制藥廢水處理技術

文/ Maheswaran Nair

確定制藥廢水處理的最佳解決方案——制藥廢水處理工作頗具挑戰性，因為其技術特點呈多樣化且各不相同。相比于進行全新技術的開發，圍繞現有技術方案尋找最優解或許是一種更為有效的策略。

PROCESS-Tip

＊更多信息請登錄：

pharm.vogel.com.cn

＊反饋編碼：200638

自20 世 紀90 年 代 末 藥 物污染的潛在風險被提出以來，環境主管部門一直在著力解決這一問題，并出臺和更新了一系列需嚴格執行的相關政策。然而，由于一般的處理技術無法去除廢水中痕量的藥物成分，導致這些物質殘留在被排放的污水當中。因此，對于制藥行業而言，正確處理制藥企業生產運行過程中產生的廢水仍然是一項挑戰。

自然環境中水生生物持續地暴露在水體環境中，使其受到水體污染物負面影響的風險更高：一些消炎藥已被證實會損害魚類的鰓和肺，還有一些激素藥物或類似激素的化合物也會造成魚類雌/雄性化，從而對其種群構成威脅。另外，在一些水資源稀缺的地區，廢水再利用已成為一種慣例，而這也使得人類能夠接觸到被痕量藥物污染的水體。

如今，制藥行業已充分意識到水污染的負面影響，并承諾保護環境，遵守法規標準。然而，用于處理各種潛在污染物的一般性方法難以滿足制藥業的特殊需求。制藥廢水（PWW）常被混合在其他類型的污染物之中，不同的制藥設施生產的藥品的類型和數量也各不相同，這些都導致制藥廢水具有多樣化和水質波動大的特性。如需處理如廢水中的生物需氧量（BOD）、特定藥物殘留和pH 值等，都需采用針對特定污染物的方法。

制藥廢水現有處理方案

相比于開發全新的廢水處理技術，基于現有技術尋求合適方案或許是更為高效和節省的選擇。我們可以通過研究已運行的工廠，為類似項目找到最適合的處理技術。一些傳統處理方法（如物理、化學、生物和熱處理）均能去除某些特定藥物品種，而這或將滿足某些廢水處理的需求。

例如，活性污泥法就是一種利用微生物降解廢水中有機化合物的常用方法（生物處理）。但是，其對各種污染物的分解能力各有不同。例如，磺胺甲惡唑（抗生素）、布洛芬和乙酰水楊酸（阿司匹林分解產物）等藥物在2 ～5 天內可最多降解98%；抗癲癇藥物（如加巴噴丁）則能夠部分降解。另外，羅紅霉素（抗生素）需要5 ～10 天才能降解，而卡馬西平（抗癲癇藥）和地西泮（精神活性藥物）等藥物即使在20 天后也沒有明顯降解。這種情況下，則需采用其他方法來去除廢水中的痕量有毒藥物。

制藥廢水（PWW）處理的另一個可行方案是采用先進的膜法水處理工藝從廢水中濾除或提取藥物。其中兩種廣泛應用的膜技術為納濾和反滲透技術。同樣，這兩種技術的處理效果也隨所處理的廢水特性的差異而有所不同。典型納濾膜的孔徑為0.002 μm（2 nm），能夠濾除絕大部分有機物、幾乎所有病毒、其他有機分子和一系列鹽類，但卻無法去除分子量更低的污染物。而這些低分子量污染物可以通過使用壓力驅動反滲透膜過濾（典型過濾器的孔徑為0.1 nm）來解決。膜處理系統占地面積小，且能使用標準化的即裝即用系統快速建成，因此更容易安裝到現有的建筑設施內。然而，此類設備自身及其高運行能耗的特點會產生高昂的成本。而且這種處理方法只能分離和富集污染物，卻無法徹底消解它們。因此，在采取這種處理措施后，還需要采用某種破壞污染物結構的方法（熱處理/化學分解/好氧氧化降解）將其清除，富集物需要被取出或蒸發處理以實現零排放。

高級氧化技術（AOP）是一種既能破壞污染物，又能將不可生物降解的物質轉化為可生物降解物質的方法。AOP 對于絕大多數無法通過生物好氧氧化、化學氧化或膜過濾去除的藥物來說是一種不錯的解決方案。

根據廢水中藥物殘留物的特性，有多種處理方案可供選擇。這些方案各有其利弊：有些方案只能處理某些特定類型的污染物，有時還可能需要聯合運用才能有效防止水污染。另外，有些方案的實施和運行成本高昂——盡管通過回用這些水到一些非關鍵過程可以減少部分投資。尤其是在升級現有設施時，還必須考慮到空間方面的限制。

從確定方案到測試和實施

制藥廢水經常被成品藥物污染

由于不存在適用于所有類型制藥生產設施的一站式解決方案，因此我們必須尋求“最佳解決方案”以實現環境保護和投資回報比的平衡。從技術和經濟角度來看，在實施商業化系統運行之前，必須考慮眾多變量。因此，我們需要采取分階段執行計劃，并在真實運行環境中進行試驗。從Exyte（益科德）的角度來看，每個生產設施的開發路徑必須包括以下兩方面的評估——即對現有系統和制藥廢水水質特性的評估，并且必須包括一套中試規模的試驗系統，用于估算成本和性能，查找識別潛在的運行問題，以及評估全面自動化方案的要求。

Exyte 是設計、工程和施工領域的全球先鋒，在受控環境和潔凈室領域擁有獨特專長。Exyte 有能力提供從分析環境狀況和開展過程研究，編制概念設計方案和隨后的詳細設計方案，承接必要的施工和安裝工作，到調試和認證整套系統在內的項目所需的全部服務。

全球部署的工程師和技術人員網絡

Exyte 憑借其全球工程師和技術專家網絡，以及與設備制造商和技術供應商建立的良好合作關系，有能力為每個項目確定、試驗和實施最佳解決方案。在監管法規下，我們希望環保措施可以符合各方的最大利益。Exyte 已經準備充分，隨時可以通過全面的服務和全球工程經驗，為客戶的環保需求提供有力的支持。 ●