高濃度有機合成制藥廢水綜合處理工程分析

白傳偉 梁平（.杭州國盛新材料科技有限公司，浙江杭州300；.浙江天藍環保技術股份有限公司，浙江杭州300）

0 引言

依照《制藥工業水污染物排放標準》的強制規定，制藥企業對廢水處理的重視程度關系著自身的生存與發展，但隨著近年來化工制藥行業的急速發展，制藥廢水的排放量與日俱增，且制藥相關廢水含量復雜，通常毒性以及含鹽量較高，自身極難降解，逐漸成為對環境具有相當危害的污染源之一，加速廢水處理工程建設，大力引進相關高新技術，從而使環境得到更好的優化，是相關企業的重要課題之一。

1 高濃度有機合成制藥廢水的特征

對于藥品的制造行業來說，藥品通常包括有機藥物、無機藥物、抗生素、中草藥等2000 多種，而且材料來源的種類以及原料繁多，此外制備工藝上也有生物、物理、化學等多角度的生產技術以及合成方法。例如：抗生素采用的是生物發酵以及后期合成的制備方法。

較多的藥品制備方法決定了生產中產生的制藥廢水從來源到成分都具有較多的種類，且其中含有大量的有機物。對于合成制藥產生的廢水，通常有以下幾處特征：第一，有機物大量殘留，對于具有較高濃度的生產物、催化劑、反應物等通常其COD濃度可大于數十萬mg/L；第二，鹽含量較高，化學合成產生的絕大多數副產物殘留到母液中會造成其中無機鹽含量的增高；第三，廢水中由于pH 值的變化，造成其中酸堿性變化幅度較大；第四，自由降解難度較大，由于制藥廢水中存在較大生物毒性且難降解的制藥原料，例如：重金屬、C6H7N（苯胺）類化合物以及ArOH（酚）類化合物等的存在加大了制藥廢水的毒理生化性，對動植物會造成嚴重損害。因此，對于這類制藥廢水的處理難度比較大，需要針對實際情況采取有效的科學方法。

2 高濃度有機合成制藥廢水的處理工藝

2.1 預處理技術

針對高濃度有機合成制藥廢水中存在的鹽分、有毒有機化合物以及雜環類長分子鏈的大分子有機物不易降解的現象，需要通過預處理工藝來打斷其化學鍵，使其呈現小分子有機物的狀態，以此來提升制藥廢水的生化性，使毒性得到控制，并減少一小部分的污染物。通常預處理階段有氣浮法、微電解法以及混凝沉淀法等相關處理工藝。

氣浮法與混凝沉降法的基本原理有相同之處，操作流程在于借助微小氣泡的高度分散性粘附制藥廢水中的固體污染物質，依托浮力原理使廢渣上浮，并由于浮力的減小，呈現污染物漂浮于廢水液體表面的泡沫狀態，從而實現制藥廢水中的固液分離，再利用相應的刮渣設備對液體表面的氣泡進行清理。此種方式對于廢水中的膠體物質以及非溶解性的懸浮顆粒物具有較好的除污作用，可初步降低出水的COD以及SS。

微電解法即運用鐵屑以及碳粒之間產生的電化學反應，在含酸溶液中組成微電池，生成具有混凝作用的氫氧化三鐵，利用其與帶有微弱負電荷的顆粒相互吸引的特性形成絮狀物，從而形成相應廢渣，再對其進行相應的處理，此種方法很好的解決了直接處理廢水中污染物負荷穩定性差的問題，并通過分解大分子提高制藥廢水的可生化性。例如：對于不符合相關排放標準的制藥廢水，可采用微電解法調節其酸堿值改善其色度，降低COD，以此來提升廢水的可生化性。

2.2 生物處理技術

生物處理法可以有效去除制藥廢水中的膠體狀以及溶解狀的有機物，其利用廢水中微生物自身的生命活動去代謝廢水中的有機物，以此達到對于制藥廢水的處理。生物處理技術主要包括好氧技術以及厭氧技術。

好氧技術有著長久的發展歷程，早在上世紀五十年代就已經被投入使用，到了上世紀七十年代，一些發達的地區逐漸應用塔式生物濾池法、生物轉盤方法、接觸氧化法已經深井曝氣法等相關好氧技術，到了八十年代，好氧技術以及逐漸走向成熟。其中的深井曝氣法在相關應用中由于施工難度較大等問題而受到限制。但接觸氧化法對于處理負荷的承擔性較高，較為適合在制藥廢水中進行推廣。近幾年來，相關的新式技術雖然能在一定程度上提升廢水處理效率，但對于進水的濃度要求較高，需要進行相應的預處理。

厭氧處理工藝作為在厭氧條件下進行有機物的消化及降解技術，現階段被廣泛應用于制藥污水處理技術中，相較于傳統的好氧處理技術有機物濃度高、水中缺氧處理困難、沒有能量回收等缺陷，厭氧消化處理技術對高鹽分、高COD 的廢水有較好處理效果[1]。此外，厭氧處理技術還具有：無需攪拌和供氧，動力消耗少；含甲烷的沼氣產量大；通過高濃度進水以保持高污泥濃度等優勢。但厭氧技術還存在對于溫度要求較高、初次啟動時間長、對毒物影響較敏感等方面缺點，需要與其他技術配合使用。

2.3 物化處理技術

物化處理法是非常適合應用于具有相當含量有毒物質的高濃度有機合成制藥廢水中的處理工藝，物化處理法憑借其能有效提高制藥廢水可生化性的優勢，現階段被廣泛應用于高濃度合成制藥廢水的綜合處理工程中，在中國物化處理法也正被大面積推廣及應用，其中主要的物化處理法包括：反滲透法、吸附法、焚燒法、氣浮法、混凝沉淀法、高級氧化工藝法等。

混凝沉降搭配過濾的方法是一種十分常見的物化處理方法，可以適應多種污染物的處理任務，在對于SS較高以及相應的沉淀性比較好的制藥廢水中，對于其膠質物以及不溶于水的懸浮顆粒物的清楚具有顯著功效，在制藥廢水的預處理或者深度處理階段都可以被廣泛應用。

高級氧化法雖然對于制藥廢水的可生化性具有一定的提高，但其在實際操作中需要較高的處理成本，并且對于能源的消耗比較大，其單獨使用很難有效的控制。因此通常在運用高級氧化法時要加入催化劑對其進行相應的把控，或者同時還使用其他技術來對其起到輔助作用。芬頓氧化工藝可以很好的克服單純的高級氧化法中的相關缺點，使其操作更為簡單，并且降低了能源以及資金的投入，適宜在現階段的高濃度有機合成制藥廢水處理中大面積使用。總的來說，高級氧化工藝可以作為深度處理合成制藥類廢水的處理工藝，使其穩定發揮其作用，使廢水出水的水質得到優化[2]。

2.4 化學處理技術

化學處理技術的裝置運行程序有中和、沉淀、氧化以及還原，其是借助化學原理以及化學作用轉化制藥廢水中的污染物為無害物質的處理技術。其主要處理方法為焚燒處理的操作方法。

焚燒方法是一種可將COD去除率提升至99.99%的廢水處理工藝。其主要通過高溫來對含有高濃度有機物的廢水進行氧化分解，以使有機物中產生的水、二氧化碳、碳酸鹽等作為副產物或被直接排出。回轉窯焚燒爐以及液體注入爐通常使用石油和天然氣作為輔助燃料，需要較高的投資才能保證其正常運行，并且局部溫度較高，易加大二氧化氮的產生，形成環境污染[3]。流化床焚燒爐的采用低溫燃燒技術，實現溫度可控，降低了氮氧化物排量，提升了燃燒效率，加大了制藥廢水的處理量。

除此之外，還有催化濕式氧化法這項新技術工藝被越來越多的應用于高濃度有機合成制藥廢水處理領域。其凈化后的廢水可達到飲用水標準，沒有污泥的同時也可以除臭、脫色以及殺菌。

3 結語

綜上所述，高濃度有機合成制藥廢水的相關處理工藝的提升是處理制藥廢水的重要內容，其關系著相關區域的水資源能否有效被利用，以及人民生活水平的提高，并且與制藥企業自身發展緊密相連。因此，面對著制藥廢水方面的突出問題，相關部門需要積極調動自身力量，在廢水處理方面融入先進技術支持，以符合可持續發展的要求。