陈时雪
多多药业有限公司 黑龙江 佳木斯 154007
摘要:随着科技的进步与发展，人类生产和生活对水资源自然循环的影响越来越大，水污染问题日益成为全世界关注的重点问题。在各种工业生产产生的污水中，尤以制药废水因其有机物成分复杂、污染物含量高、盐分高、水质波动大等特点，对环境影响巨大且难以处理。本文就化学合成类制药废水处理技术进行了分析。
关键词：化学合成类制药；废水；处理
引言
化学合成类制药废水成分复杂、有机物种类多、浓度高，且排放时间不固定，是目前最难处理的工业废水之一。近年来，制药企业和环保工程企业不断探索研究，开发并成功应用了一系列新技术、新装备，效果显著。
1化学合成类制药废水的来源及特点
化学合成类药物多采用间歇工艺组织生产，化学反应步骤多，主原料的收率一般为60%～80%，其余原料均以“三废”的形式排放。化学合成类制药废水的来源有：(1)工艺废水：主要为离心机甩滤废水、萃取机分层废水、蒸馏浓缩冷凝水、板框压滤废水等。该类废水具有成分复杂、污染物含量高、毒性物质多、生物可降解性差、含盐量高等特点。(2)洗涤废水：主要为清洗各类反应釜、离心机、压滤机和物料桶、管道时排放的废水，还包括拖把、抹布的洗涤水和洗手废水等。该类废水排放规律不定，浓度变动较大。(3)其他废水：主要为真空机组排水、废气吸收喷淋塔置换排水、冷却循环水系统定期更换排水、蒸汽冷凝水、初期雨水、生活污水等。该类废水浓度不高，但水量较大。
2化学合成类制药废水处理技术
2.1化学法
目前处理制药废水使用较为广泛的化学法主要有：Fenton法、铁碳微电解法、臭氧氧化法、湿式催化氧化法等等。
2.1.1Fenton法
该方法是在酸性条件下，以Fe2+作为催化剂，产生的·OH将废水中的有机物氧化成为小分子，从而达到降解有机物并提高废水B/C的目的。Fenton法在制药废水的处理中应用广泛，但是该方法会产生大量污泥，而且对有机物的去除达到一定程度后，无法再继续去除，易造成H2O2的损耗。
2.1.2铁碳微电解法
该方法主要是在电解液中，铁碳之间形成多个具有1.2V电位差的原电池，产生大量新生态的[H]和[O]，在酸性条件下与废水中的污染物发生氧化还原反应，起到断链降解的作用。铁碳微电解法与Fenton法联用，往往能取得更好的处理效果。但铁碳微电解法处理废水过程中需要多次调节废水的pH并通过沉淀去除污染物，消耗了较多药剂并会产生大量污泥，增加了处理成本。
2.1.3臭氧氧化法
该方法是通过臭氧的强氧化性降解废水中的各类有机物质，其可处理有机物的范围较广，能够有效地降解其他方法难以处理的TOC，并提高废水的B/C。Gulyas等使用臭氧氧化技术对不同类型的三种抗生素废水进行处理，对COD的去除率均达到75%以上。臭氧氧化法处理制药废水虽然反应迅速，无二次污染，但是，生产臭氧的高能耗在一定程度上限制了该技术的广泛使用。
2.1.4湿式催化氧化法
湿式催化氧化是指在高温和高压的条件下，利用气态的氧气(通常为空气)作氧化剂，以铜盐和Fenton试剂作为催化剂，将水中有机物氧化成小分子有机物或无机物。该方法工艺流程少、反应时间短，可处理的污染物范围广、降解率高。但该处理工艺设备要求高，一次性投入大，且催化剂易流失造成二次污染。
2.2生物法
制药废水采用的生物法多为厌氧-好氧相结合的联合工艺路线。
2.2.1厌氧生物法
厌氧生物法是指在厌氧条件下，污水中的有机物经过水解、酸化、乙酸化、甲烷化等过程被厌氧微生物降解，得以大量去除的处理方法。制药废水常用的厌氧生物处理法多为上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧折板厌氧反应器（ABR）等。厌氧生物法具有应用范围广、能耗低、有机负荷高、对氮磷等营养物质需求量少、产生的剩余污泥少、能产生甲烷这种有用的终产物等优点，因此广泛应用于制药废水的生物处理中。吴建华等使用UASB对某制药废水进行处理，当进水COD浓度为2000~5000mg/L，容积负荷为2~5kgCOD/(m3·d)，Cl-浓度为1000mg/L时，COD的去除率可达90%以上。但由于厌氧反应过程需要不同类型微生物相互配合，对pH、温度等环境因素十分敏感，因此对系统运行中技术要求很高，且该方法的气味较大，对氨氮等的去除效果也不佳。
兼氧工艺由厌氧工艺转化而来，利用了厌氧的前两阶段，即把反应控制在水解、酸化阶段。在水解阶段，不溶性的有机物分解为可溶性的成分，大分子的有机物分解为小分子的有机物，化学结构复杂、难以生物降解的有机物分解为结构简单、易降解的有机物；在酸化阶段，有机物进一步降解为各种有机酸。水解和酸化进行得较快，起作用的主要微生物是水解菌和产酸菌。兼氧池一般采用填料生物膜法，生物量大，容积负荷高，受外界气温和水温变化影响小，运行稳定性较好，能适应进水COD负荷的变化，具有较大的抗冲击能力。废水经兼氧处理后，B/C比大大提高，可为好氧处理提供充分的条件。
ABR即厌氧折板反应器，由于其结构简单、污泥截留能力强、稳定性高、对高浓度有机废水处理有特殊的作用，目前的工程应用较为广泛。其核心部分是使活性污泥、微生物产生的气体和污水有效分离的三相分离器和进液系统。在ABR池中设置布水系统，填充活性炭作为生物载体，接种微生物菌种。经驯化培养，池中形成以水解酸化菌群和产碱杆菌群为主的微生物环境和微生态平衡。废水进入ABR反应器后，在每一个反应室的生物载体中流过，载体中的厌氧菌与废水中的有机成分发生水解作用。水解菌首先将废水中的大分子不溶性有机物水解成小分子可溶性有机物，然后酸化菌将小分子可溶性有机物酸化为乙酸等低级脂肪酸，最后产碱杆菌利用废水中的H+为电子受体将低级脂肪酸转化为稳定的无机物质，实现对有机污染物的水解酸化。同时，在复合菌群的作用下，在厌氧阶段发生厌氧氨氧化、反硝化等生物反应，实现高氨氮废水的生物脱除。
2.2.2好氧生物法
好氧生物法是指异养型好氧微生物在有氧情况下，进行生物代谢以降解有机物。由于其操作简单、能耗低、出水效果好等优点被广泛应用于制药废水的处理。好氧生物法主要包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是将废水与各种微生物群体以一定比例混合曝气，形成的活性污泥使废水中有机物分解，产生的生物固体部分回流到曝气池，部分外排处理。活性污泥法发展至今有诸多变形，其中序批式活性污泥法、氧化沟法、高负荷活性污泥法等均在制药废水的处理中有着广泛的应用。生物膜法是在充分供氧条件下，微生物附着在载体上降解污染物的处理方法，主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和膜生物流化床等形式。生物膜法与活性污泥法的主要区别就是有无载体供生物膜生长。与活性污泥法相比，生物膜的固定生长使生物相多样、生物量多，因此设备处理能力大且剩余污泥少，另外，该方法还具有稳定、耐冲击、能耗低等优点。但该方法一次性投入较高，另外由于缺乏生物絮凝能力，可能导致出水浑浊。
结束语
现阶段，我国正在大力推进生态文明建设，对于目前还属于污染较重的化学合成类制药企业，面临着生存的压力，同时也具有发展的机遇。做好清洁生产，优化生产工艺，提升改造生产装备，从源头上减少废水的产生量，降低废水处理难度，是接下来的工作重点。依靠科技进步，加大环保投资力度，在现有基础上进一步优化和提升污染处理能力，提高其适用范围和处理效率，也是必不可少的工作。
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