水解-複合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中藥提取廢水等都取得了較好的處理效果。
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