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制藥廢水處理方案例。
導讀。
制藥工業(yè)廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水和各種制劑生產(chǎn)過程的洗滌水和洗滌廢水。其廢水的特點是成分復雜，有機物含量高，毒性大，色度深，鹽含量高，特別是生化性差，間歇排放，是難以處理的工業(yè)廢水。隨著我國醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水逐漸成為重要的污染源之一，如何處理這種廢水是當今環(huán)境保護的課題。
制藥廢水的處理方法。
制藥廢水的處理方法總結(jié)為物化處理、化學處理、生化處理、多種方法的組合處理等，各種處理方法各有優(yōu)勢和不足。
物化處理：
根據(jù)制藥廢水的水質(zhì)特點，其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預處理或后處理工序。目前應用的物化處理方法主要有混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
混凝法：
該技術(shù)是目前國內(nèi)外普遍采用的水質(zhì)處理方法，廣泛應用于制藥廢水的預處理和后處理過程，如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等中藥廢水等。高效凝聚處理的關(guān)鍵在于適當選擇和投入性能優(yōu)良的凝聚劑。近年來，凝集劑的發(fā)展方向從低分子向聚合高分子發(fā)展，從成分功能單一向復合型發(fā)展。用高效復合型絮凝劑處理急支糖漿生產(chǎn)廢水，pH為6.5，絮凝劑用量為300mg/L時，廢液的COD、SS和色度去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明顯優(yōu)于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等單一絮凝劑。
氣浮法：
氣浮法通常包括充氣氣浮、溶解氣浮、化學氣浮、電解氣浮等多種形式。新昌制藥廠采用CAF渦流氣浮裝置預處理制藥廢水，合適藥劑配合，COD平均去除率約為25%。
吸附法：
常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用煤灰吸附-二級好氧生物處理技術(shù)處理廢水。結(jié)果顯示，吸附預處理廢水的COD去除率達到41.1%，提高了BOD5/COD值。
膜分離法：
膜技術(shù)包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可回收有用物質(zhì)，減少有機物排放總量。該技術(shù)的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變、化學變化、處理效率高、節(jié)能。朱安娜等采用過濾器對霉素廢水進行分離實驗，減少廢水中霉素對微生物的抑制作用，發(fā)現(xiàn)可以回收霉素。
電解法：
該方法處理廢水具有高效、易于操作等優(yōu)點，同時電解法具有良好的脫色效果。采用電解法預處理核黃素上清液，COD、SS和色度去除率分別達到71%、83%和67%。
化學處理：
應用化學方法時，一些試劑的過量使用容易造成水體的二次污染，因此在設計前必須進行相關(guān)的實驗研究�；瘜W法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術(shù)等。
鐵炭法：
工業(yè)運行表明，以Fe-C作為制藥廢水的預處理步驟，其出水的生化性大大提高。樓茂興等采用鐵炭-微電解-厭氧-好氧-氣浮聯(lián)合處理技術(shù)處理甲紅霉素、鹽酸環(huán)丙沙星等醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水，鐵炭法處理后COD去除率達到20%，最終出水達到國家污水綜合排放標準(GB8978-1996)一級標準。
Fenton試劑處理法：
亞鐵鹽和H2O2的組合被稱為Fenton試劑，可以有效地去除傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)無法去除的難分解有機物。隨著研究的深入，將紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑，大幅度加強氧化能力。以TiO2為催化劑，以9W低壓汞燈為光源，通過Fenton試劑處理制藥廢水，達到脫色率100%、COD去除率92.3%的效果，并且硝苯類化合物從8.05mg/L降至0.41mg/L。
氧化法：
采用這種方法可以提高廢水的生化性，同時對COD有很好的去除率。例如，Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理，臭氧化的廢水不僅提高了BOD5/COD的比例，COD的去除率也提高了75%以上。
氧化技術(shù)：
又稱高端氧化技術(shù)，它匯集了現(xiàn)代光、電、聲、磁、材料等各類相近學科的最新研究成果，主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光觸媒氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術(shù)具有新穎、高效、廢水無選擇等優(yōu)點，特別適用于不飽合烴的分解，反應條件也比較溫和，無二次污染，應用前景良好。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比，超聲波對有機物的處理更直接，對設備的要求更低，作為新的處理方法越來越受到關(guān)注。超聲波-好氧生物接觸法處理制藥廢水，超聲波處理60s，功率200w，廢水COD總?cè)コ蔬_96%。
生化處理。：
生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)，包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。
好氧生物處理：
制藥廢水多為高濃度有機廢水，進行好氧生物處理時需要稀釋原液，動力消耗大，廢水生化性差，直接生化處理后難以達到排放標準，因此單獨使用好氧處理少，一般需要預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物分解法(AB法)、接觸氧化法、序列式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)式活性污泥法(CASS法)等。
深井曝氣法：
深井曝氣是一種高速活性污泥系統(tǒng)，該方法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果好、投資少、運行費用低、污泥膨脹、產(chǎn)泥量低等優(yōu)點。另外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可保證北方地區(qū)冬季廢水處理的效果。東北制藥總廠高濃度有機廢水經(jīng)深井曝氣池生化處理后，COD去除率達到92.7%，其處理效率高，而且對下一步的管理極有利，對技術(shù)管理的決定性作用。
AB法：
AB法屬于超高負荷活性污泥法。AB技術(shù)BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般高于通常的活性污泥法。其突出的優(yōu)點是a段負荷高，抗沖擊負荷強，對pH和有毒物質(zhì)有很大的緩沖作用，特別適合處理濃度高、水質(zhì)水質(zhì)變化大的污水。楊俊仕等采用水解酸化-AB生物法技術(shù)處理抗生素廢水，技術(shù)流程短，節(jié)能，處理費用也低于同類廢水的化學凝聚-生物法處理方法。
生物接觸氧化法：
該工藝集活性污泥與生物膜法的優(yōu)勢于一體，具有容積負荷高、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩(wěn)定、管理方便等優(yōu)勢。許多工程采用兩段法，目的是馴化不同階段的優(yōu)勢菌種，充分發(fā)揮不同微生物種群之間的協(xié)同作用，提高生化效果和抗沖擊能力。工程中常以厭氧消化、酸化為預處理工序，采用接觸氧化法處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化-兩段生物接觸氧化技術(shù)處理制藥廢水，運行結(jié)果表明該技術(shù)處理效果穩(wěn)定，技術(shù)組合合合理。隨著該技術(shù)的成熟，應用領(lǐng)域也越來越廣泛。
SBR法。：
SBR法具有抗沖擊負載強、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡單、無回流、操作靈活、占地少、投資省、運行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高、脫氮除磷效果好等優(yōu)點，適用于處理水量水質(zhì)波動大的廢水。通過SBR技術(shù)處理制藥廢水的試驗，曝氣時間對該技術(shù)的處理效果有很大影響，設置缺氧段，特別是缺氧和好氧交替設計，可以明顯提高處理效果的反應池中加入PAC的SBR強化處理技術(shù)，可以明顯提高系統(tǒng)的去向。
厭氧生物處理：
目前國內(nèi)外處理高濃度有機廢水的主要方法是厭氧處理，但單獨厭氧處理后的出水COD仍然較高，一般需要進行后處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發(fā)和設計，并對運行條件進行深入研究。上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等已成功應用于制藥廢水的處理。
UASB方法。
UASB反應器具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、水力停留時間短、不需要額外的污泥回流裝置等優(yōu)點。采用UASB工藝處理卡那霉素、氯酶、VC、SD、葡萄糖等制藥生產(chǎn)廢水時，通常要求ss含量不能太高，以保證COD去除率在85%~90%以上。串聯(lián)兩級UASB的化學需氧量去除率可達90%以上。
UBF方法：
麥溫寧(現(xiàn)任鄭州大學環(huán)境科學研究所副所長)等人對UASB和UBF進行了對比試驗。結(jié)果表明，UBF是一種實用高效的厭氧生物反應器，具有反應液傳質(zhì)分離效果好、生物量大、生物種類多、處理效率高、運行穩(wěn)定性強等特點。
水解酸化法：
水解池被稱為水解上流式污泥床(HUSB)，這是一個改進的UASB。與全流程厭氧池相比，水解池具有以下優(yōu)點:(1)不需要密封、攪拌和三相分離器，降低了成本，有利于維護；它可以將污水中大分子和不可生物降解的有機物降解成小分子和可生物降解的有機物，提高原水的可生物降解性。反應速度快，池體積小，投資少，污泥量減少。近年來，水解-好氧工藝已廣泛應用于制藥廢水處理。如某生物制藥廠采用水解酸化-兩級生物接觸氧化工藝處理制藥廢水，運行穩(wěn)定，有機物去除效果顯著，COD、BOD5、ss去除率分別為90.7%、92.4%、87.6%。
厭氧-好氧及其他組合處理工藝：
由于單獨好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求，厭氧-好氧處理、水解酸化-好氧處理等組合工藝在提高廢水的可生化性、抗沖擊性、投資成本和處理效果方面明顯優(yōu)于單一處理方法，因此在工程實踐中得到了廣泛應用。如果制藥廠采用厭氧-好氧工藝處理制藥廢水，BOD5和COD去除率分別為98%和95%，處理效果穩(wěn)定；采用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理制藥廢水。結(jié)果表明，整個串聯(lián)工藝對廢水水質(zhì)和水量的變化具有較強的抗沖擊能力，化學需氧量去除率可達86%~92%，是處理制藥廢水的理想工藝選擇。水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝用于醫(yī)藥中間體廢水的處理。當進水化學需氧量約為12000毫克/升時，出水化學需氧量低于300毫克/升；采用生物膜-序批式活性污泥法處理含可生物降解材料的制藥廢水，化學需氧量的去除率可達87.5%~98.31%，遠高于單獨使用生物膜法和序批式活性污泥法。
此外，隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜生物反應器(MBR)在制藥廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR結(jié)合了膜分離技術(shù)和生物處理的特點，具有容積負荷高、抗沖擊能力強、占地面積小、剩余污泥少等優(yōu)點。采用厭氧-膜生物反應器工藝處理化學需氧量為25000毫克/升的醫(yī)藥中間體酰氯廢水，系統(tǒng)中化學需氧量的去除率保持在90%以上，首次采用萃取膜生物反應器處理含3，4-二氯苯胺的工業(yè)廢水，水力停留時間為2h，去除率達到99%，取得了理想的處理效果。雖然膜污染仍然存在問題，但隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜生物反應器將在制藥廢水處理中得到更廣泛的應用。
制藥廢水的處理已有許多研究。然而，由于制藥行業(yè)原料和工藝的多樣性，排放廢水的質(zhì)量差異很大，因此沒有成熟統(tǒng)一的制藥廢水處理方法。具體工藝路線取決于廢水的性質(zhì)。根據(jù)廢水的特點，應采用預處理提高廢水的可生化性，初步去除污染物，然后結(jié)合生化處理。目前，開發(fā)一種經(jīng)濟有效的復合水處理設備是一個亟待解決的問題。同時，要加強清潔生產(chǎn)的研究，在處理的前期考慮廢水是否具有循環(huán)利用的價值和合適的方式，做到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
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