醫藥中間體生產廢水的工程實踐

陳 瑛，陶旭峰，袁太陽

（浙江環之美環保科技有限公司，浙江臺州 318000）

2019年全國衛生總費用達65 195.9億元，人均衛生總費用4 656.7元[1]。進入2020年后醫藥工業總產值年增長率保持超過10%，預測在未來的10年，醫藥工業總產值將繼續保持快速增長。同時醫藥中間體作為重要的環節，產值也保持著較高的增長率。

制藥產業是經濟發展中重要的一個環節，不僅影響經濟發展水平，同時也影響著人類的日常生活和健康水平。在人類生存活動中，應對不同的疾病需要不同的藥物，這就需要生產各種各樣的藥品，而醫藥中間體生產是藥品生產中必不可少的環節，也就意味著需要生產各種不同的醫藥中間體。伴隨著醫藥中間體的生產，就會產生各種不同的廢水，和普通廢水相比，醫藥中間體的生產廢水成分復雜、COD濃度高、鹽度高等，并且帶有生物毒性，一般的生化難以處理[2]。如果不加處理排放，會對環境和人類生存產生不利影響。針對醫藥中間體廢水，一般需要先進行高級氧化預處理，例如鐵碳、芬頓、臭氧等。朱俊等采用微波強化Fenton氧化法處理高濃度醫藥中間體廢水實驗中，初始pH為4，雙氧水投加量為5mL/L，FeSO4.7H2O投加量為3g/L，微波功率為300W，反應7min的條件下，COD去除率達89.7%[3]。

1 廢水水質、水量和排放標準

浙江某藥業有限公司主要生產醫藥中間體，擁有多個產品生 產線，主要產品為依那普利、賴諾普利、西他列汀中間體和利伐沙班中間體等，產生工藝高濃廢水50t/d；水沖泵廢水、地面及設備清洗廢水、檢修廢水、廢氣噴淋廢水、冷卻廢水、生活污水、初期雨水、純水制備廢水等各股廢水作為低濃廢水，合計300噸。其中部分高鹽廢水、高AOX廢水和高氨氮廢水需要經過蒸餾預處理，冷凝廢水也進入低濃廢水。具體進水廢水水質見表1。

表1 廢水水質

廢水處理后要求達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）三級標準。

2 廢水處理工藝

針對醫藥化工廢水排放水質不穩定、排放間歇性、濃度高、有毒有害物質多的特點，該類廢水須經過合理的分質分流收集，部分工藝廢水須選擇合理措施進行預處理，不僅實現物質進一步回收，并能極大降低廢水中污染物質濃度，降低末端廢水站處理難度。

廢水分質分流：車間生產廢水高、低濃度分開收集，其中工藝廢水利用車間外高濃廢水罐分類收集，車間清洗廢水等采用車間外低濃廢水收集池單獨收集，收集后的各廢水高架管路泵送至廢水站。需脫溶的工藝廢水單獨收集于暫存罐中，利用車間內廢水預處理釜進行蒸餾脫溶預處理。需脫鹽（脫氮）的工藝廢水單獨收集于暫存罐中，利用車間內廢水預處理釜進行蒸發脫鹽（脫氮）預處理。具體分流方法如下所示。

1）高含鹽工藝廢水：項目使用較多的無機酸堿，工藝廢水中含鹽量較高，結合含溴、含高氮廢水的蒸發脫鹽預處理，建議對同時含鹽和含較多副產的廢水進行蒸發脫鹽預處理。為減輕運行成本，在控制廢水總鹽度1%的前提下，盡量減少單純含鹽的工藝廢水預處理。

2）含高COD工藝廢水：項目工藝廢水COD濃度較高，綜合考慮廢水量及水質，結合部分需脫鹽、脫AOX、脫氮工藝廢水，在脫鹽預處理過程可先蒸餾除去溶劑，冷凝廢水進入調節池。

3）含AOX工藝廢水：項目原料中使用較多的二氯甲烷，部分進入廢水后造成廢水的AOX較高，由于生化處理對AOX的去除能力有限，必須在生產工藝環節加強對二氧甲烷的回收利用，蒸餾回收二氯甲烷后，再進入廢水站。

4）高含氮工藝廢水：項目含氮工藝廢水主要含有機氮副產雜質，可考慮結合需脫鹽工藝廢水一并采用蒸發脫鹽措施進行預處理。

5）含溴工藝廢水：含溴工藝廢水主要含四丁基溴化銨，需對含溴工藝廢水進行蒸發脫鹽預處理，脫除溴。

6）廢水預處理：針對部分工藝廢水高COD、高鹽、高含氮、含AOX、含溴、含較多副產等特點，采取以生產車間為單元，針對性進行分質預處理，使工藝廢水和其他廢水混合后的廢水在鹽度、毒性等方面不對后續生化處理產生抑制，從而保證廢水得到有效穩定處理。車間預處理主要為脫鹽、脫氮、脫溶、回收物料、分離物料為主，將各股廢水在全部混合前，進行分質合并收集，根據各廢水中物料的特殊性，選擇合理的預處理措施。本項目中含大量的鹽和含氮物質，需脫鹽脫氮，同時廢水中較多物質都有生物毒性，比如二氯甲烷、四丁基溴化銨等。經預處理后，各股廢水將實現含鹽含氯極大降低、高沸點有機物質和大多生物毒性物質實現直接截留等，后續末端廢水處理的難度極大降低，實現整體運行更加穩定。本項目預處理工藝采用蒸發脫氮、蒸發脫鹽、蒸餾脫溶等措施。

廢水處理工藝流程圖見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

各車間工藝廢水經車間預處理后，收集至高濃調節池，池中廢水用泵提升至氧化池，加酸調節用芬頓氧化去除部分有機物，并通過對復雜有機物的破壞改善廢水的B/C值，氧化池出水自流入混凝沉淀池1；在池中投加絮凝劑、助凝劑，產生大量礬花，吸附去除部分有機物，以去除SS和不溶有機物，上清液自流入綜合廢水調節池和低濃廢水混合。池中廢水泵入混凝沉淀池2，通過調節pH和投加絮凝劑、助凝劑，產生大量礬花，吸附沉淀去除部分有機物；混凝沉淀池2出水后進入生化處理系統。出水先進入水解池，通過厭氧水解作用，去除部分COD，降解大分子污染物為小分子污染物，并提高廢水B/C值。水解池出水自流入兼氧池，通過兼氧菌去除部分COD，并反硝化脫氮，出水自流入好氧池，通過好氧菌種徹底氧化降解污染物，末端利用MBR膜實現泥水分離，MBR膜能有效截留反應器內菌種，保持較高的污泥濃度，降低污泥負荷，提高去除效率。MBR池中的部分污泥回流到水解池，可以維持水解池和兼氧池的污泥濃度，并在水解池中分解部分回流污泥，在兼氧池中將回流污泥中的硝態氮反硝化為氮氣排出系統。混凝沉淀池1和混凝沉淀池2的污泥與剩余污泥一起排至污泥池，經污泥濃縮后，泵入污泥脫水機脫水后，含水率達到60%，干污泥安全處置，濾液回綜合廢水調節池。最終出水達標后排放。

3 處理效果

廢水處理效果見表2。

表2 廢水處理效果

由表2可知，高濃廢水經過芬頓處理，COD、BOD5、氨氮和甲苯的去除率分別達到34.74%、19.78%、4.58%和84.37%，B/C值由0.40提到高0.5。綜合廢水經過A/A/O+ MBR處理后出水COD、BOD5、氨氮和甲苯濃度為285mg/L、 75mg/L、12.6mg/L和0.37mg/L；去 除 率 分 別 為96.40%、98.07%、72.25%和91.02%。

4 結語

通過對醫藥中間體廢水進行分質分流，先對高濃難降解廢水進行蒸發預處理和芬頓預處理，出水再與低濃廢水混合后采用A/A/O+MBR工藝進行處理，最后出水達標排放。實際運行成本16.45元/t，其中人工費1.67元/t，電費2.65元/t，藥劑費12.13元/t。