制藥廢水的處理技術(shù)-山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備有限公司

時(shí)間：2020-06-12作者：山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備有限公司瀏覽：117

  
一．制藥廢水的危害和特點(diǎn) 

隨著我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展,制藥廢水已逐漸成為重要的污染源之一。制藥行業(yè)屬于精細(xì)化工,其特點(diǎn)就是原料藥生產(chǎn)品種多,生產(chǎn)工序多,原材料利用率低。由于上述原因,制藥工業(yè)廢水通常具有成分復(fù)雜,**污染物種類(lèi)多、`含鹽量高、NH3一N濃度高、色度深等特性,比其他**廢水處理較難處理。由于制藥工業(yè)環(huán)境保護(hù)比制藥工業(yè)起步晚,且治理污染不能給企業(yè)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益,制藥廢水處理工藝還落后于制藥工藝。同時(shí)由于制藥廢水復(fù)雜多變的特性,現(xiàn)在的處理工藝還存在著諸多問(wèn)題和不足之處,所以目前許多制藥廢水難以處理,或者處理成本居高不下,因此一些小型的制藥企業(yè)或多或少存在偷排廢水的現(xiàn)象。未將處理或處理未達(dá)標(biāo)的廢水直接進(jìn)入環(huán)境,將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。 

制藥廢水通常屬于較難處理的高濃度**污水之一,因制藥產(chǎn)品的不同、生產(chǎn)工藝的不同而差異很大,其特點(diǎn)為水質(zhì)組分繁雜,污染物含量高,CODcr、氨氮、含鹽量和BODs濃度高且波動(dòng)性大,廢水的BODs/CODcr差異較大,含有大量有毒、有害物質(zhì)、難生物降解物質(zhì)及生物抑制劑(包括一定濃度的抗生素)等,帶有氣味和顏色,懸浮物SS含量高,易產(chǎn)生泡沫。而且制藥廠通常是釆用間歇生產(chǎn),產(chǎn)品的種類(lèi)變化較大,造成了廢水的水質(zhì)、水量及污染物的種類(lèi)變化較大。

 (1)水質(zhì)組分繁雜 

由于醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)的流程長(zhǎng)、反應(yīng)復(fù)雜、副產(chǎn)物多,反應(yīng)原料常為溶劑類(lèi)物質(zhì)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的?化合物,因此廢水中的污染物組分繁多復(fù)雜,增加了廢水的處理難度。 

(2)污染物質(zhì)含量高 

制藥工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需大量使用各種化工原料,但由于反應(yīng)步驟較多、原料利用率低,表面活性劑、中間代謝產(chǎn)物和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、**溶劑等,大部分隨廢水排放,往往造成廢水中的污染物質(zhì)含量居高不下。該類(lèi)污染物質(zhì)易引起pH波動(dòng)大、色度高和氣味重等不利因素,影響后續(xù)厭氧反應(yīng)器中甲燒菌正常的代謝活動(dòng)。 

(3)CODcr濃度高 

在制藥工業(yè)中,CODcr濃度在幾萬(wàn)、甚至幾十萬(wàn)毫克/升的廢水是經(jīng)?？梢砸?jiàn)到的。這是由于原料反應(yīng)不完全所造成的大量副產(chǎn)物和原料或是生產(chǎn)過(guò)程中使用的大量溶劑介質(zhì)進(jìn)入廢水體系中所引起的。以抗生素廢水為例,其中主要為發(fā)醉殘余基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)物、溶媒提取過(guò)程的萃余液、經(jīng)溶媒回收后派出的蒸館繁殘液、離子交換過(guò)程排出的吸附廢液、水中不溶性抗生素的發(fā)酵濾液、染菌倒灌液等。 

(4)含鹽量高 

廢水中的鹽分濃度過(guò)高對(duì)微生物有明顯的抑制作用,當(dāng)氯離子**過(guò)3000mmol/L時(shí),未經(jīng)馴化的微生物的活性將明顯受到抑制,嚴(yán)重影響廢水處理的效率,甚至造成污泥膨脹,微生物死亡等現(xiàn)象。 

(5)可生化性差 

制藥廢水因其特殊性,廢水的BODs/CODcr差異較大,經(jīng)傳統(tǒng)預(yù)處理后可生化性很.難得到實(shí)質(zhì)性的提高,阻礙了后續(xù)的生化處理過(guò)程。 

二．國(guó)內(nèi)外制藥廢水的處理現(xiàn)狀 

1.國(guó)內(nèi)制藥廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀 

我國(guó)從上世紀(jì)50年代起就開(kāi)始進(jìn)行`三廢'治理工作。在當(dāng)時(shí),將氨苯 磺胺生產(chǎn)排放的含酸6%一8%的廢水,以氨中和回收硫酸錢(qián)做化肥是一種通行 的做法。到上世紀(jì)70年代,制藥業(yè)“三廢”治理工作有了加強(qiáng),東北制藥總 廠和有關(guān)單位合作,先后開(kāi)發(fā)出厭氧消化法處理廢水技術(shù)、焚燒處理廢渣液技 術(shù)和深井曝氣處理硝基廢水技術(shù),并在全國(guó)合成藥廠推廣應(yīng)用。1979年上海 *三制藥廠和上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)了生物流化床處理抗生素廢水技術(shù),上海* 二制藥廠和上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)活性污泥法處理磺胺混合廢水。1982年華北 制藥廠和北京市環(huán)保研究所等聯(lián)合開(kāi)發(fā)**式厭氧反應(yīng)器處理丙酮丁醇廢料技術(shù)。上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院和有關(guān)藥廠協(xié)作,用生物膜流化床處理抗生素廢水及厭 氧一好氧流程生物處理抗生素或谷氨酸鈉廢水,用蒸發(fā)一焚燒流程處理避孕藥 高濃度**廢水。這些“三廢”治理技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用并不斷改進(jìn),大大減少 了化學(xué)制藥對(duì)環(huán)境的污染。 

近年來(lái),一些原料藥生產(chǎn)大戶(hù)較是加大了環(huán)保投入力度,華藥集團(tuán)、新華 制藥、東北制藥總廠、哈藥集團(tuán)、魯抗醫(yī)藥等從清潔生產(chǎn)、污染治理入手,在 資金、人力、技術(shù)上進(jìn)行大手筆投入,不少企業(yè)大力開(kāi)展15014001認(rèn)證及EHS (環(huán)境、安全、職業(yè)健康系列)認(rèn)證,并促使一批環(huán)保**技術(shù)得到應(yīng)用和推 廣。如魯抗醫(yī)藥集團(tuán)率先引進(jìn)美國(guó)的循環(huán)曝氣活性污泥(CASS)技術(shù)處理廢 水,如今已在多家藥廠得到推廣;東北制藥總廠應(yīng)用活性炭纖維膜回收含甲苯 /甲醇廢水和滲透汽化裝備回收低濃度異丙醇等**溶媒;華北制藥集團(tuán)應(yīng)用 荷蘭**式厭氧污泥床處理技術(shù)和意大利多效蒸餾技術(shù)處理高鹽廢水;江蘇福 昌科技公司的免燃料型焚爐技術(shù)處理高熱值高鹽廢液等。這些引進(jìn)、消化吸收、 再提高的環(huán)保技術(shù),開(kāi)拓了環(huán)保領(lǐng)域視野,推動(dòng)制藥行業(yè)環(huán)保工作向縱深發(fā)展。 

2.國(guó)外制藥廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀 

  隨著制藥工業(yè)的迅速發(fā)展,尤其20世紀(jì)中葉以后抗生素制藥工業(yè)的迅速 發(fā)展,制藥廢水污染得到了歐洲、美國(guó)以及日本等國(guó)家的重視,其處理技術(shù)研 究和應(yīng)用十分活躍,開(kāi)發(fā)出了多種處理方法。但是,從20世紀(jì)80年代以后, 發(fā)達(dá)國(guó)家將制藥工業(yè)的重點(diǎn)放在高附加值新藥的生產(chǎn),大宗常規(guī)原料藥生產(chǎn)逐, 步轉(zhuǎn)移到中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家,由此發(fā)達(dá)國(guó)家的制藥廢水處理技術(shù)研究和 應(yīng)用日益減少。 

三．常用的制藥廢水的處理方法 

目前,國(guó)內(nèi)對(duì)制藥廢水處理技術(shù)的研究往往是以其中具代表性,污染 嚴(yán)重的化學(xué)制藥、生物發(fā)酵制藥等產(chǎn)生的高濃度、難降解**廢水為主要研究 對(duì)象。 一般情況下，制藥工業(yè)廢水分為合成藥物生產(chǎn)廢水、抗生素生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水、各類(lèi)制劑生產(chǎn)過(guò)程的洗滌水和沖洗廢水常用的處理方法有物化法、生物法以及他們組合的處理方法。 

1. 物化處理法 

制藥廢水深度處理的物理方法一般都以過(guò)濾法和吸附法等兩種方法為主。其主要原理是利用物理介質(zhì)對(duì)水中污染物，主要是細(xì)小的顆粒懸浮物和膠體等的吸附、截留、攔截等作用，使水與污染物質(zhì)分開(kāi)，污染物質(zhì)被留在物理介質(zhì)上，污水被凈化后排放。物理介質(zhì)上的污染物通過(guò)反沖洗或其他手段再?gòu)钠渖戏蛛x下來(lái)作進(jìn)一步處理。此外，也有使用氣浮、吹脫工藝進(jìn)行深度處理，但報(bào)道較少。主要有混凝法、吸附法、氣浮法、電解法和膜分離法等。 

（1）混凝法  

通過(guò)投加化學(xué)藥劑，使其產(chǎn)生吸附、中和微粒間電荷、壓縮擴(kuò)散雙電層而產(chǎn)生的凝聚作用，破壞了廢水中膠體的穩(wěn)定性，使膠體微粒相互聚合、集結(jié)，在重力作用下沉淀，并予以分離除去。制藥廢水處理中常用的混凝劑有聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化硫酸鋁鐵、聚丙烯酰胺等，該法會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，造成二次污染，出水的pH較低，含鹽量高，且氨氮的去除率較低，因此常作為制藥廢水的預(yù)處理。 

（2）氣浮法  

利用高度分散的微小氣泡作為載體，黏附廢水中的污染物，由于黏附有污染物的微小氣泡密度小于水而上浮到水面，從而實(shí)現(xiàn)處理廢水的目的。該法具有投資少、能耗低、工藝簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但不能有效地去除可溶性**物。常用來(lái)處理慶大霉素、土霉素、麥迪霉素等懸浮物含量較高的制藥廢水 

（3）電解法  

借助外加電流的作用，產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的有害雜質(zhì)以轉(zhuǎn)化的形式而被去除。它是通過(guò)兩較產(chǎn)生的新生態(tài)的氧和新生態(tài)的氫使廢水中污染物得到凈化。新生態(tài)的氧對(duì)水中**化合物和無(wú)機(jī)化合物進(jìn)行氧化，新生態(tài)的氫將處于氧化態(tài)的某些色素還原成無(wú)色物質(zhì)，達(dá)到較高的脫色效果。廢水電解處理包括電極表面電化學(xué)作用、間接氧化、間接還原、電浮選和電絮凝等過(guò)程，它們分別以不同的作用去除廢水中的污染物 

（4）膜分離法  

膜分離法是個(gè)物理過(guò)程，有過(guò)濾和濃縮的作用，能處理高濃度、生化性差或傳統(tǒng)方法難以處理的制藥廢水，且COD的高低對(duì)處理效果影響不大。膜分離法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)相變及化學(xué)變化、處理效率高和節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，但還存在膜組件價(jià)格高與膜污染等問(wèn)題。 

另外，物化處理法還可以與其它處理方法聯(lián)用，作為它們的預(yù)處理方法，通過(guò)降低懸浮物和減少生物抑制物質(zhì)，為廢水的后續(xù)處理提供有利條件。但是，有時(shí)需要投加大量的化學(xué)藥劑，使得處理成本高，有時(shí)生成大量副產(chǎn)物，處理不當(dāng)易造成二次污染，因此一定程度上限制了它們的應(yīng)用。 

2．生物化 

制藥廢水二級(jí)出水一般可生化性較差，不宜直接采用生物處理方法。但是考慮到生物處理技術(shù)是目前為成熟的污水處理技術(shù)，且其處理效果較為穩(wěn)定，處理成本低，因此可以考慮先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高其可生化性，然后再進(jìn)行生物處理。曝氣生物濾池(BAF)和膜生物反應(yīng)器(MBR)是目前使用較多的制藥廢水深度生化處理工藝。此外，序列間歇式活性污泥法(SBR)在本領(lǐng)域也有一定應(yīng)用。利用微生物的生命活動(dòng)來(lái)代謝廢水中的**物，從而達(dá)到凈化目的，是目前制藥廢水廣泛使用的處理技術(shù)，它包括好氧法、厭氧法及它們組合方法。 

（1）.好氧法 

是在有氧條件下，利用好氧微生物( 包括兼性微生物)的作用對(duì)污染物進(jìn)行處理的方法。常用的好氧生物處理法有普通活性污泥法、深井曝氣法、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法（SBR）等 

是由于制藥廢水是高濃度**廢水，好氧工藝進(jìn)水時(shí)需對(duì)原廢液進(jìn)行10倍乃至百倍的稀釋?zhuān)逅?dòng)力消耗很大，導(dǎo)致成本很高，實(shí)際廢水處理率較低，另外需要不斷補(bǔ)充氧，且產(chǎn)生較多的污泥，其處理成本較高，所以單獨(dú)使用好氧處理的不多，一般需進(jìn)行預(yù)處理 

(2).厭氧法 

利用兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌將污水中大分子**物降解為低分子化合物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳。常用的厭氧生物法包括**式厭氧污泥床(USBR)、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)器等。雖然經(jīng)過(guò)厭氧處理后出水COD值降低到了一定程度，但離排放標(biāo)準(zhǔn)還有一段距離，因此尚需進(jìn)行后續(xù)處理。 

（3）.厭氧-好氧組合法

由于單獨(dú)的好氧處理和厭氧處理都有一定的弊端，而厭氧-好氧的組合工藝 在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現(xiàn)出了明顯**單一處理方法的性能，因而在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。另外，近年發(fā)展起來(lái)的膜生物反應(yīng)器(MBR)為膜分離技術(shù)與生化處理**結(jié)合的新型廢水處理工藝。通過(guò)膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，具有容積負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、剩余污泥量少、出水質(zhì)量好、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，是具應(yīng)用前途的廢水處理新技術(shù)之一。 

3. 新型處理方法 

微波水處理技術(shù)和超聲波水處理技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的新型水處理技術(shù)，它們?cè)谝欢ǔ潭壬峡朔顺Ｒ?guī)水處理技術(shù)的不足，在未來(lái)的水處理領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。 

四．展望 

盡管制藥去除方法有多種,有時(shí)還采取多種技術(shù)的聯(lián)合處理,但還沒(méi)有一種方案能高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的處理制藥污水,有些工藝在氨處理的同時(shí)帶來(lái)了二次污染。操作簡(jiǎn)便、處理性能穩(wěn)定高效、運(yùn)行費(fèi)用低廉、二次污染少的處理技術(shù)是今后發(fā)展的方向。鑒于各種方法存在的問(wèn)題及其開(kāi)發(fā)前景,今后制藥污水的研究應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面: 

（1）開(kāi)發(fā)廉價(jià)的沉淀劑,包括鐵源、鋁源的開(kāi)發(fā)研究及循環(huán)利用。

（2）提高離子交換劑的吸附性能,延長(zhǎng)其使用周期和壽命。 

（3）物理化學(xué)法與生物法結(jié)合的生物膜法(MBR)將成為各行業(yè)處理高濃度制藥污水切實(shí)可行的新工藝，應(yīng)較深入地研究解決膜處理法的滲透和膜污染問(wèn)題。 

（4）生物法與物化法的改進(jìn)型工藝及聯(lián)合處理工藝具有較大的發(fā)展空間。 

（5）進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)研究的工業(yè)化應(yīng)用。


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