制藥廢水深度處理工藝技術研究分析

程魏

安徽普洛生物科技有限公司 安徽池州 247260

1 制藥廢水來源

作為制藥大國，我國制藥企業在全球都具有非常強的影響力。在社會經濟不斷發展背景下，制藥技術也隨之提升，制藥行業發展到了新的階段。從國際上來看，我國是原料藥第二生產大國，也是原料藥的主要出口國，年產量在100萬t以上，有1500多種藥物。目前，我國制藥業占據全球30%的產值和產量，并且占比還在持續上升，其中有一半出口到國外。但是,制藥行業發展也帶來了很多負面問題，其中最為重要的就是制藥廢水處理問題。制藥生產會采用多樣、結構復雜的原材料、輔助藥物，這些藥物合成路線復雜，生產中所生成的副產物會隨著廢水排出，廢水中含有大量的有機污染物，還有危害人類健康、生態環境的致命污染物，危害性非常大[1]。

2 制藥廢水處理技術發展現狀

制藥廢水中的化學物質較多，成分較為復雜，常見的制藥廢水處理技術包括：厭氧處理影響抑制處理、好氧處理、厭氧處理、廢水深度處理等。這些處理技術可以將廢水中的污染物控制在生化抑制濃度以下，提升廢水生化性能，最終使制藥廢水達到排放標準。想要確保制藥廢水達到排放標準，制藥企業必須從工業設計、生產實施方案等方面出發，對制藥廢水特性進行深度分析，找出更加符合實際情況的處理工藝。當前，制藥企業的節水要求不斷提升，而淡水資源相對匱乏。制藥企業要結合制藥廢水污染治理標準，嚴格控制制藥廢水排放指標，降低制藥廢水化學物質排放限值。

3 制藥廢水深度處理技術

3.1 鐵刨花催化臭氧氧化

化工廢水常用的深度處理技術包括吸附、混凝沉淀、膜分離、生物法和高級氧化法等。其中，臭氧氧化法是一種常用的高級氧化技術，可以有效脫色，并提高廢水的可生化性，但單獨使用存在著處理成本高、對有機物氧化具有選擇性等缺點。近年來，過渡金屬催化臭氧氧化技術備受關注。其中零價鐵（ZVI）不僅能促進臭氧分解生成HO·，還能通過鐵腐蝕產物的吸附共沉淀作用、以及高鐵離子等其它氧化劑的氧化作用進一步提高難降解有機物的去除效果。而鐵刨花作為工業廢料，具有性質活潑、成本低廉和安全無害等優勢，是理想的臭氧氧化催化劑。已有研究表明，鐵刨花經過10次連續使用后，依然能夠有效地催化臭氧氧化去除廢水中的有機污染物。因此筆者以鐵刨花為催化劑，催化臭氧氧化（O3/ZVI）制藥廢水生化出水中的有機物，以期出水COD能滿足排放標準[2]。

3.2 鐵碳微電解處理法

鐵碳微電解處理法利用鐵屑、碳粒組成了原電池，利用金屬的腐蝕特性讓粒子發生沉降，并使廢水脫色，處理完畢后的廢水中的鐵離子會繼續反應，生成大量Fe（OH）3，繼續吸附廢水中的重金屬和其他懸浮物，減少化工合成制藥廢水的有毒物質。化工合成制藥廢水污染物類型多，負荷穩定性差，采用直接處理的方式，效果并不理想，因此，可以采用鐵碳微電解法進行預處理，該種處理方式不需要應用其他能源即可完成對廢水的處理。以某化工合成制藥廢水為例，其BOD值為1450．5mg/L，COD值為6049．33mg/L，pH值為4，均值符合國家排放標準，但是不符合化工合成制藥廢水的整體排放標準，因此，在處理前，可先采用鐵碳微電解處理法提高廢水pH值，調節酸堿度，并改善廢水色度，去除COD，提供廢水可生化性。

3.3 鐵碳微電解預處理甲硝唑

鐵碳微電解技術是一種經濟有效的有機廢水預處理工藝，是利用鐵碳填料自身所含鐵金屬和碳的電位差，以導電性廢水中的離子充當電解質，形成無數個微小原電池系統，使廢水中的有機污染物發生氧化還原反應，達到催化降解有機物，提高廢水可生化性的作用。并且在鐵碳微電解過程中還伴隨著電富集、物理吸附和混凝沉降等多種反應，這增強了微電解對廢水的處理效果。經過近30年發展，鐵碳微電解技術因其成本低廉、操作簡單、處理效果好等優點受到越來越多的關注。本研究利用鐵碳微電解對甲硝唑制藥廢水（廢水）進行預處理。先在燒杯靜態試驗中通過正交實驗考察廢水pH值、反應時間、曝氣量3個因素對廢水COD去除效果的影響順序，然后通過單因素實驗確定實驗條件下3個因素的最佳工藝參數。然后連續動態試驗考察鐵碳微電解反應柱在不同的廢水COD濃度、鐵碳填料與反應裝置處理體積之比（固液比）對廢水COD去除效率的影響。最后在生化驗證試驗中持續運行鐵碳微電解反應裝置并將出水通入生化柱中進行生化處理，分析預處理對廢水可生化性的影響以及預處理工藝的穩定性。廢水經鐵碳微電解預處理后的COD去除效率在前7d穩定，預處理的出水COD質量濃度在9000mg/L左右，COD去除率基本保持在30%～40%之間，但之后隨著微電解柱使用時間的增加，鐵碳填料的不斷消耗，填料間間隙變小，且鐵碳填料的處理能力在變弱，導致預處理的COD去除效率降低，出水COD迅速增大。另外，經預處理后的出水在生化處理后廢水COD濃度降低了很多，生化處理后COD去除率平均為87．5%，而未經預處理的廢水其COD去除率平均不到60%，這說明經預處理后廢水的可生化性得到較大改善，鐵碳微電解+生化法處理甲硝唑制藥廢水是可行的[3]。

4 結語

為了降低制藥廢水對自然環境的負面影響，制藥企業和相關學者不斷加強制藥廢水處理技術的研究，針對傳統廢水處理技術的不足，大力研發新型處理技術，之，只有針對性地采用廢水處理技術（或技術組合），才能確保制藥廢水達到行業排放標準。