化學合成類制藥項目廢水預處理工藝分析與研究

路洪濤　李　燕　趙紅梅

（1德州市環境監控中心山東德州2530762德州市環境保護科學研究所有限公司山東德州253034）

化學合成類制藥項目廢水預處理工藝分析與研究

路洪濤1李燕2趙紅梅2

（1德州市環境監控中心山東德州2530762德州市環境保護科學研究所有限公司山東德州253034）

化學合成類制藥項目廢水產生環節多，特征污染物多，排放量較大，處理難度大。本文對化學合成類制藥項目產生的高鹽廢水、含重金屬一類污染物廢水、高氨氮及總磷廢水、含藥物活性成分廢水、含難以生化降解處理特征污染物廢水等幾種難處理廢水提出針對性與處理措施，以保證降低污染物濃度，保證后續生化處理工序正常運行。

化學合成制藥；廢水；預處理

近年來化學合成類制藥快速發展，企業數量和產品品種不斷增加，企業規模不斷擴大。化學合成類制藥具有廢水COD濃度高、成分復雜、生化性差等特點，部分廢水高鹽、高氨氮、高磷、含重金屬或含有難以生化降解的污染物，必須進行預處理，否則，生化處理系統難以保證穩定運行，出水難以達標排放。需要結合廢水特點，對部分廢水有針對性的進行預處理，才能保證生化處理單元正常運行。

1　廢水產生分析[1]

1.1廢水產生環節

化學合成類制藥生產廢水產生環節主要包括萃取分層廢水、工藝沖洗廢水、離心分離廢水、設備及地面沖洗廢水等。公輔工程及環保工程中也有多個環節產生廢水，其中以廢氣處理產生的廢水較為主要。

1.2難處理廢水類型分析

化學合成類制藥項目產生的難處理廢水類型一般有高鹽、高濃度有機溶劑、含重金屬、高氨氮、高磷、高硫等，部分合成抗生素還具有藥物活性成分（API）。

萃取分層廢水、工藝沖洗廢水、酸性氣體堿洗廢水一般含鹽、有機溶劑；離心分離廢水一般含有機溶劑，部分含有催化劑；高磷廢水中磷主要來源于原輔材料中的三氯氧磷、三溴化磷、多聚磷酸等氯化劑或者催化劑。與此類似；硫、氮的來源也主要來源于原輔料或者由原輔料生成的半成品與成品中。

找準廢水類型，才能有針對性的采取對應的預處理措施，從而達到預期目的。

2　廢水預處理工藝

2.1高鹽廢水預處理工藝

廢水中鹽類一般以無機鹽形式存在。因為污水生化處理對于全鹽量濃度有要求，一般認為氯離子濃度超過5000mg/L就對生化處理造成影響，因此高鹽濃水若進入生化處理裝置，必須進行預處理。

如果高鹽污水量較多，可以采用直接單效蒸發脫鹽。如果高鹽污水量比較大，則應采用多效蒸發脫鹽工藝，以減少蒸汽用量、降低運行費用。近年來發展的基于機械蒸汽再壓縮技術（簡稱MVR）的蒸發器由于具有能效高、運行費用低等特點推廣較快。

需要注意的是化學合成類制藥項目廢水中一般含有有機物，在脫鹽過程中應加強管理防止爆炸事故發生。

2.2高濃度有機溶劑廢水預處理工藝

化學合成類制藥項目很多工藝利用有機溶劑不溶于水或者微溶于水的特性，采用水相和有機相的分離來分離提純產品。但這些有機溶劑仍有微量或者痕量進入水相，作為廢水需要處理。大多難溶于水的有機溶劑難以生化處理，比如二氯甲烷、丙酮等，需要預處理后才能進入生化處理裝置。

一般采用減壓蒸餾工藝對廢水進行處理。將濃度較高的含有有機溶劑廢水單獨收集暫存，然后進行減壓蒸餾處理，保證冷凝溫度和冷凝接觸面積。冷凝效率一般可在90%～95%。

如果有機溶劑濃度并不太高，很難進行減壓蒸餾處理，也可用活性炭吸附處理，一般適用于芳香族有機溶劑，定期更換活性炭，保證吸附效果，可有效除去有機溶劑。

2.3含重金屬廢水預處理工藝

化學合成類制藥項目絕大部分化學合成反應需要在催化劑條件下進行，常用的催化劑多為含鈀、銅、鉑、鎳、汞、鎘、鉛、鋅等，這些催化劑與物料直接接觸，進入廢水中，重金屬多具有毒害性，會影響生物活性，若濃度較高，在進入生化處理前需進行預處理。特別注意，如果采用汞、鎘、鉛等一類污染物，則必須預處理，在車間排放口達到相應環境標準。

對含重金屬廢水，主要與處理工藝是絮凝沉淀，加入氫氧化鈉溶液控制pH9～10，形成金屬氫氧化物，絮凝沉淀后去除，重金屬離子濃度一般可以滿足達標排放要求。應特別注意控制條件防止有些重金屬生成絡合物。

2.4高氨氮廢水預處理工藝

氨氮主要是由無機氮形成，也就是氨氮、硝態氮和亞硝態氮，大多來源于工藝中加入的氨水、銨鹽。

這類廢水的治理方法主要有化學中和法、空氣吹脫法、蒸汽汽提法[2]，多為利用氨氣為堿性且易揮發的特點，但第一種多用于就近SO2煙道氣，后兩者動力消耗大，同時一般需要調節pH值超過11，對堿的消耗量過大，也比較容易收到溫度的影響。近年來處理高濃度氨氮廢水可采用磷酸銨鎂（簡稱MVP）化學沉淀法，采用價格低廉的鎂化合物，缺點是污泥量較大，尤其為提高氨氮去除率加入鎂化合物過多時，污泥沉降困難。

2.5高磷廢水預處理工藝

高磷廢水采用生化工藝難以高效去除，在廢水量較少、濃度較高時可以采用化學沉淀工藝去除。化學沉淀法的基本要求是：（1）加化學沉淀劑后，磷必須全部生成不溶性磷酸鹽；（2）生成的磷酸鹽沉淀進過過濾能從廢水中全部去除。

廢水中按比例加入氯化鈣溶液，可以分別采用氯化鈣沉淀法和鳥糞石結晶法去除磷。也可加入氫氧化鈣乳液，生成磷酸鈣和堿式磷酸鈣沉淀去除，工藝缺點是污泥產生量比較大。還可以用鐵鹽或者鋁鹽處理，生成不溶于水的磷酸鋁、磷酸鐵等沉淀去除，缺點是沉淀速度慢、沉淀不完全[3]。

如果廢水中既含有高濃度總磷，也含有高濃度鹽，在蒸發脫鹽過程中一般也可以去除總磷，就可以不再單獨進行化學除磷。

2.6含硫廢水預處理工藝

除控制全鹽量外，廢水排放標準中并沒有硫或者硫酸根的控制指標。不過硫酸鹽濃度過高，在厭氧后會產生硫化氫、硫醇、硫醚等惡臭類物質，抑制生化反應進行，同時造成大氣污染，因此，應盡量進行控制。

廢水中含有高濃度的硫酸鹽，與全鹽量要求基本相同，應通過蒸發脫鹽出去。如果確定廢水中含有的污染物是硫酸鈉，也可以進行冷凍結晶除鹽。

2.7含有毒或者難以生化污染物的廢水處理預處理工藝

有些溶劑或者物料很難生化處理，甚至對微生物有較強的抑制作用，如氰、酚、芳香族胺、氮雜環、多環芳香烴化合物等，因此盡管濃度低，也需要考慮減少排放，在源頭進行有效控制。

有毒或難以生化處理的污染物一般先進行氧化處理，包括臭氧氧化、二氧化氯氧化、微電解氧化、芬頓氧化等，可以進行環狀污染物開環。

氧化處理后一般再進行混凝沉淀或氣浮，部分去除廢水中部分溶解度較低的有機污染物及部分非溶解態的溶媒物質，也可以將氧化后的部分產物絮凝后去除，可以有效降低有毒或難以生化處理污染物濃度，并提高B/C比，提高可生化性。

3　結語

筆者經過日常工作實踐，認為明確廢水中污染物種類、成分、濃度、理化特性等，并根據各種廢水特點、特征有針對的進行預處理，才能有效降低廢水污染物濃度，特別是關鍵污染物濃度，保證后續生化處理設施正常穩定運行，確保廢水達標排放。

[1]王效山,夏倫祝.制藥工業三廢處理技術[M].北京:化學工業出版社,2010.

[2]孫錦宜.含氮廢水處理技術與應用[M].北京:化學工業出版社, 2003:89-135.

[3]陳超超,蔣勝韜,王銀鳳,等.高含磷制藥廢水處理試驗研究[J].工業用水與廢水,2011,42(4):23-26.

路洪濤（1970—），男，山東德州人，本科學歷，主要從事環境科研工作。