【制藥廢水預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展綜述報告6000字（論文）】

I1引言在制藥企業(yè)的使用催化劑和進行化學(xué)元素提取的過程之中，將會產(chǎn)生的大量的、很難處理的有毒醫(yī)療廢水，如果處理不恰當很容易造成環(huán)境污染，從而使制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到制約。因為制藥行業(yè)的特殊性，使得制藥過程中產(chǎn)生的醫(yī)療廢水與其他工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的工業(yè)廢水在水質(zhì)和污染物成分方面有著巨大的不同，通常來講，整體上醫(yī)療領(lǐng)域的廢水更難處理。醫(yī)療廢水應(yīng)用于一般工業(yè)的常規(guī)的技術(shù)處理，效果不佳且很難達到國家標準[1]。從當前狀況分析，醫(yī)藥行業(yè)水污染其大部分來自藥品制作過程中的化工處理階段，其中最多的也是最難處理的是化工處理中產(chǎn)生的高濃度的有機廢水。因此，研究出更加高效的污水處理技術(shù)和設(shè)計更好的醫(yī)療污水處理流程是制藥廢水處理是環(huán)保工作的重點之一。2行業(yè)現(xiàn)狀及廢水的危害2.1行業(yè)現(xiàn)狀中國人口約14億，對疾病治療、康復(fù)和醫(yī)療保健有著巨大的需求。近年來，隨著我國人口老齡化，新的人口不斷增加，加快了我國醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展。同時，制藥過程中產(chǎn)生的醫(yī)藥廢棄物不斷出現(xiàn)在公眾面前，成為影響人們生活條件的關(guān)鍵環(huán)境源之一。有效處理制藥廢水的方法和采用有效處理技術(shù)的方法是解決問題的關(guān)鍵[2]。制藥廢水是在中藥或西藥生產(chǎn)過程中制藥廠生產(chǎn)的廢水。制藥廢水主要包括在各種制藥的生產(chǎn)過程中，主要用于抗生素生產(chǎn)（生物制藥）廢水、合成藥物生產(chǎn)（化學(xué)）廢水、中成藥生產(chǎn)廢水、清潔水和洗滌廢水。制藥生產(chǎn)工藝決定了制藥廢水的特性。藥品的生產(chǎn)是通過化學(xué)合成、藥用植物分離純化得到原料。對于不同類型的藥品、不同的生產(chǎn)工藝和復(fù)雜的工藝，原料輔料種類繁多，生產(chǎn)過程中原料和中間體質(zhì)量控制嚴格，原料凈收率低，副產(chǎn)品多，藥劑廢水成分差異較大。由于組分復(fù)雜，污染物大，COD高，BOD5低，CODcr比值大，波動大，生物降解，難降解物質(zhì)，毒性強，間歇排放，水分含量大，水質(zhì)和污染物種類特征大，處理難度大[3]。2.2廢水危害制藥廢水因產(chǎn)品、原料和工藝方法的不同而具有不同的水質(zhì)，但制藥廢水一般是一類有機污染物、有毒物質(zhì)、耐火材料和高含鹽量的工業(yè)廢水。隨意排放對環(huán)境造成極大危害[4]。2.2.1消耗水中的溶解氧溶解氧是在水中有機物被生物降解時消耗的。如果有機物含量過高，水體缺氧或還原，導(dǎo)致水中有氧水生生物死亡，厭氧微生物生長，厭氧消化產(chǎn)生甲烷、硫化氫、酒精、氨、胺等物質(zhì)，進一步抑制水生生物生長，使水體變黑。2.2.2破壞水體生態(tài)平衡一些化學(xué)品及其合成中間體往往具有特定的消毒或抑菌活性，影響細菌、藻類和其他微生物的新陳代謝，最終破壞整個水生態(tài)系統(tǒng)。例如，如果水中含有青霉素、四環(huán)素和氯霉素，就會抑制綠藻的生長[5]。3制藥廢水預(yù)處理技術(shù)分析3.1化學(xué)處理3.1.1傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)是指利用普通活性污泥對工業(yè)廢水進行吸附、凈化的過程，通常也可以叫做普通活性污泥技術(shù)。傳統(tǒng)活性污泥法一般以物化法對醫(yī)用廢水進行預(yù)處理，同時改變以往的曝氣技術(shù)，使廢水處理流程更加合理、處理裝置的運行更加快捷，目前傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)發(fā)展至今已近較為成熟，上世紀末便已經(jīng)成功運用在很多工業(yè)發(fā)達國家的制藥廠里。傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)表現(xiàn)的形式有很多，A/O處理方法是比較常見的一種，但是由于A/O處理方法在抗負荷和處理污泥方面表現(xiàn)較差，同時在反應(yīng)過程中還經(jīng)常出現(xiàn)大量泡沫問題、污泥膨脹問題等，一直都沒有得到有效地解決。近年來，專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)者也在對傳統(tǒng)活性污泥的處理流程進行改進，包含對物生物的新的馴化技術(shù)的嘗試等等[6]。3.1.2序批式活性污泥技術(shù)序批式活性污泥技術(shù)，也被簡稱為SBR，其作用原理是通過間斷性充氣使得污染去除物和污染物在反應(yīng)池中充分反應(yīng)，從而達到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)的核心反應(yīng)程序是SBR反應(yīng)池，該反應(yīng)池集合廢水預(yù)處理、廢水初沉、生物物化反應(yīng)、二次沉淀等功能為一體，整個反應(yīng)流程中沒有設(shè)置污泥回流裝置，并在多數(shù)情況無需設(shè)置相對應(yīng)的水質(zhì)調(diào)節(jié)池。該技術(shù)由于擁有較好的繼承性，所以所需的反應(yīng)池所面積較小，操作便捷原理易懂，污泥的SV值不高且較易二次沉淀，具有較好的耐高負荷能力，尤其是在處理廢水中的有毒有機物質(zhì)時夠起到很好的效果，同時序批式活性污泥技術(shù)很適合類似非連續(xù)排放和流量存在峰值的場合。目前在許多制藥工業(yè)廢水的處理中，SBR法都取得了不錯的處理成效，得以較大規(guī)模的認可和使用[7]。3.1.3接觸氧化法接觸氧化法其實質(zhì)是一種好氧生物處理法，其作用原理是是將懸浮生長系統(tǒng)和附著生長系統(tǒng)兩種系統(tǒng)的優(yōu)點利用并結(jié)合起來。這種處理方法出現(xiàn)的并不久，但其高效的處理方式得到很多專家的關(guān)注。該方法以生物接觸氧化濾池為整個處理過程的核心步驟，在氧化濾池中裝填石灰焦炭等填料，從而使一些特定的微生物可以附著在其上面，進而可以和廢水中的污染物物質(zhì)發(fā)生一些列生物化學(xué)反應(yīng)，利用生物降解過程，從而得到去除有害物質(zhì)的結(jié)果。在這一反應(yīng)過程中，醫(yī)療廢水從底部到頂部讓后對流入底部的醫(yī)療廢水進行處理，其中表現(xiàn)較為明顯的是老化的生物膜在受到氣流交匯作用后被剪切不段掉落，從而由新的生物膜替代[8]。生物接觸氧化法的優(yōu)點是處理所需的構(gòu)建物占地面積較小、廢水的處理效率高、在固定條件下處理效果穩(wěn)定。但其缺點也很明顯，主要無法處理難降解的工業(yè)廢水和醫(yī)藥廢水，同時也存在高能較高，填料物的微生物掛載較復(fù)雜、后期處理比較麻煩等問題。在制藥工業(yè)廢水的處理中，該方法通常用于厭氧硝化或者水解酸化之后對醫(yī)藥廢水污染物的進一步處理，尤其是對上霉素、四環(huán)素等制藥過程中的發(fā)酵廢水能夠起到較好的處理效果。3.2物化處理物化法是主要利用先進的物理技術(shù)和化學(xué)技術(shù)進行廢水污染處理的辦法，主要有以下幾個類別：混凝法、吹脫法、氣浮法、吸附法和電解法。在醫(yī)藥廢水的處理過程之中，物化法應(yīng)用的場景很多，因為其原理簡單、操作易上手、處理安全等優(yōu)點，即可以作為制藥廢水處理的主處理工序，還能在較高的水力負荷中起到明顯的效果。因此在許多藥品的制造過程中，尤其是那些成產(chǎn)工藝已經(jīng)較為固定、生產(chǎn)組合模式較為簡單的藥物生產(chǎn)過程中，應(yīng)用物化化來去除醫(yī)療廢水中的膠體物和一些大顆粒鹽分等。物化處理技術(shù)也可以配合其他技術(shù)進行組合處理，它可以作為醫(yī)藥廢水的預(yù)處理階段，可以在醫(yī)藥廢水的穩(wěn)定性和可生化性方面起到很好的作用和效果[9]。3.2.1混凝法混凝法其原理是通過混凝劑起到處理醫(yī)藥廢水中較大的固體顆粒的方法。當醫(yī)藥廢水中的較大的固體顆粒碰到加入混凝劑形成的漂浮絮狀體，會被絮狀體包裹，增加了其直徑，經(jīng)過一定時間的自然沉淀，固體顆粒連同絮狀體被過濾出來。在許多制藥處理的工藝之中，混凝法由于其很多特性使得其常常應(yīng)用于污水處理的預(yù)處理環(huán)節(jié)，在其進行對制藥廢水的預(yù)處理中，通常先加入類似聚合氯化銀、聚丙烯酰胺等種類的高分子絮凝劑進行絮凝，其中通過有關(guān)學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，聚合氯化銀的絮凝效果較聚丙稀銑胺效果要好，同時通過研究還發(fā)現(xiàn)，還有不同的原因會影響最終的絮凝結(jié)果，例如攪拌速度快慢、沉淀時間的長短、加入混凝劑的順序和其含量的高低等[10]。3.2.2吹脫法吹脫法更多地是針對制藥廢水中涉及的溶解氣體和較多種類的易揮發(fā)性物質(zhì)。其作用原理是使需要處理的污染物質(zhì)與通入的特定氣體進行充分的反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈臀廴净驘o污染的物質(zhì)，從而達到降低制藥廢水中污染物的目的。在制藥廢水的過程中比較常用的有常川吹脫法，該種方法對降低氨氮量能起到很好的效果。吹脫法在一定程度上能夠防止因較高的氨氮、H2S濃度導(dǎo)致生物處理過程受到抑制，這是在醫(yī)藥廢水處理中決定效果好壞的關(guān)鍵。吹脫發(fā)處理醫(yī)藥廢水的優(yōu)點是目前來看技術(shù)較為成熟，處理流程工藝簡單易上手，性價比高，尤其是對廢水中的NH3-N的去除有著顯著的效果；但其也有明顯的缺點，缺點是所使用的污染物處理設(shè)備已結(jié)坂，維修難度大，同時能耗較高，并且廢氣處理經(jīng)常不徹底，容易造成二次污染等。3.2.3氣浮法氣浮法和吸附法在某種程度上具有相同的作用原理，都是通過中介物質(zhì)進行對污染物顆粒的粘附，這些中介物質(zhì)是通過一定的技術(shù)手段產(chǎn)生的小氣泡，當制藥廢水中的污染物接觸到小氣泡時會粘附在其之上，從而合體形成小絮狀體，這些絮狀體密度小體積大，從而可以浮出水面，進而可以帶走污染物?？梢詫飧》ǚ譃榛瘜W(xué)法、機械法、溶氣法、電氣浮法等不同的種類，不同的類別的氣浮法有各自不同的工藝特征。例如，當制藥廢水中含有大量的懸浮物時，則可以選用化學(xué)氣浮法進行對制藥廢水的預(yù)處理，化學(xué)氣浮法優(yōu)點是處理成本不高、操作維修便捷、工藝流程易上手等，據(jù)相關(guān)實驗表明，慶大霉素化學(xué)廢水經(jīng)化學(xué)氣浮法初步處理之后，實驗室下的COD去除率能夠達到60%，SS去除率甚至可以達到75%以上甚至更高。3.3生化處理生物處理技術(shù)其原理是利用某些特定微生物的降解性能，使得微生物與污染物發(fā)生一定的反應(yīng)，從而使污染物發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，從而降低其對水的污染效果，從而達到處理水污染的目的。生物處理技術(shù)主要針對于制藥廢水中的一些可溶性和具有膠體性質(zhì)的有機物，從而減少廢水中的含氮量和含磷量等。通常我們依據(jù)微生物在反應(yīng)時對氧氣含量的需求，將生物處理技術(shù)分為兩大不同的類別，即好氧處理法和厭氧處理法。3.3.1好氧生物處理技術(shù)好氧生物處理技術(shù)其作用機制是好氧微生物在有氧氣的條件之下，由于微生物其自身的一些特點，因此可以和廢水中的一些有機污染物進行生物化學(xué)反應(yīng)，使得其中易降解污染物在反應(yīng)以后逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲廴拘暂^小的有機物，從而達到處理廢水污染物的效果。在好氧生物在氧氣環(huán)境中與污染物進行反應(yīng)時，廢水中部分可生物降解有機物能夠轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)進入到下個循環(huán)中，常見的例如水和二氧化碳等。好氧生物技術(shù)由于其使用介質(zhì)、技術(shù)手段等方式的不同也分為不同的種類，目前技術(shù)較為成熟的有以下幾種：傳統(tǒng)活性污泥法、生物接觸氧化法、生物流化床法、深井曝氣法等，各種方法都有各自的優(yōu)缺點和其適用的領(lǐng)域。處理流程簡單、處理效果徹底是好氧處理法的優(yōu)勢所在，甚至由好氧菌處理過的有機物廢水其處理程度可達到直接排放的水平，但同時，好氧生物處理技術(shù)也有著明顯的劣勢，即其抗負荷能力弱，水氣環(huán)境要求高，尤其是當遇到污水中氨氮濃度較高及在處理無機鹽時，其效果明顯下降，較為典型的緣由是好氧菌在這些環(huán)境下生存率太低。3.3.2厭氧生物處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)又稱為通常又被成為厭氧硝化技術(shù)，是利用厭氧（兼性厭氧）微生物，在厭氧環(huán)境下將有機物轉(zhuǎn)化分解的物化反應(yīng)過程。依據(jù)微生物生成環(huán)境及生長的不同，可以將厭氧生物處理技術(shù)分為厭氧栽浮式和附著生長式兩種不同的類別，其中厭氧生物膜法屬于附著生長式。厭氧生物處理方法從其工藝流程特點來說處理有機廢水符合較高的情況，特別是當醫(yī)藥廢水中存在較多不易降解的生物物質(zhì)。這種處理方法在一定程度上大大降低了醫(yī)藥廢水的處理難度級別，同時在廢水處理經(jīng)濟性上也起到了很好的效果，下表1是部分醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的醫(yī)藥廢水。表1部分制藥廢水厭氧處理的情況序號制藥廢水種類進水COD/（mg·L-1）有機負荷/（kgCODm-3·d-1）COD去除率/%1卡拉霉素及味精廢水500010~1380~902慶大、螺旋霉素及檸檬酸2345011.790~93.53維生素C10000011.2964抗生素提取廢水4000~60003905鏈霉素廢水7600~1300020~2675~856青霉素等抗生素廢水40003~575~857硫酸小諾霉素1000~30003~550~704制藥廢水預(yù)處理案例分析4.1案例概況制藥公司通過化學(xué)合成生產(chǎn)內(nèi)分泌、抗腫瘤、消化道、抗生素和精神藥物。排水按低濃度和高濃度兩個標準進行收集和排放。低濃度制藥廢水可用于生產(chǎn)過程中催化劑載體、過濾器等設(shè)備的清洗。企業(yè)制藥廢水處理能力約800m3/d。污水處理廠建成后，必須按《排水綜合排放標準》（GB8978-1996）表2二級標準排放。表2企業(yè)廢水進水水質(zhì)與排放標準污染物指標COD（mg/L）氫氮（mg/L）抗生素（mg/L）BOD5（mg/L）SS色度（倍）進水水質(zhì)600030040015008002000排放標準≦50≦50≦10≦20≦304.2水質(zhì)分析實驗結(jié)果表明，該制藥企業(yè)廢水水質(zhì)具有以下特點：（1）有許多懸浮固體和有機物。（2）間歇性排放和有毒物質(zhì)。（3）青霉素、紅霉素等抗生素殘留多。4.3處理工藝路線（1）廢水預(yù)處理抗生素配制過程中產(chǎn)生的廢水通過一個格柵，該格柵將主要含有較大顆粒的懸浮固體切斷，并進入調(diào)節(jié)器。同時，廢液進入初沉池后開始自然沉降。（2）酸化廢水經(jīng)初沉后進入水解酸化池，降低廢水中有毒物質(zhì)的濃度，促進好氧微生物的降解。（3一級處理采用好氧活性污泥池投加適量微生物藥物，完成生物廢水的一級處理。（4）深度處理通過曝氣生物濾池，廢水達標排放。4.4處理效果經(jīng)過半年的工程試驗和調(diào)試，研究人員發(fā)現(xiàn)制藥廢水的處理效果明顯，結(jié)果如表3所示。表3企業(yè)抗生素制藥廢水監(jiān)測結(jié)果污染物指標色度（倍）SS（mg/L）COD（mg/L）BOD5（mg/L）氫氮（mg/L）抗生素（mg/L）水解酸化池出水120048047501422175235好氧活性污泥池出水20050400150080022Fenton池出水100301455020.40曝氣生物濾池出水201250.80調(diào)節(jié)池2000480142214202353854.5案例小結(jié)本章通過具體企業(yè)案例分析，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)廢水當中存在許多有害物質(zhì)，其中包括固體有害物質(zhì)以及各種抗生素，通過相關(guān)處理半年后，廢水的處理效果非常明顯，可以達到排放標準。

結(jié)論在制藥廢水預(yù)處理技術(shù)中，化合藥物廢水和抗生素廢水處理工藝復(fù)雜，但廢水處理的有效性是可以得到有效保證的。在實際應(yīng)用過程中，為了穩(wěn)定廢水處理工藝，根據(jù)藥品生產(chǎn)的特點，選擇了混凝沉淀廢水處理工藝和生物廢水處理工藝等合適的處理方法。本文首先分析了行業(yè)現(xiàn)狀及廢水的危害，然后歸納了只要廢水預(yù)處理相關(guān)技術(shù)，最后通過分析具體的案例，找到合理的廢水預(yù)處理路線，以求實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的有機統(tǒng)一，提高污水處理質(zhì)量，節(jié)約污水處理成本，為企業(yè)獲得更大效益。參考文獻[1]吳兵．高濃度制藥廢水預(yù)處理實列