制藥廢水處理中生物酶催化技術的應用研究

丁堅會

摘 要：進入到新世紀以后，伴隨著我國國民經濟的飛速發展，我國各類醫藥化工企業以及保健品制造企業都得到了飛速的發展，在這些企業的生產制造過程中排放出了大量的制藥廢水，大量的制藥廢水對廣大人民群眾的健康產生了巨大的威脅。制藥廢水的含鹽量非常高，并且難以生物降解，對其有效處理的難度也很大。文章便首先分析了制藥廢水的自身特性以及處理過程中普遍存在的問題，提出了在處理制藥廢水時應大力的推廣并應用生物酶催化技術，這一技術可以快速將制藥廢水中的污染物降解，大大提升了污染物的去除效率，同時也最大限度地降低了處理制藥廢水的成本，為制藥廢水的處理工作提供了全新的思路和方法。

關鍵詞：制藥廢水；處理技術；生物酶催化

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0138-02

1 制藥廢水的水質特性

一般情況下，醫藥化工行業中所產生的制藥廢水都屬于高濃度的有機廢水，對其處理的難度較大，不同類型的藥品，其生產工藝就會有所區別，同時藥品的組成成分也有著較大的差異，藥物產品具有生產反應復雜、時間長以及生成的副產物多等特點，反應的原料通常都采用環狀結構的化合物或是溶劑類的物質，而這也就直接導致了制藥廢水中污染物的組成成分十分復雜，有機污染物的濃度高并且種類多，難以生物降解的物質也較多，廢水中BOD5值和COD值偏高并且都具有一定的波動性，含鹽量很高，同時可能具有一定的毒性。我國的醫藥化工企業幾乎都采用間歇式的生產方式，在短時間內所生產的藥品種類也會有很大變化，這也是導致制藥廢水的水量、水質以及污染物的種類變化很大的重要原因。另外，制藥廢水的一個重要缺點就是其具有非常差的生化性，因此，要想降低治理有很大的難度，并且治理成本較高，這類廢水屬于治理難度非常大的一類工業廢水。

2 生物酶催化技術的概述

在治理制藥廢水的過程中，我們發現只是采用傳統的生化法和物化法進行治理工作時并沒有取得理想的治理效果，治理后的廢水也并沒有真正符合國家要求的排放標準，這就要求我們應盡快探索出更加低耗、高效并且投資成本更低的制藥廢水處理新技術，環境污染保護和防治工程中一個重要的研究方向就是將生物技術與環境工程技術緊密的結合起來，而生物酶催化技術就是環境生物技術中的一項關鍵內容，其作為一種新興的技術，在治理制藥廢水時是可以取得理想效果的。

2.1 生物酶催化技術去除污染物的機理

采用生物酶催化技術治理廢水等各類污染物時，其作用的原理就是借助于不同種類普通微生物菌的系列生物酶結合技術，酶可以將各類污染物質中的化學鍵打開，將大分子的有機物降解成了小分子的有機物或是降解成水和二氧化碳等無機物，COD值也隨之降低，能夠取得較好的污染物清除效果，廢水的處理費用也得到了很大程度降低。（1）接近定向效應。酶的濃度與酶催化反應是成正比例關系的，也就是說酶的濃度越高，那么酶催化反應就越激烈，其能夠將反應物全部集中到分子周圍，這樣它們之間發生碰撞的幾率就是非常大的了；（2）形變效應。酶分子能夠有效拉長反應物分子中的化學鍵，并促使其發生變形和扭曲等變化，這樣反應物分子就很容易被水解。生物酶催化技術處理制藥廢水時對設備的情況以及廢水的質量都沒有太高的要求，反應速度快，反應條件十分溫和，對濃度、溫度和有毒物質都有著很廣的適用范圍，并且是可以重復處理廢水的。

2.2 生物酶催化技術的特點

生物酶催化技術與產品作為一類環境友好型產品，其具有去除COD、除磷脫氮和脫色除臭等多種功能，能有效分解各類污染物，生物酶能打開制藥廢水中的各類大分子有機物，制藥廢水的可生化性得到了很大提升。（1）替代了現有的傳統藥劑，處理成本降低30%以上；（2）能夠快速、高效的去除廢水中的各特征污染物；（3）生物酶催化技術使用效果穩定，并且容易操作，對環境無不良影響；（4）處理量和處理效率都得到了改進，同時出水水質能夠穩定達到國家排放標準。

3 生物酶催化技術在制藥廢水處理中的應用實例

由于現階段對制藥廢水并未取得理想的處理效果，我國的一些環保企業已經開始將環境科學技術和生物工程技術有機結合起來了，同時深入研究了生物酶類的選用和開發工作，力求更加低耗、高效并且簡單安全地解決制藥廢水的處理問題。制藥廢水的可生化性很差，并且色度深、濃度高，而如果能在制藥廢水處理過程中較好應用生物酶催化技術，那么就能夠大大提升廢水的可生化性，將難于降解的污染物直接分解，特殊的生物酶具有很好的催化作用，出水就能夠達到國家相關部門所要求的排放標準，應用這一技術處理制藥廢水后，切實降低了制藥企業的運行成本，同時也真正保護了環境。

3.1 福建某制藥廠的廢水處理情況

這一制藥廠每天產生制藥廢水約為70m3，它們幾乎都來源于中藥前處理和提取工序，大多都是有機污染物，主要是由色素、多糖類、木質素、植物堿和植物酸等物質組成的，BOD、SS、COD和色度是其主要的污染因子，這些有機污染物都很難被生物降解，并且濃度很高。最初采用的處理技術為生化處理的方法，采用的工藝流程為進水-集水池、調節池-反應池-厭氧池-好氧池-沉淀池-過濾池-出水，當采用這一流程處理完制藥廢水后，出水的水質并不能穩定滿足國家要求的具體排放標準。

之后這一制藥廠決定應用生物酶催化技術來處理廢水，系統仍采用現有的廢水處理系統，而主體的廢水處理工藝則采用生物酶催化和生物強化技術，在反應池中增加了生物酶催化工藝，將生物酶凈水劑投入其中，由于其具備了很好的自固定化和復合固定化的作用，這樣整個廢水處理系統的處理過程就被大大加快了，同時也保證了出水的水質是達標的，改進后的處理工藝如圖1。

應用了生物酶催化技術處理制藥廢水后，大大地提升了原有處理系統的工作效率，并且出水水質也穩定達到了國家要求的廢水排放標準，其具體的處理效果如表1。endprint

從表1中我們可以看到，在制藥廢水處理工作中如果能夠科學應用生物酶催化技術，那么就可以將各類污染物快速的去除，在制藥廢水中存在著多種高濃度的大分子有機物，特定的生物酶能夠將它們降解成小分子的有機物，還可以將其中的一些特征污染物催化降解成無毒無害的化合物或是小分子化合物，大大提升了制藥企業的出水水質，同時這一技術的投資成本更低，并且處理效果優異。

3.2 山東某制藥廠的廢水處理情況

這一制藥企業每天排放的廢水量可以達到600噸，其產生的廢水中含有大量的二氯甲烷、石油醚、甲醇、側鏈脂、甲苯和各類酸堿物質等有毒有機物，并且還帶有一些抗生物等殘留物。這類制藥廢水的組成成分十分復雜，大分子有機物的濃度高，水中的抗生物和有毒物質對生化處理的菌種有著明顯的抑制作用。采用傳統的生化處理方法要想取得理想的處理效果是非常困難的。因此，這一制藥廠嘗試著應用生物酶催化技術處理這些廢水，采用了生物酶催化處理后，出水COD從原來的2000mg/L降低了80mg/L，甚至是更低，可以達標排放。生物酶催化技術具有強大的處理能力，不會生成太大的污泥，并且運行穩定、操作簡單，不但能夠取得顯著的廢水處理效果，同時真正實現了節能減排，是制藥廢水處理中的一種理想的處理方法。

通過以上的論述，我們對制藥廢水的水質特性、生物酶催化技術的概述以及生物酶催化技術在制藥廢水處理中的應用實例三個方面的內容進行了詳細分析和探討。我國醫藥化工企業所生成的制藥廢水水質構成十分復雜，大分子有機物濃度高，毒性和色度都很大，對其進行有效處理也有很大難度。由于生物酶催化技術的運行成本低、技術工藝先進、結構簡單并且具有優異的處理能力，能夠大大提升廢水的可生化性，出水水質的各項指標均可以穩定達到國家相關排放標準，具有非常顯著的環境效益和社會效益。

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