化學(xué)合成類制藥項目廢水處理工藝分析

丁璐 李松儒

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1 化學(xué)合成類制藥項目廢水處理現(xiàn)狀

隨著可利用水資源的減少和工業(yè)企業(yè)節(jié)水要求的提高，制藥企業(yè)工業(yè)廢水中污染物濃度呈上升趨勢。國家制藥工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)更全面、更詳細(xì)。現(xiàn)階段，制藥企業(yè)需優(yōu)化廢水處理工藝，進(jìn)一步降低廢水中污染物排放限值，從而達(dá)到排放要求甚至低于排放要求。

2 化學(xué)合成類制藥項目廢水特征

化學(xué)合成制藥是指采用化學(xué)方法使有機(jī)或無機(jī)原料通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制備而成的藥品或中間體[1]生產(chǎn)過程包括過濾、微生物發(fā)酵、精制、萃取結(jié)晶等。化學(xué)合成類藥物種類繁多、根據(jù)其生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品種類的不同，產(chǎn)生廢水性狀也不盡相同，其特點(diǎn)可概括如下：（1）組成復(fù)雜：化學(xué)合成藥物生產(chǎn)過程長，反應(yīng)過程復(fù)雜，副產(chǎn)物種類多；多種機(jī)化合物，污染物成分復(fù)雜，處理難度大；（2）有機(jī)污染物濃度高：生產(chǎn)過程中，原料、中間體和有機(jī)溶劑會進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，可能導(dǎo)致COD值上萬，甚至幾十萬mg/L；（3）鹽含量高：有機(jī)合成過程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品，其中很大一部分是殘留在母液中的無機(jī)鹽；（4）含有大量生物抑制性物質(zhì)：廢水中含有難降解甚至對微生物有抑制作用的有毒物質(zhì)，如鹵素化合物、硝基化合物、醚類化合物、有機(jī)氮化合物、叔胺和季銨化合物等，以及能產(chǎn)生殺菌作用的表面活性劑或分散劑等；（5）生產(chǎn)廢水排放量和排放值波動較大，導(dǎo)致廢水處理中大量的酸堿被用于中和；（6）廢水成分單一，普遍氮磷含量不足，造成廢水處理微生物培養(yǎng)困難。

3 化學(xué)合成類制藥項目廢水處理工藝

化學(xué)合成制藥廢水的處理方法可歸納為：物理化學(xué)處理、化學(xué)處理、生化處理和各種方法的組合處理，具體介紹如下。

3.1 物化處理

（1）混凝沉淀工藝。混凝沉淀法廣泛應(yīng)用于制藥廢水的預(yù)處理和后處理。混凝處理的效果如何關(guān)鍵在于選擇和添加效果優(yōu)良的混凝劑。混凝沉淀工藝技術(shù)采用的工藝處理設(shè)備比較簡單，后期的維護(hù)使用比較方便，操作人員很容易掌握，廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性高。但該處理工藝對污水中的溶解性物質(zhì)消除效率不高，無法有效地去除掉水體中的病原體、微生物和有害物質(zhì)。（2）吸附工藝。常用的吸附劑有活性炭、活性煤、吸附樹脂等。吸附劑多呈現(xiàn)出很高程度的孔隙結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)展成較大的比表面積，也存在著一定的化學(xué)吸附能力，對污水溫度有著較高的適應(yīng)能力，可以對化學(xué)合成類制藥廢水中的重金屬、農(nóng)藥、色度等進(jìn)行很好地處理。但由于吸附劑需要定期更換，且成本較高，難以進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。（3）膜分離工藝。膜技術(shù)包括反滲透、納濾和纖維膜，其優(yōu)點(diǎn)在于可以回收一部分有機(jī)物，減少COD排放總量。膜生物反應(yīng)器處理工藝和生物單元進(jìn)行配合使用，可以對生活污水、高濃度的有機(jī)廢水、難降解制藥廢水等進(jìn)行有效處理。但應(yīng)用過濾膜處理污水需要較大的資金，膜本身還會產(chǎn)生污染，對其應(yīng)用起到了限制作用。（4）電解法。電解是指在電解過程中，由于陰極釋放出的電子而使廢水中的陽離子減少；廢水中的陰離子失去電子而氧化。電解廢水發(fā)生反應(yīng)時，廢水中的有毒物質(zhì)會產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)，然后沉淀溢出，相應(yīng)地降低廢水中有毒物質(zhì)的濃度。該方法具有處理效率高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。同時，電解法具有良好的脫色效果。

3.2 化學(xué)處理

（1）鐵炭法處理工藝。在酸性條件下，零價鐵與碳顆粒之間形成大量的微原電池，可以產(chǎn)生一種新的具有很強(qiáng)壽命的生態(tài)，與廢水中的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時產(chǎn)生大量的Fe3+并以凝膠反應(yīng)為中心，達(dá)到降解有機(jī)廢水的效果。（2）芬頓法處理。亞鐵鹽和H2O2的組合稱為芬頓試劑，它能生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機(jī)物生成有機(jī)自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終使其氧化分解[2-3]能有效去除傳統(tǒng)污水處理工藝無法去除的難降解有機(jī)物。（3）濕式催化氧化工藝。濕式催化氧化可以將有機(jī)污染物降解為無機(jī)物或各種小分子有機(jī)物。但該方法的COD去除率一般小于95%，需要與各種生化處理方法相結(jié)合，才能使廢水達(dá)標(biāo)排放。

3.3 生化處理

（1）普通活性污泥法。活性污泥法是國內(nèi)外廢水處理最成熟的方法，普通活性污泥的缺點(diǎn)是廢水需要大量稀釋。運(yùn)行中氣泡較多，污泥易膨脹。剩余污泥量大，去除率不高。通常需要使用兩個或多個階段。（2）加壓生化法。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，加壓生化法能提高溶解氧濃度，提供足夠的氧氣，不僅有利于加速生物降解，而且有利于提高生物抗沖擊負(fù)荷能力。（3）超深水曝氣法。超深水曝氣法多呈圓形深井，直徑1～6m，深達(dá)50～150m，通過壓縮空氣實現(xiàn)升降流及曝氣兩種作用優(yōu)點(diǎn)包括靜水壓很大，氧轉(zhuǎn)化率很高，溶解氧為普通曝的15～20倍，降解快，抗沖擊負(fù)荷大，不受氣溫影響，無污泥膨脹，產(chǎn)泥量少，占地小；但缺點(diǎn)是施工困難，且需防止地下水污染。

3.4 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法具有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)。它處理負(fù)荷高，能處理易引起污泥膨脹的有機(jī)廢水。在制藥廢水的處理中，通常直接采用生物接觸氧化法，或采用厭氧消化、酸化等預(yù)處理工藝處理制藥廢水。

3.5 生物流化床法

生物流化床結(jié)合了傳統(tǒng)活性污泥法和生物濾池法的優(yōu)點(diǎn)，具有容積負(fù)荷大、反應(yīng)速度快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

3.6 序批式間歇活性污泥法

序批式間歇活性污泥反應(yīng)器（SBR）具有水質(zhì)均勻、無污泥回流、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，更適用于間歇排放、水量水質(zhì)波動大的廢水處理。但是，SBR工藝長期以來存在污泥沉降和泥水分離的缺點(diǎn)。直接采用好氧工藝處理化工合成制藥廢水時，仍需考慮殘留抗生素對好氧菌的毒性，因此一般需要對廢水進(jìn)行預(yù)處理。

4 結(jié)語

綜上所述，采用單一的化學(xué)合成類制藥廢水處理技術(shù)無法達(dá)到理想的處理效果，可以把多種技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，積極探索物新技術(shù)、新方法、新組合，從而把制藥廢水處理效果得到進(jìn)一步提升。