行業現状及废水特征
药物的生產過程，決定(ding)了製药废(fei)水的特點。药物的生產是通過化學合成工藝和药用植物中分离(li)提純得(de)到原料药，其因(yin)药物種類不同，生產(chan)工藝不同且(qie)流程复雜，原辅材料種類多，生產(chan)過程對原料(liao)和中間體質量控製嚴格，物料(liao)净收率较低，副(fu)產品多，导致製药废水具有成分差(cha)异大(da)，組分复雜，污染物(wu)量多，COD 高，BOD5和CODcr 比值低且(qie)波動大，可生化性很差，难降解物質多，毒(du)性強(qiang)，間歇(xie)排放，水量水質及污染物(wu)的種類波(bo)動大等特點，給治理带來了極大的困难.
製药废水虽然因產品(pin)、原料、工藝方法的(de)不(bu)同而水質各异，但总的來說(shuo)，製药废水有(you)機污染物含量高、毒性物質(zhi)多、难生物降解物質多(duo)、含盐量高，是一種危害很大的工業废水，随意排放會對環境造成極大(da)危害(hai)，主要危害有
1：製药废水中污染物之間或與(yu)水體中物質发生化學反(fan)應，產生(sheng)新的污。例如，亚硝胺類(lei)物質是一種強致癌物。而在製废水中如果含有土(tu)霉素(su)、哌，嗪、吗啉和氨基匹林等物質(zhi)，在酸性介質中即(ji)可與亚硝酸钠作用產生二(er)甲基亚硝胺。
2：有(you)機物在水體中進行生(sheng)物氧化分解時，都(dou)會消耗水中的溶解氧。有機物含量過大(da)就會使水體缺氧(yang)或脱氧，从而造成水中好氧水生(sheng)物死亡，厭氧微生物大量繁殖，缺氧消(xiao)化(hua)產生甲烷、硫(liu)化氢、醇、氨、胺等物質，進一步抑製(zhi)水生生物，使水體发黑发臭(chou)。
3：某些药剂(ji)及其合成的中間體往往具有一定的杀菌或抑菌(jun)作用，从(cong)而(er)影響水體中細菌、藻類等微生物的新陈代谢，並最終破坏这一水體整(zheng)個(ge)的生態系統平衡。例如当水中含青霉素(su)、四(si)環素(su)和氯霉素時，可抑製(zhi)綠藻的(de)生长。
製药分類及組成成分(fen)分析
國(guo)製药工業主要為生物製药、化學(xue)製药和(he)中草药生產，對應着上面提到的抗生素生產(chan)废水(shui)、合(he)成药物生(sheng)產（化學(xue)製药）废水(shui)、中成药(yao)生產废水。
生(sheng)物製药是采用微生物對各種有機原料進行发酵、過滤、提煉，从(cong)而生產各種(zhong)抗生素、氨基酸及一些药物中間體；化學製药是采用化學反(fan)應(ying)工藝，將有機原料和无機原料等製成药物中間體及(ji)合成药剂(ji)；中草药生(sheng)產是對中草药材進行加(jia)工、提取製剂(ji)或中成药，生產工藝主要(yao)包括原料的(de)前處理和提取製剂，其(qi)废水的來(lai)源和組成总結於下表。
製药污(wu)水常用處理方法
製药废水的處理方法可归納為以(yi)下几種：物化處理、化學處理、生化處理以及多種方法(fa)的組合處(chu)理等，各種處理方法(fa)具有各自的優勢及不足。
一，化學處理
應用化學方法時(shi)，某些試剂的過(guo)量使用容易导(dao)致水體的二次污染，因此(ci)在設計前應做好相關的實驗研究工作(zuo)。化學法包(bao)括鐵炭法(fa)、化學(xue)氧化還原法(fenton試剂(ji)、H2O2、O3)、深度(du)氧(yang)化技術等。
氧化法
采用该法能提高废水的(de)可生化性，同時對COD有较好的(de)去除率。對3種抗生素废水(shui)進(jin)行臭氧氧化處理，結果顯示，經臭氧氧化的废水不仅對BOD5/COD的比值有(you)所提高(gao)，而且COD的(de)去除率均為80%以上(shang)。
Fenton試剂處理法
亚鐵盐(yan)和H2O2的組合(he)称為Fenton試剂(ji)，它能(neng)有效去除傳統废水處理技術无法去除的(de)难降解有機物。随着研(yan)究(jiu)的深入，又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton試剂中，使其(qi)氧化能力大大加強。以TiO2為催化(hua)剂，9W低壓汞燈為光源，用Fenton試剂(ji)對製药废水進行(xing)處理，取得了脱色(se)率98%，COD去除率(lv)93.5%的效果，且硝基苯類(lei)化合物(wu)从8.15mg/L降至0.43mg/L。
鐵炭法
工業運行表明，以Fe-C作為(wei)製药废水(shui)的预處理步骤，其出(chu)水的可生化性可大大提高(gao)。采(cai)用鐵炭—微電解—厭(yan)氧—好氧(yang)—氣浮聯合處理(li)工藝處理甲紅霉素(su)、盐酸環丙沙星等医药中間體生產(chan)废水，鐵炭法(fa)處(chu)理后COD去(qu)除率(lv)達25%，最終出水達到國家《污水綜合排放(fang)標準》(GB8978—1996)一級標準。
氧化技術
又称高級(ji)氧化技術，它匯集了現代(dai)光(guang)、電、聲、磁、材料等各相(xiang)近學科的最新(xin)研究成果，主要包(bao)括電化學氧化法、湿式氧化法、超(chao)臨界水氧化(hua)法、光催化氧化(hua)法和超聲降解法等(deng)。其中(zhong)紫外光催化氧化技術具有(you)新颖、高效、對废水无選擇性等優(you)點，尤(you)其適合於不飽合烃的降解(jie)，且反(fan)應条件也比较温和，无(wu)二次污染，具有很好的應用前(qian)景。與紫外線、熱、壓(ya)力等(deng)處理方法相比，超聲波對有(you)機物的處理更直接(jie)，對設(she)備的要求更低，作為一種新型的(de)處理方法(fa)，正受到越來越多(duo)的(de)關注。采用超聲波-好氧生物接触法處理製药废水，在超(chao)聲波處理50s，功率(lv)200w的情况(kuang)下，废水的COD总去(qu)除率達95%。
二，物化處理
根據製药废水的水質特點，在其處理過程中需要采用物(wu)化處理作為生化處理的预處理或后(hou)處理工序。目前應用(yong)的物化(hua)處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附(fu)、氨(an)吹脱、電解、离子交换和膜分离法等。
氣浮法
氣浮法通常(chang)包(bao)括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xue)氣浮和電解氣浮等多種形式。采用CAF涡(wo)凹氣浮裝置對製药废水進行(xing)预處理，在適(shi)当药剂配合下，COD的平均去除(chu)率在20%左(zuo)右。
吸附法
常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附(fu)樹脂等。采用煤灰吸附-兩級好氧生物(wu)處理工藝處(chu)理其废水。結果顯示，吸附预處理對废水(shui)的COD去(qu)除率(lv)達43%，並(bing)提高了BOD5/COD值。
混凝法
该技術是目(mu)前國内外普遍采用的一種水質處理(li)方法，它被廣泛用於製药废水预處(chu)理及后處理過程(cheng)中，如硫酸铝和聚合硫(liu)酸鐵等用於中药废(fei)水等。高效混凝處理的關键在於恰(qia)当地選擇和投加性能優良的混(hun)凝剂。近年來混凝剂的发展方向是(shi)由低分子向聚合高分子(zi)发展，由成(cheng)分功能單一型(xing)向复合型发展。劉明(ming)華等以其研製的一種高效复合(he)型絮凝剂F-1處理急支糖(tang)浆生產废水，在pH為7.0，絮凝(ning)剂用(yong)量為300mg/L時，废液的COD、SS和色度的去(qu)除率分別達到(dao)69.9%、96.8%和88.8%，其性能明顯優(you)於(yu)PAC(粉末活性(xing)炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等單一絮(xu)凝剂。
膜分离法
膜技術包括(kuo)反(fan)渗透、納滤膜和纖維膜，可回收(shou)有用物(wu)質，减少有機物的排放总量。该技術(shu)的主要(yao)特點是設備簡單、操作方便、无(wu)相變及化學變(bian)化、處理效(xiao)率高和節約(yue)能源。采用納滤膜對洁(jie)霉素废水進行分离實(shi)驗，发現既减少了废水中洁(jie)霉素對微生(sheng)物的抑製作用，又可回(hui)收洁霉(mei)素。
電解法
该法處理废水具有(you)高效、易操(cao)作等優點(dian)而得到人們的重視，同時(shi)電解法又有很好的脱色效果。采用電解(jie)法(fa)预處理核黄素上清液，COD、SS和色度的去(qu)除率分別達到(dao)72%、84%和67%。
三，生化處理
生(sheng)化處理技術是目前製药废水廣泛采用的(de)處理技術，包括好氧生(sheng)物法、厭氧生物(wu)法(fa)、好氧(yang)-厭(yan)氧等(deng)組合方法。
好氧生物處理
由於製药废水大多是高(gao)浓度有機(ji)废水，進行好氧生物處(chu)理時(shi)一般需對原液進行稀释，因此動力消耗(hao)大，且废水可生化性较差(cha)，很难直接生化處理后達標(biao)排放(fang)，所以單独使(shi)用好氧處理的不多，一般(ban)需進行预處(chu)理。常用的好氧生物處理(li)方法包括(kuo)活性污泥法、深井曝氣法、吸(xi)附生物降解法(fa)(AB法)、接(jie)触氧(yang)化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活(huo)性污(wu)泥法(CASS法)等。
(1)生物接触氧化法
该技術集活(huo)性污泥和生(sheng)物膜法的優勢於一體，具有容积负荷(he)高、污泥產(chan)量少、抗冲擊能力強、工藝運行(xing)稳定、管理方便等優點。很多工程(cheng)采用兩段法，目的在於驯化不同阶段的優勢(shi)菌種，充分发挥(hui)不同微生物種群間的(de)协同作用，提(ti)高生化效果和抗冲擊能力。在工(gong)程中常以厭氧(yang)消化、酸化作為预處(chu)理工序，采用接触氧化法處理製药废(fei)水。
(2)深井曝氣法
深井曝氣是一種高(gao)速活性(xing)污泥系統，该法具有氧利(li)用率高、占地面积小、處理效果(guo)佳、投资少、運行費用低、不存(cun)在污泥膨胀、產泥量(liang)低等優點。此外，其保温效果好，處理不受氣候条件影響，可(ke)保證北方地區冬天废水(shui)處理的效果。高(gao)浓度有機废水經深井曝氣池生化處理后，COD去(qu)除率(lv)達93.5%，可见(jian)用其處理效率是很高的，而且對下一(yi)步的治理極(ji)其有利，對工藝治理(li)的(de)出水達標起着決定性作用。
(3)SBR法
SBR法(fa)具有耐冲擊负荷(he)強、污泥活性高、結構簡單、无需回流、操作灵活(huo)、占地少、投资省、運行稳定、基質(zhi)去除率高、脱氮除磷效果(guo)好等優點，適(shi)合(he)處理水量水質波動大的废水。用SBR工藝處理製药废水的試驗(yan)表明：曝氣(qi)時間對该工藝的處理效(xiao)果有很大影響;設置(zhi)缺氧段，尤其是缺氧與好氧交替重复設計(ji)，可明顯(xian)提(ti)高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化(hua)處理工藝，可明顯提高(gao)系統的去除效(xiao)果。近年來该工藝(yi)日趨*，在(zai)製药废水處(chu)理中應用也较多，采(cai)用水解酸化(hua)-SBR法處理生物製药废水(shui)，出水(shui)水質達(da)到GB8978-1996一級標準。
(4)AB法
AB法屬超高负荷活性污泥(ni)法。AB工藝對(dui)BOD5、COD、SS、磷和(he)氨氮的去(qu)除率一般均高於常規活性污泥法。其突出的優點是A段负荷(he)高，抗冲擊负荷(he)能力強，對pH和有毒(du)物質具(ju)有较大的缓冲作用，特別適用於(yu)處理浓度较高、水質水量變化较大的污水。采(cai)用水解酸化(hua)-AB生物法工藝(yi)處理抗生(sheng)素废水，工(gong)藝(yi)流程短，節能，處理費(fei)用也低於同種废水的化學(xue)絮凝-生物法處理方法。
厭氧生物處理
目前國内外處理高浓度有機废水主要是以厭(yan)氧法為主(zhu)，但經單独的(de)厭氧方法處(chu)理后出水COD仍(reng)较高，一般(ban)需要(yao)進行后處理(如好氧生物處(chu)理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開发設計及進行深入的(de)運行条件(jian)研究。在處理製(zhi)药废水中應用较成功的有上流式厭氧污泥床(chuang)(UASB)、厭氧复合床(UBF)、厭氧折流板反應器(qi)(ABR)、水解法等。
(1)水解酸化法
水解池全(quan)称為水解升流式污泥床(HUSB)，它是改進的UASB。水解池较之全過程(cheng)厭氧池有以下優點：不需密(mi)闭、搅拌，不設三相分离器，降低了造(zao)价並利於維護;可將污水中的大分子、不易(yi)生物降解的有機物降解(jie)為小分子、易生物降解的有機物，改善原水的可生化性;反應迅速(su)、池子體积小，基建投(tou)资少，並能减少污泥量。近(jin)年來，水解-好氧工藝在(zai)製药废水處(chu)理中得到了廣泛的應用，如某(mou)生物製药廠采用水解酸化(hua)-二段式生物接(jie)触氧化工(gong)藝處理製药废水，運行稳定，有機物去除效果，顯，著，COD、BOD5和SS的去除率分別為92.0%、91.5%和85.6%。
(2)UASB法
UASB反應器具有厭氧消(xiao)化效率高、結構簡單、水力停留時間(jian)短、无需另設(she)污泥回流裝置等優(you)點。采用UASB法處理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡(pu)萄糖等製药生產废(fei)水時，通常要(yao)求(qiu)SS含量(liang)不(bu)能過高，以保證COD去除率在82%～90%以上(shang)。二級串聯UASB的COD去除率可達92%以上(shang)。
(3)UBF法
將UASB和UBF進行了對比試驗，結果表(biao)明，UBF具有(you)反應液傳質和分离效果(guo)好、生物量大和生物(wu)種類(lei)多、處理效率高、運行稳定(ding)性強的特征(zheng)，是實用高效的厭氧生物反應器。
厭(yan)氧-好氧及其他組合處理工(gong)藝(yi)
由於單独的好氧處理或厭氧處理往往(wang)不(bu)能满足要求，而厭氧-好氧(yang)、水解酸化(hua)-好氧等組合(he)工(gong)藝在改善废水的可生化性、耐(nai)冲擊性、投资成(cheng)本、處理效果等方面表(biao)現出了明顯(xian)優於單一處理方法的性能，因而在工程實践中得(de)到了廣泛應用(yong)。采用厭氧-好氧工藝處(chu)理製药废(fei)水，BOD5去(qu)除率(lv)達95%，COD去(qu)除率(lv)達96%，處理效果稳定;采用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學(xue)合成(cheng)製药废水，結果表(biao)明，整個串聯工藝(yi)對(dui)废水水質、水(shui)量的變化具有较強的(de)耐冲擊能力，COD去除率可達85%～92%，是處理製药废水(shui)的一種理想的(de)工藝選擇;在對医药中間(jian)體製药废水的處理中采用水解酸(suan)化-A/O-催化氧(yang)化(hua)-接触氧化(hua)工藝，当進水COD為12000mg/L左右(you)時，出水COD達280mg/L以下;采用(yong)生物膜-SBR法處理含生(sheng)物(wu)难降解物的製药废水，COD的(de)去除率(lv)能達到88.5%～98.5%，远高(gao)於單独的生物(wu)膜法和SBR法(fa)的處理效果。
此外，随着膜(mo)技術(shu)的不断发展，膜生物(wu)反應器(MBR)在製药废水(shui)處理中(zhong)的應用研究也逐渐深入。MBR綜合了膜分离技術和生物處理的特(te)點，具有容积负荷(he)高、抗冲擊能力強、占地面积小、剩(sheng)余污泥量少等優點。采用厭氧-膜生(sheng)物反應器工(gong)藝處理COD為24000mg/L的医药(yao)中間體酰(xian)氯废水，系統對COD的去除率均保持在95%以上(shang);利用專性細(xi)菌降解(jie)特定有機物的能力，首，次采用了萃取膜(mo)生物反應器處理含3，4-二氯苯胺的工業废水(shui)，HRT為2.5h，其去除(chu)率達到99%，获得了理想的處(chu)理效果。盡管在膜污(wu)染方面仍存在問題，但随着膜技術的(de)不断(duan)发展，將(jiang)會使MBR在製药(yao)废水處理领域中得到更加廣泛的(de)應用。
推荐處理簡介
製药废水(shui)的水質特點使得多数製药废水單独采用(yong)生化法處理根本无法達標，所以在生化處理(li)前必须(xu)進行必要的预處理。一般應設調節池，調節水質(zhi)水量和pH，且根據實际情况(kuang)采用某種物化或化學法作(zuo)為预處理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水(shui)中的生(sheng)物抑製性物質，並提高(gao)废水的可降解性，以利於废水的后續生(sheng)化處理。
预(yu)處理后的废水(shui)，可根據(ju)其水(shui)質特征選取某種厭氧和好氧工藝進行處理，若(ruo)出水要求较高，好氧處(chu)理工藝后還需繼續進行后處理。具體工(gong)藝(yi)的選擇應綜合考虑废水的性質、工藝(yi)的處理效果、基建投资及(ji)運(yun)行維護等因素，做(zuo)到(dao)技術可行，經濟合理。总的(de)工藝路(lu)線為预處理-厭(yan)氧-好氧(yang)-(后處理)組合工藝。采用水(shui)解吸附—接触氧化—過滤組合工藝處(chu)理含人工胰岛素等的(de)綜合製药废水，處理(li)后出水水質優於GB8978-1996的(de)一級標準。氣浮-水解-接触(chu)氧化工藝處(chu)理化學製药废水、复合微氧(yang)水解-复合好氧-砂滤工藝(yi)處理抗生素废水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高浓度中药提取废水等都取(qu)得了较好的處理效(xiao)果。
