浅谈制药废水处理技术及发展

2019-10-17卢国丹中山百灵生物技术有限公司

节能与环保 2019年9期

文_卢国丹中山百灵生物技术有限公司

从发展现状来看，我国制药产业存在制药品种多、制药企业数量较少的窘境。在日常药品生产过程中存在着所需原材料数量多、污染严重、回收率差等特点，因此加大对废水处理技术的研究强度，对保护我国生态环境有着重要意义。新时期，我国陆续颁布了废水污染排放标准，对制药废水处理与排放提出了更高的要求，限制药品种类包括化学合成制药、中药类制药以及发酵类制药等，都有了严格规定。

1 制药废水的分类、特点及危害

1.1 分类及特点

制药废水作为工业废水的一种，具有排放量大、处理难等特点。制药废水可以采用两种分类方法，一是结合生产工艺进行划分，二是结合制药工业水污染物排放标准进行划分。这两种划分方法相辅相成，按照生产工艺可划分为冷却废水、生产废水、冲洗废水以及再生废水等；按照排放标准，划分为发酵类废水、提取类废水、化学废水以及生物废水等。其中，发酵类废水成分复杂，具有毒性，具含有浮物、高酸碱值、总碳等污染物质；化学合成类废水中含有重金属、氯仿等有机溶剂，同时也具有总碳、高酸碱值、悬浮物以及抗生素等污染物质；提取类废水与发酵类废水危害近似；中药类废水具有有机/无机物浓度高、沉降性较低、可生化性较高的特点。表1、表2是依照两种方法分别得到的废水分类方式以及其特点。

表1 不同工序制药废水特点

表2“制药工业水污染物排放标准”中制药废水特点

1.2 危害性

在药品的制备过程中，由于实际生产工艺的需求，实际生产会使用大量的化学药剂作为生产原料，这些原料在后续加工中会产生大量的异味和深色度，所形成的异味和深色度即使通过污水处理技术处理，也难以彻底去除，对自然环境有着极大的危害。通过表1、表2的数据可以看出，各种制药废水都具备有机物浓度高、成分复杂等特点，如果不进行处理直接将其排放至水体中，各类有害物质不仅仅会对水环境造成威胁，更会威胁到整个生态的安全及稳定，最终会通过食物链的富集而影响人类的身体健康。

制药废水被称作最难处理的废水种类之一，如何处理制药废水，已经成为我国绿色经济发展中需要重点考虑的问题。

2 制药废水处理技术分析与研究

近些年来，针对制药废水污染，相关学者和企业纷纷加强了制药废水处理技术的研究和完善工作，特别是混凝沉淀技术、活性炭吸附、膜分离技术等得到了进一步提升，对制药废水处理有着极大的助益。

2.1 混凝沉淀技术

混凝沉淀技术作为一种应用十分广泛、工艺较为简单的制药废水处理方案，主要由预处理、中间处理、深度处理工艺流程组成。混凝沉淀技术就是将废水当中的细微部分转变成为不稳定的分离形态，表现为絮状物。该技术可以有效降低制药废水的浊度与色度，并让其中的微小物质凝聚成絮状体，受到重力作用，沉降到水底。该项技术发展时间长、技术完善、操作便捷、废水处理稳定。

在制药废水处理中，制药企业可以采用混凝沉淀技术，将混凝剂最优指标控制在120mg/L，只需要25s的反应时间，就可以将废水pH值中和到8左右，废水中CODCr浓度控制在40～90mg/L，去浊率达到90%，但是该工艺对毒性制药废水的溶解性较差，并且很难清除微生物病原体，对有害物质的处理也不够完善，生态毒性会得以保留。

2.2 活性炭技术

活性炭是一种常见的吸附材料，它的表面拥有范围极大的孔隙结构，而孔隙结构大小和吸附性能成正比。活性炭吸附技术能够有效降低制药废水中的臭味、色度、消毒副产物、重金属。目前，大部分制药厂都采用三级活性炭过滤工艺，在二级生化出水净化处理中，过滤后，出水化学需氧量在40mg/L以内。虽然活性炭吸附是一种主流技术，但活性炭成本较高，在制药废水处理领域的应用受到一定限制。伴随我国科学技术水平不断提高，活性炭技术不断改进，活性炭成本也有所下降。

2.3 膜分离技术

膜分离技术是一种物理隔离方法，具有浓缩、分离、精致等特点，操作流程较为简单，可以有效将制药废水中的有害物质隔离，操作中也不会出现污染问题。膜分离技术主要采用反渗透、超滤等工艺，将制药废水中的杂质、细菌、微生物等沉淀去除，减少水体中的矿化度、减少总溶解固体。反渗透和超滤技术能够有效隔离废水中的悬浮物、有机物，出水脱盐率能够达到92%，水回收率达到75%，并且对氮化物、氯化物也有较高的隔离率。

此外，膜分离技术还可以和其他废水处理技术结合使用，发挥生物单元有机水净化效用。制药废水杂质较多，容易产生膜堵塞问题，可以将混凝技术、活性炭技术作为一级净化，生物膜作为二级净化，避免膜堵塞或膜污染，最大程度地净化水体，从而达到行业废水排放标准。

3 制药废水处理新技术

3.1 超声波处理法

使用20000Hz以上频率的超声波辐射溶液，可以产生一定的化学反应，产生超声空化效应。该项技术的核心就是利用超声波的·OH自由基氧化、气泡内燃烧分解、超临界水体氧化形式实现废水净化目标。近些年，超声波技术更加成熟，将该项技术应用在制药废水处理领域并结合生物接触氧化法，对高浓度废水的净化效果非常显著。

3.2 微波处理法

该方法主要利用特定波长的电磁波进行废水处理，但是试验证明，单独采用某个波长微波进行废水处理效果并不理想，所以微波处理技术要和其他处理技术结合使用，从而达到良好的处理效果。例如，将微波处理技术和活性炭处理方案结合，活性炭表面吸附难以处理的吸附物后，可以采用微波技术对活性炭表面的吸附物进行解吸，统一处理表面吸附物，这样可以恢复活性炭的吸附功能，实现活性炭的循环使用，进而大大降低活性炭吸附技术的使用成本。