制药废水处理技术研究与运用

摘要：指出了制药废水的分类、特点及危害，并介绍了目前国内对制药废水的常见处理工艺及研究现状，结合实例分析了各种方法的优点与局限性，对生物法处理制药废水存在的问题做出了说明，同时展望了新兴制药废水处理的发展前景。

关键词：制药废水；废水处理；生物处理

1引言

我国是世界制药行业主要的原料生产国及主要出口国，年产量达近百万吨、千余种类型，占全球医药行业的1／3、世界贸易额的1／4。伴随医药行业快速发展的同时，由此引发的制药类废水处理问题也日益严重。据相关数据显示，我国每年制药类废水排放达2．5亿t，其中未经处理的超过一半，对生态环境造成了极大的污染和破坏。制药生产过程极其繁琐，所需辅料种类多、结构复杂，这些有机物，包括大量的有毒有害物质在生产过程中进入废水，导致制药废水成分多、有毒、生化性能差，不同企业、不同工艺产生的废水水质、水量变化大，都在一定程度上增加了制药废水处理的难度。同时，“制药工业水污染物排放标准”系列于2010年开始实施。基于以上特点，制药废水的处理已到了刻不容缓的时刻。

2制药废水的分类、特点及危害

2．1分类及特点

制药废水属于难处理工业废水，在不同的文献中其分类方法也不同。制药废水的分类方法主要有两种，一是根据生产工序来划分，另一种根据“制药工业水污染物排放标准”制定。两种划分方式相辅相成，按照工序一般分为生产过程废水、冷却废水、冲洗废水、生活污水、再生废水等；而发酵类废水、化学合成类废水、提取类废水、中药废水、生物工程类废水及混装制剂类废水则属于“制药工业水污染物排放标准”中规定的种类。表1、表2为根据以上两种划分方式总结出制药废水的分类及特点。

2．2危害性

无论以何种标准区分制药废水，制药废水总体表现为含有毒性、有机物浓度高且成分复杂，若不经处理直接排放至水体中，“三致”类有毒有害物质不仅会危及水环境，破坏整体的生态安全，而且经过食物链的富集作用危及人类的健康。

3制药废水的处理方法

制药废水具有有机污染物浓度高、含盐量高、有毒有害物质多、可生化性较差、SS浓度及色度高、冲击负荷大等特点，而且排放标准日益严格，已超出常规水处理方法的处理范围。目前，处理制药废水的重点在于提高其可生化性，制药废水的处理方法主要有化学法、物化法、生物法及组合方法几种。

3．1物理化学法

物化法主要包括混凝沉淀法、气浮法、吸附法、电解法与膜分离法等，主要通过物理介质对制药废水中的污染物的吸附、截留作用进行处理。物理化学法一般用来作为高浓度废水的预处理，也可作为深度处理选择方案。混凝沉淀法是水处理工艺中比较成熟的一种方法，通过混凝剂的作用可去除水中大部分的污染物。对于制药废水，混凝沉淀可减弱其抑菌作用，这是由于混凝剂中的金属离子、有机物可与废水中抑菌活性基团形成难溶物并沉淀下来。夏元东等在COD浓度一万以上、pH值中性的制药废水中投加以铝盐为主的复合混凝剂，COD去除率达60％以上，色度大幅降低，效果明显。膜分离法是过滤的一种深度延伸，常见的工艺纳滤、微滤、反渗透都可以用来处理制药废水。刘峰等采用超滤＋反渗透方法对某医药厂二级出水进行处理，对浊度及COD均有良好的处理效果，同时脱盐率可达到97％以上。吸附法常用的吸附介质为活性炭，具有极大的比表面积与极强的吸附能力。祁佩时等研究了温度、酸碱度、双氧水及亚铁离子投加量、活性炭投加量等条件对采用Fenton氧化－活性炭处理制药废水的影响，研究表明，该工艺在适当的条件下可处理制药废水达到综合排放一级标准。

3．2化学法

化学法在制药废水的处理中通常采用的是电解法与高级氧化方法。电解法是利用电场作用，基于电化学氧化还原反应处理水中污染物的方法，具有结构简单、处理费用低、易于操作等优点。冯雅丽等对高含盐、高浓度制药废水采用铁碳为电解的方法进行预处理处理，经处理后COD由10076mg／L降至5000～6000mg／L、B／C提高至0．5以上，有效促进了后续的生物处理。与传统的化学氧化技术相比，高级氧化具有氧化能力强、自由基活性高、效率出众等特点。目前Fenton氧化技术、光催化氧化技术、臭氧氧化技术是比较成熟的工艺，已有应用的实例。戴启洲等针对制药废水的特点，采用臭氧－生物法处理取得了良好的效果：COD由7420mg／L降至不足100mg／L、氯化物由376mg／L降至0．2mg／L，SS降低了60％，出水达到综合排放一级标准。左红影等研究了TiO2催化氧化技术对抗生素废水的处理效果，废水与空气的最佳流速分别为200L／h、70L／h，COD去除率可达到90％以上。

3．3生物法

生物法处理废水具有费用低、技术成熟等优点，但对制药废水采用生物法进行处理，首先需解决其有毒、可生化性能差的问题。因此，生物法处理制药废水需进行预处理。在制药废水的生物处理方法中，曝气生物滤池、UASB厌氧反应器及其组合工艺是被广泛利用的。郎咸明等研究了生物滤池启动、气水比、水力负荷对曝气生物滤池处理某制药废水影响，最终选取了一种挂膜效果好、机械强度足的优质滤料，最佳运行条件为气水比15、水力停留4h。同时研究了进水底物浓度对处理效果的影响，发现进水底物浓度增加去除率也随之增加。李亚峰等以某制药厂废水处理工程实例介绍了预处理／UASB／A／O工艺的运行特点及效果，证明了采用UASB厌氧反应器对制药废水的良好处理效果。运行结果表明，COD去除率在95％以上、BOD去除率可达到99％。

4结论

目前对制药废水的处理主要采用物理化学方法，这些方法存在运行成本高、化学药品消耗量大怎问题，而且还需妥善处置沉淀物等末端产物，易产生再生污染。而生物法对设备与工艺的要求不高、技术成熟稳定，有着良好的经济效益。在实际应用过程中，应结合制药废水的水质、水量及现有条件，根据实际情况选用合适的工艺组合，达到最优的环境效益与经济效益。

参考文献：

［1］邓睿．制药废水深度处理研究［D］．广州：华南理工大学，2013．

［2］李亚峰，高颖．制药废水处理技术研究进展［J］．水处理技术，2014，40（5）：1～4．

［3］环境保护部．GB21903－2008发酵类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

［4］环境保护部．GB21904－2008化学合成类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

［5］环境保护部．GB21905－2008提取类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

［6］环境保护部．GB21906－2008中药类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

［7］环境保护部．GB21907－2008生物工程类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

［8］环境保护部．GB21908－2008混装制剂类制药工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，20098．

作者:张雪 单位:西北师范大学