欧宝体育app登录:02 制药废水种类、特点、工艺

　　絮凝沉淀水解酸化 SBR工艺处理制药废水是一条行之有效的方法,是一种经济合理且适合我国的有效的处理工艺。将厌氧水解处理作为各种生化处理的预处理,因不需曝气,大幅度的降低了生产运行成本,可提高污水的可生化性,降低后续生物处理的负荷,大量削减后续好氧处理工艺的曝气量,减少实际工程投资和运行的成本,因而被大范围的应用于难生物降解的化工、造纸、制药等高浓度有机工业废水的处理中。大量文献表明,水解温度对处理效果影响很小。在一定的温度范围内,气温变化对COD的去除率影响不大。水解池水温只要维持在10℃以上,就能取得较好的处理效果。由此可见,在北方寒冷地区,采用水解酸化预处理工艺处理浓度较高、成分复杂多变的制药废水具有很大的优势。但是,在污泥的培养驯化过程中,好氧污泥与缺氧污泥中含有的细菌对环境十分敏感,虽然系统具有一定的抗冲击能力,但如长时间处在超负荷运转条件下,会出现硝化反应变得缓慢,导致NO2- N积累偏高,使系统运行停留在亚硝化阶段,因此导致出水水质难以得到保证。

　　物化法以较为经济的混凝沉淀法为首选。通常,采用混凝处理后,不仅仅可以有效地降低污染物的浓度,而且废水的生物降解性能也能得到一定的改善。在制药工业废水净化处理中常用的凝聚剂有:聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。絮凝沉淀工艺的不足之处是:会产生大量的化学污泥;出水的pH值较低,含盐量高;氨氮的去除率较低。所以即使有较好的处理效果,在选用时还是要慎重考虑。

　　包括工艺冷却水（如发酵罐、消毒设备冷却水）、动力设备冷却水（如空气压缩机冷却水、制冷机冷却水）、循环冷却水系统排水、水环真空设备排水、去离子水制备过程排水，蒸馏（加热）设备冷凝水等，此类废水污染物浓度低，但水量大，并且季节性强，企业间差异大，此类废水也是近年来企业节水的目标。必须要格外注意的是，一些水环真空设备排水含有溶剂，COD浓度高。

　　复合式厌氧反应器兼有污泥和膜反应器的双重特性。复合式厌氧反应器对乙4螺旋酶素生产废水的处理表明,反应器的COD容积负荷率为8～13kg/ m3·d,可获得满意的出水水质。

　　光合细菌( Photosynthesis Bacteria ,简称PSB)中红假单胞菌属的许多菌株能以小分子有机物作为供氢体和碳源,具有分解和去除有机物的能力。因此,光合细菌处理法可用来处理某些食品加工、化工和发酵等工业的废水。PSB可在好氧、微好氧和厌氧条件下代谢有机物,采用厌氧酸化预处理常能大大的提升PSB的处理效果。对某些非抗菌素类生化药物,可考虑采用光合细菌处理法与其他物化或生物处理技术相结合的工艺进行废水处理。

　　包括容器设备冲洗水（如发酵罐冲洗水）、过滤设备冲洗水、树脂柱（罐）冲洗水、地面冲洗水等。其中：过滤设备冲洗水（如板框过滤机、转鼓过滤机等过滤设备冲洗水）污染物浓度也很高，主要是悬浮物，如果控制不当，也会成为重要污染；树脂柱（罐）冲洗水水量也比较大，初期冲洗让水受到污染的东西浓度高，并且酸碱性变化大，也是一类重要废水。

　　近几年来,我国各类医药化工及保健品制造业迅猛发展,而在制药过程中排放的大量有毒有害废水严重危害着人们的健康。寻求工艺合理,运行稳定,维护管理方便,能最大限度地体现社会、经济、环境效益的工艺技术,是亟待研究的方向和思路。

　　药品按其特点可分为抗生素、有机药物、无机药物和中草药4大类。目前我们国家生产的常用药物达2 000种左右，不一样的种类的药物采用的原料种类和数量各不相同。此外，不同药物的生产的基本工艺及合成路线又区别较大。在医药的生产的全部过程中往往需要将生物、物理和化学等诸多工艺做综合，因此产生的制药废水的组成十分复杂。

　　(1)化学需氧量（COD）：COD是指在一定条件下，用强氧化剂氧化水中的有机物质所消耗的氧量，是一项重要的水质指标。常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾，用CODcr表示，单位：mg/L。

　　(2)生化需氧量（BOD）：BOD（BOD5表示5日生化需氧量）是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解氧化水中有机物的过程中所消耗的溶解氧量，单位：mg/L。

　　(1)废水排放采取清浊分流，清洁废水经适当处理后回用或直接排放，受污染的工业水经处理后达标排放；

　　(2)根据水质化验报告，分析主生产过程排水的成分，选择正真适合的处理工艺，降低水污染程度，达到排放标准；

　　(3)废污水处理工程使用先进、建设投资少、管理方便、运行可靠、处理成本低的废污水处理技术和先进设备；

　　制药废水通常属于较难处理的高浓度有机污水之一,因药物产品不同、生产的基本工艺不同而差异较大,其特点是组成复杂,有机污染物种类多、浓度高, CODCr值和BOD5值高且波动性大,废水的BOD5/ CODCr值差异较大, NH3-N浓度高,色度深,毒性大,固体悬浮物SS浓度高。而且制药厂通常是采用间歇生产,产品的种类变化较大,造成了废水的水质、水量及污染物的种类变化较大。制药工业废水最重要的包含抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产的全部过程的洗涤水和冲洗废水四大类。

　　生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特点,具有较高的处理负荷,可处理会造成污泥膨胀的有机废水。在制药工业生产废水的处理中,常常直接采用生物接触氧化法,或用厌氧消化、酸化作为预处理工序,来处理扑热息痛、抗生素原料药、淄体类激素等制药生产废水。接触氧化法处理制药废水时,如果进水浓度高,池内易出现大量泡沫,运行时应采取防治和应对措施。

　　当氨氮浓度大大超过微生物允许的浓度时,在采用生物处理过程中,微生物受到NH3- N的抑制作用,难以取得良好的处理效果。赶氨脱氮往往是废水净化处理效果好坏的关键。在制药工业废水处理中,常用吹脱法来降低氨氮含量,如乙胺碘呋酮废水的赶氨脱氮。

　　胡晓娜等研究了催化铁内电解法对齐多夫定制药废水的处理。研究了铁屑投加量、铁屑粒径、pH以及反应时间对COD去除率的影响。实验根据结果得出：进水COD为4600～4 800 mg/L，铁的质量浓度为60 g/L，铁粒径为32目，m（铁）∶m（铜）=3∶1，pH为7，反应时间为120 min时，COD的去除率达60%以上。史敬伟等进行了其对利福平废水的预处理实验。实验根据结果得出：进水COD为14 944 mg/L，pH＝2，铁屑粒度为24目，m（铁）∶m（炭）=20∶1，废水在微电解柱中的停留时间为120 min时，水样COD去除率达到53.5%，色度去除率达到90.0%。

　　制药工业按其生产的基本工艺过程可分为生物制药和化学制药两种。所谓的生物制药是通过微生物的生命活动，将粮食等有机原料进行发酵、过滤，并将药品提炼而生成的工艺过程；化学制药则是采用化学方法使其他有机物质或无机物质发生化学反应生成其他物质的合成制药方法。

　　另外，还有一类采用物理或化学的方法从动植物中提取或直接形成药物的制药生产方式，其药物产品即国内生产厂家众多的中成药，国外也称作天然药物，此类药物近年发展较快，也是我国制药行业优先发展的重点。

　　亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废污水处理技术没办法去除的难降解有机物。王春平等通过实验确定了Fenton试剂氧化降解青霉素废水的适宜操作条件为：COD为3 000 mg/L左右的青霉素废水、pH为6.0、质量分数为30％的H2O2投加量为0.6%（体积分数）、FeSO4·7H2O投加量为0.2%（质量分数）、反应时间为l h，此条件下废水COD的去除率可达70％。而且该方法设备简单，易于实现工业放大，是一种有较好开发前景的处理青霉素废水工艺。

　　制药工业废水常用的处理方法大多为：物化法、化学法、生化法、其他组合工艺等。物化法主要有混凝沉淀法、气浮法、吸附法、电解法和膜分离法；化学法主要有催化铁内电解法、臭氧氧化法和Fenton试剂法；生化法主要有序批式活性污泥法（SBR法）、普通活性污泥法、生物接触氧化法、上流式厌氧污泥床（UASB）法；其他组合工艺主要有电解＋水解酸化＋CASS工艺、微电解＋厌氧水解酸化＋序批式活性污泥法（SBR）、UASB＋兼氧＋接触氧化＋气浮工艺等。

　　气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。在制药工业废水净化处理中,如庆大霉素、土霉素、麦迪霉素等废水的处理,常采用化学气浮法。庆大霉素废水经化学气浮处理后, COD去除率可达50%以上,固体悬浮物去除率可达70%以上。

　　吸附法是指利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物,以回收或去除污染物,从而使废水得到净化的方法。在制药工业废水净化处理中,常用煤灰或活性炭吸附预处理生产中成药、米菲司酮、双氯灭痛、洁霉素、扑热息痛、维生素B6等产生的废水。

　　目前,国内外处理抗生素废水很成熟的方法是活性污泥法。由于加强了预处理,改进了曝气方法,使装置运行稳定,到20世纪70年代已成为一些工业发达国家的制药厂普遍采用的方法。普通活性污泥法的缺点是废水需要大量稀释,运行中泡沫多,易发生污泥膨胀,剩余污泥量大,去除率不高,一定要采用二级或多级处理。因此,近年来,改进曝气方法和微生物固定技术以提高废水的处理效果,已成为活性污泥法研究和发展的重要内容。

　　臭氧氧化法能提高抗生素废水的BOD5/COD，同时对COD有较好的去除率。I. A. Balcioglu等对抗生素废水进行臭氧氧化处理，并研究了pH、进水COD和过氧化氢的投加量等因素对臭氧氧化过程的影响。根据结果得出，对于抗生素废水在臭氧用量为2.96 g/L时，BOD5/COD从0.077增加至0.38。而在不调整废水pH的情况下，废水的臭氧氧化过程均能够得到75%以上的COD去除率。

　　UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构相对比较简单等优点。UASB能否高效和稳定运行的重点是反应器内能否形成微生物适宜、产甲烷活性高、沉降性能好的颗粒污泥。但在采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时,通常要求SS含量不能过高,以保证COD去除率可在85%～90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达到90%以上。采用加压上流式厌氧污泥床(PUASB)处理废水时,氧浓度非常明显升高,加快了基质降解速率,提高了处理效果[3]。上流式厌氧污泥床过滤器(UASBAF)是近年来发展起来的一种新型复合式厌氧反应器,它结合了UASB和厌氧滤池(AF)的优点,使反应器的性能有了改善。该复合反应器在启动运行期间,可有效地截留污泥,加速污泥颗粒化,对容积负荷、温度、pH值的波动有较好的承担接受的能力。该复合式厌氧反应器已用来处理维生素C、双黄连粉针剂等制药废水。

　　SBR法具有均化水质、无需污泥回流、耐冲击、污泥活性高、结构相对比较简单、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高于普通的活性污泥法等优点,比较适合于处理间歇排放、水量水质波动大的废水。SBR生物处理技术已大范围的使用在城市污水、食品制造业废水等的处理中。目前, SBR法也已成功应用于许多制药工业生产废水的处理中,如中药材、四环素、庆大霉素等生产废水的处理。但SBR法具有污泥沉降、泥水分离时间比较久的缺点。在处理高浓度废水时,要求维持较高的污泥浓度,同时,还易发生高粘性膨胀。因此,常考虑在活性污泥系统中投加粉末活性炭(PAC),这样,能够大大减少曝气池泡沫,改善污泥沉降性能及液-固分离性能、污泥脱水性能等,获得较高的去除率。

　　生物制药、化学制药、其他植物提取、生物制品及制剂生产的全部过程伴有各种生产的基本工艺和生产方式，复杂性生产的基本工艺和多样性生产方式决定了废水产生多样性的特点。归纳起来可分为4类。

　　此排水是最重要的一类废水，包括废滤液、废母液（从滤液中提取药物）、溶剂回收残液等，该废水浓度高、酸碱性和气温变化大，药物残留是此类废水的特点，虽然水量未必很大，但是其中污染物含量高，对全部废水中的COD贡献比例大，处理难度大。

　　(3)固体物质含量（SS）：水中固体物质包括悬浮固体和溶解性固体两大类。悬浮固体也称悬浮物质或悬浮物，是指悬浮于水中的固体物质，是反映水中固体物质含量的一个常用的重要水质指标，常用SS表示，单位：mg/L。

　　(4)酸碱强度（pH）：水的pH是常用的水质指标之一，表示水中酸、碱的强度。