制藥廢水處理技術進展研究

楊勇（浙江東邦藥業有限公司，浙江臺州 318000）

制藥廢水處理技術進展研究

楊勇（浙江東邦藥業有限公司，浙江臺州 318000）

制藥廢水是由制藥生產過程形成的廢水，對目前水環境污染較為嚴重，其主要形成來源于生產抗生素、合成藥物生產、中成藥生產以及其他各類醫藥制劑生產，藥物成分大多較為復雜，因此造成制藥廢水具有高濃度、成分較為復雜、難于降解等特點。本文簡述制藥廢水的主要特點，介紹目前國內外較常用的制藥廢水處理技術的現狀，分析制藥廢水處理發展的新方向。

制藥廢水；處理技術法；進展研究

我國是世界上人口最多的國家，并且近年來人口老齡化趨勢逐年增長，人們對醫藥治療，診療、康復保健的需求也愈來愈大，因此，制藥行業得以迅速擴增，規模逐漸擴大，而制藥工業的廢水是對環境污染程度最為嚴重的，制藥企業如處理不完善，會嚴重影響人們身體健康，為此探究如何有效處理制藥廢水，做好環境保護問題一直以來成為制藥行業的首要任務。

1 制藥廢水的特點及技術概述

制藥廢水的形成主要來源于四種生產類型：抗生素的生產、中成藥的生產、合成藥物的生產、各類醫藥劑的洗滌水。廢水成分多較為復雜，有機污染物類別繁多，主要包括生產過程中各類的原料和溶劑，伴隨著各種化學反應和副產物的形成，廢水的濃度較高，毒性較大，形成的顏色較深，生物降解極其困難。例如生產抗生素環丙沙星過程發酵廢水、中間體廢水即為難降解、有毒性廢水，這種廢水成分抑制微生物分解作用，同時也增加了處理成本。目前為止，常用的處理制藥工業廢水的方法有：物化法、生化法、化學法、其他組合工藝。物化法是作為生化處理的預處理；化學法是采用可行性試劑對制藥廢水進行的化學反應，控制試劑量，避免二次污染，是處理制藥廢水最為普遍的方式。

2 制藥廢水常見的技術

2.1 物化處理技術

2.1.1 混凝法

混凝法是處理過程中使用最多的方法，貫穿預處理、中間處理和最終處理整個過程中。由于制藥試劑的有毒物質濃度大，含量高，綜合成本等因素考慮，先采用混凝處理技術進行降低廢水濃度，含量，除臭等明顯特點，主要原理是將混凝劑如常見的FeCl3、聚丙烯酰胺PAM、聚合氯化鋁等，投加到廢水中，使其產生吸附、中和電荷產生凝聚作用，使廢水中的膠體失去穩定性，相互凝結形成沉淀。主要的作用是降低了污染物質的濃度，同時改善了水質的生物降解性能，但是沉淀形成的污泥也造成二次污染，也是混凝法的其中一個缺點。

2.1.2 吸附法

吸附法是比較簡單的物理處理方法，利用多孔性固體的吸附作用，放入廢水中，可有效的去除部分污染物質，主要達到凈化作用。常見的吸附性固體有：活性炭、吸附樹脂、腐殖酸類、維生素B6、潔霉素等物質。

2.1.3 電解法

電解法是通過電解池中污染物在微觀作用下離子產生的陰陽極運動，達到去除廢水中污染物的效果。主要特點是高效、易操作，同時具有很好的脫色效果，因此深受人們重視。另有研究表明：在pH值為2時，利用電壓12V電解4h后，COD去除率可達60%以上。

2.1.4 氣浮法

氣浮法是通過一定方式使水中產生大量氣泡，使之與廢水的中的污染物微粒粘附，形成氣浮體浮至水面，實現狀態分離。主要分為充氣氣浮、化學氣浮、電解氣浮等多種方式。

2.2 化學處理技術

由于化學處理技術是利用相關試劑進行處理，某些試劑過量將會造成二次污染，因此控制試劑用量是化學處理技術的關鍵，為此，在設計前應當在實驗室投入研究，精確用量配比。

2.2.1 臭氧氧化法

臭氧氧化法是利用臭氧的高強氧化能力處理有機廢水，其中O3與廢水中的OH-,可發生一連串的作用，生成O2和比臭氧具有更強的氧化能力的自由基。OH，因此可以氧化多種多樣的有機物。臭氧氧化法的優點在于反應迅速、沒有二次污染，同時能提高抗生素廢水的BOD5/COD,有效的去除COD。有研究處理阿莫西林的廢水試驗表明：當pH值為5.5時，90%以上的阿莫西林會被O3在5分鐘內氧化完，但是只用O3氧化處理時，出現氧化能力差等問題。因此，為提高臭氧的利用率，近年來多采用組合工藝，如H2O2/O3,UV/H2O2/O3,等組合使用，效果更佳。

2.2.2 Fenton試劑法

Fenton法是利用亞鐵鹽作為催化劑，在H2O2環境中產生的強氧化作用，致使許多有機分子分解，達到處理廢除的作用。此種技術不需要高溫高壓條件，但同時由于氧化能力較弱，處理后的廢水中含有過量的鐵離子。有成功研究表明：采用Fenton法對胃必治制藥廢水進行處理，發現采用FeSO4濃度為1mol/L與質量分數3%的H2O2形成體積比1：2的配比進行處理，反應時間90分鐘，溫度60攝氏度，體積150ml/L，測量結果發現COD的去除量高達約90%。

2.2.3 光催化氧化法

光催化氧化法是一種比較有前途的處理廢水方法，是利用n型半導體作為催化劑，在收到紫外光輻射的情況下，形成具有很強氧化能力的電子空穴對，遇到離子表面后，即會在半導體表面形成氧化能力很強的自由基羥基，羥基可以實現多種污染物的氧化。光催化具有簡單，高效的優點，它幾乎可以實現所有還原性物質的氧化，脫色效果明顯，具有利用率較高，沒有二次污染，但是關于光的種類目前仍在試驗中，采用單一光的效果欠佳，并且距離投入生產還存在一定差距。

2.2.4 濕式氧化法

濕式氧化法屬于深度氧化技術，是在高溫高壓條件下進行的，將水態的有機物以氧氣為氧化劑生成CO2和H2O的一種氧化方式。濕式氧化法需要的條件較高，并且處理不同的制藥廢水污染物需要的溫度和壓力也有所區別，因此需要投入更多的實驗和分析研究過程。

2.3 生化處理技術

生化技術多用來處理廢水中有機物的，一半多采用好氧和厭氧結合，水解酸化和好氧結合的方式進行處理。

2.3.1 厭氧處理法

厭氧氧化法一般用來處理濃度較高的有機制廢水，單獨的厭氧處理后，出水COD含量仍然會很高，因此處理時會以好氧生物處理作為后處理，達到較好的效果。比較典型的技術有上流式厭氧污泥床法（UASB法），又稱作流式厭氧污泥床。結構原理是將反應器底部設置高活性、高濃度的污泥床，污水逆流經過后，會經過厭氧發酵為甲烷（CH4）和二氧化碳(CO2)。UASB法結構簡單，效率較高，水利停留時間較短，但是技術要求嚴格，馴化困難。此外，水解酸化法也是厭氧處理方法之一，是經過UASB改進而來，改良后的優點是可將大分子有機污染物分解為小分子污染物，提高可生化反應；反應速度較快，投資小，成本降低，無需封閉，多加攪拌即可。

2.3.2 好氧生物處理

好氧生物處理一般需要進行原水稀釋作用，代表性的方法有生物流化床法，生物流化床法是將無煙煤和砂等作為生物載體，廢水流經砂床。該方法可以有效的加大同廢水的接觸面積，占地小，反應迅速。

此外，好氧生物處理還有其他的方式，普通活性污泥法，吸附生物降解法，生物活性法，生物膜法，循環式活性污泥法等。

3 制藥廢水的新技術，新進展

3.1 微波處理技術

微波處理技術是利用特殊電磁波（波長在1nm到1m之間的）處理制藥廢水的技術。單獨使用該技術效果不明顯，通常情況下，結合常規處理效果更好，增加工序增加效果。例如活性炭吸附后的有機物處于活性炭表面，很難再吸附其他有機物，因此，可結合微波處理技術使其表面附著物降解，可實現活性炭的重新吸附。謝祖芳等人曾利用微波處理技術進行凈化制藥廢水，效果顯著。

3.2 超聲生化技術

超聲生化法是采用一定頻率的超聲波（范圍在15kHz到1MHz之間）在液體內輻射產生氣泡，氣泡吸收能量后會在短時間內崩潰釋放能量，釋放能量的瞬間會造成周圍產生瞬時高溫高壓，并伴隨著強沖擊波，使水產生羥基，具有高強的氧化性能，進而類似化學技術進行廢水處理。當然，不同的制藥廢水，應當根據實際試驗研究確定最佳條件，比如pH、超聲波功率、反應時間等。

4 結語

盡管廢水處理技術已經有很久的發展歷史，人們也不斷創新出新技術，經過多次研究試驗的結果而成，但環境保護刻不容緩，制藥廢水處理領域仍需不斷超越出新技術，穩定達標出水，確保環境資源安全。結合不同類型制藥廢水的特點，一般情況采取單一廢水處理達不到很好的效果，結合多種處理技術，規范工藝程序，才能有效的達到出水要求。

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