制藥廢水處理工藝匯總

1、1制藥廢水處理工藝匯總目前，制藥企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水因成分復(fù)雜、 有機(jī)物含 量高、毒性大、色度深和含鹽量高，特別是生化性差、且間歇排放等，成為是國內(nèi)污染最嚴(yán)重、 最難處理的工業(yè)廢水之一。 筆者總結(jié)了制藥 工業(yè)廢水處理常用的技術(shù)。制藥廢水， 顧名思義，就是制藥廠在生產(chǎn)中成藥或西藥時(shí)所產(chǎn)生 的廢水。制藥廢水主要包括抗生素生產(chǎn)（生物制藥）廢水、合成藥物 生產(chǎn)（化學(xué)制藥）廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各類制劑生產(chǎn)過程的洗 滌水和沖洗廢水四大類。制藥廢水的特點(diǎn)藥物的生產(chǎn)過程， 決定了制藥廢水的特點(diǎn)。 藥物的生產(chǎn)是通過化 學(xué)合成工藝和藥用植物中分離提純得到原料藥，其因藥物種類不同， 生產(chǎn)工藝不同且流程復(fù)雜

2、， 原輔材料種類多， 生產(chǎn)過程對(duì)原料和中間 體質(zhì)量控制嚴(yán)格，物料凈收率較低，副產(chǎn)品多，導(dǎo)致制藥廢水具有成 分差異大，組分復(fù)雜，污染物量多，COD高，BOD5和CODcr比 值低且波動(dòng)大，可生化性很差，難降解物質(zhì)多，毒性強(qiáng)，間歇排放， 水量水質(zhì)及污染物的種類波動(dòng)大等特點(diǎn)，給治理帶來了極大的困難。制藥廢水的組成我國制藥工業(yè)主要為生物制藥、 化學(xué)制藥和中草藥生產(chǎn)， 對(duì)應(yīng)著 上面提到的抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)（化學(xué)制藥）廢水、中成 藥生產(chǎn)廢水。生物制藥是采用微生物對(duì)各種有機(jī)原料進(jìn)行發(fā)酵、過濾、提煉，從而生產(chǎn)各種抗生素、 氨基酸及一些藥物中間體； 化學(xué)制藥是采用化 學(xué)反應(yīng)工藝，將有機(jī)原料和無機(jī)原料等

3、制成藥物中間體及合成藥劑； 中草藥生產(chǎn)是對(duì)中草藥材進(jìn)行加工、 提取制劑或中成藥， 生產(chǎn)工藝主 要包括原料的前處理和提取制劑。其廢水的來源和組成總結(jié)于下表中。2類型來源組成抗生發(fā)酵濾液、提取的萃余主要含菌絲體、殘余營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物和有機(jī)溶劑素生液、蒸餾釜?dú)堃?、吸附廢等。有機(jī)物濃度很高，COD可高達(dá)5000產(chǎn)廢液和導(dǎo)管廢液等20000mg/L,BOD可達(dá)200010000mg/L,SS濃水度則可達(dá)到500023000mg/L,TN達(dá)到6001000mg/L合成合成工藝中因反正步驟含有種類繁多的有毒有害化學(xué)物質(zhì)，如甾體類化合藥物多、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低而造成物、硝基類化合物、苯胺類化合物、哌嗪類和氟、汞、

4、廢水的原料損失、副產(chǎn)物，有鉻銅及有機(jī)溶劑乙醇、苯、氯仿、石油醚等有機(jī)物、機(jī)溶劑等金屬和廢酸堿等污染物中成洗滌、煮藥、提純分離、天然生物有機(jī)物，如有機(jī)酸、恩醌、木質(zhì)素、生物堿、藥生蒸發(fā)濃縮、制劑等工序中單寧、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類、淀粉等產(chǎn)廢所排出清洗廢水、分離水水、蒸發(fā)冷凝水、藥液流失水等制藥廢水的危害制藥廢水雖然因產(chǎn)品、原料、工藝方法的不同而水質(zhì)各異，但總 的來說，制藥廢水有機(jī)污染物含量高、毒性物質(zhì)多、難生物降解物質(zhì) 多、含鹽量高，是一種危害很大的工業(yè)廢水。隨意排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成 極大危害。1、消耗水中的溶解氧 有機(jī)物在水體中進(jìn)行生物氧化分解時(shí)，都會(huì)消耗水3中的溶解氧。有機(jī)物含量過大就會(huì)使水體缺氧

5、或脫氧，從而造成水中好氧水生物死 亡，厭氧微生物大量繁殖，缺氧消化產(chǎn)生甲烷、硫化氫、醇、氨、胺 等物質(zhì)，進(jìn)一步抑制水生生物，使水體發(fā)黑發(fā)臭。2、破壞水體生態(tài)平衡 某些藥劑及其合成的中間體往往具有一定的殺菌或抑菌作用， 從 而影響水體中細(xì)菌、 藻類等微生物的新陳代謝， 并最終破壞這一水體 整個(gè)的生態(tài)系統(tǒng)平衡。例如當(dāng)水中含青霉素、四環(huán)素和氯霉素時(shí)，可 抑制綠藻的生長。3、藥物代謝產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染制藥廢水中污染物之間或與水體中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 產(chǎn)生新的 污染。例如，亞硝胺類物質(zhì)是一種強(qiáng)致癌物。而在制廢水中如果含有 土霉素、哌嗪、嗎啉和氨基匹林等物質(zhì)， 在酸性介質(zhì)中即可與亞硝酸 鈉作用產(chǎn)生二甲基亞硝

6、胺。制藥廢水處理技術(shù)制藥廢水常用的處理方法為：物化法、化學(xué)法、生化法、其他組 合工藝等。由于制藥廢水中含有大量的有機(jī)污染物， 所以制藥廢水的水質(zhì)特 點(diǎn)使得多數(shù)制藥廢水單獨(dú)采用生化法處理根本無法達(dá)標(biāo)，所以在生化 處理前必須進(jìn)行必要的預(yù)處理。一般應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH，且根據(jù)實(shí)際情況采用某種 物化或化學(xué)法作為預(yù)處理工序，以降低水中的SS、鹽度及部分COD, 減少廢水中的生物抑制性物質(zhì)， 并提高廢水的可降解性， 以利于廢水 的后續(xù)生化處理。1、物化法根據(jù)制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)， 在其處理過程中需要采用物化處理作 為生化處理的預(yù)處理或后處理工序。 目前應(yīng)用的物化處理方法主要包 括混凝、氣浮、吸附、吹

7、脫、電解、離子交換和膜分離法等?；炷ɑ炷ㄊ悄壳皣鴥?nèi)外普遍采用的一種處理方法，它被廣泛用于制藥廢水預(yù)處理及后處理過程中，通過投加化學(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。高效混凝處理的關(guān)鍵在于恰當(dāng)?shù)剡x擇和投加性能優(yōu)良的混 凝劑，如硫酸鋁、聚合氯化鐵（鋁） 、聚合硫酸鐵和聚合氯化硫酸 鋁鐵等?；炷齽┑陌l(fā)展方向是由低分子向聚合高分子發(fā)展，由成 分功能單一型向復(fù)合型發(fā)展。4工藝參數(shù)藥劑投加量：PAC投加量125%o,PAM投加量2-10 mg/L;混 凝沉淀法混凝時(shí)間：1530 min， 沉淀時(shí)間：

8、2555 min； 氣浮法 反應(yīng)時(shí)間：510 min，氣浮時(shí)間：1025 min。氣浮法氣浮法， 就是使廢水中能夠產(chǎn)生足夠量的微小氣泡。 使固液氣 三相污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)， 在表面張力和浮力等作用下，微小氣泡粘附在欲被去除的污染物顆粒上， 粘合體密度小于水 而上浮到水面， 從而使水中污染物被分離去除。 氣浮法通常包 括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。 在 制藥工業(yè)廢水處理中， 可用于如慶大霉素、土霉素、麥迪霉素 等廢水的處理。吸附法吸附法指利用多孔性固體吸附廢水中污染物， 以回收或去除污 染物，從而使廢水得到凈化的方法。常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。

9、中成藥、米菲司酮、雙氯滅 痛、潔霉素、撲熱息痛、維生素B6等產(chǎn)生的廢水常用煤灰或 活性炭吸附作預(yù)處理。電解法電解法是用電解的原理， 使本原廢水中有害物質(zhì)通過電解過程 在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)。電解法可以改變廢水中有機(jī)污染物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，具有高效、易操作等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有很好的脫色和提高可生化性的效果。例如采用電解法預(yù)處理核黃素上清液，COD、SS和色度的去除率分別達(dá)到71%、83%和67%0。膜分離膜分離法該技術(shù)包括反滲透、納濾膜、纖維膜。優(yōu)點(diǎn)是在產(chǎn)生 環(huán)境效益的同時(shí)又可回收有用物質(zhì)，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、處 理效率高、節(jié)約能源。吹脫法當(dāng)氨氮濃度大大超過微生物允許的濃度

10、時(shí)， 在采用生物處理過 程中， 微生物受到NH3- N的抑制作用， 難以取得良好的處 理效果。 趕氨脫氮往往是廢水處理效果好壞的關(guān)鍵。 因此在制 藥工業(yè)廢水處理中， 常用吹脫法來降低氨氮含量， 如乙胺碘 呋酮廢水的趕氨脫氮。技術(shù)適用性5適用于NH3-N濃度高于5000 mg/L的廢水。吹脫效果隨pH值上升而提高，水溫低時(shí)吹脫效果低?？尚泄に噮?shù)停留時(shí)間0.51.5 h,pH 811,塔高6米時(shí)，氣液比22002300，布水負(fù)荷率w180 m3/m2d。污染物削減和排放氨氮去除率60-90%。2、化學(xué)法采用化學(xué)方法時(shí)， 某些試劑過量會(huì)導(dǎo)致水體二次污染， 因此在設(shè) 計(jì)前應(yīng)做好相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究工作， 且

11、化學(xué)藥品昂貴。 化學(xué)法主要有鐵碳 電解法、臭氧氧化法和Fenton試劑法。鐵碳微電解法鐵碳法是在不通電的情況下， 利用填充在廢水中的微電解材料 自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī) 污染物的目的。以Fe-C作為制藥廢水的預(yù)處理步驟，其出水 的可生化性可大大提高。臭氧氧化法臭氧被認(rèn)為是一種有效的氧化劑和消毒劑， 具有很強(qiáng)的氧化能 力，采用臭氧氧化技術(shù)處理有機(jī)廢水，具有反應(yīng)速度快、無二 次污染等優(yōu)點(diǎn)。能提高抗生素廢水的BOD/COD，提高廢水 的可生化性，同時(shí)對(duì)COD有較好的去除率。工藝參數(shù)臭氧投加量2030mg/L，接觸時(shí)間12 h。污染物削減及排放可生化性可提高到BOD5/

12、COD0.3 ,COD去除率可達(dá)50%。Fenton試劑處理法亞鐵鹽和雙氧水的組合稱為Fen to n試劑，它能有效去除傳統(tǒng) 廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物。隨著研究的深入， 又 把紫外光 （UV） 、草酸鹽（C2O42-）等引入Fenton試劑中， 使其氧化能力大大加強(qiáng)。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)放大， 是一種有較好開發(fā)前景的處理青霉素廢水的方法?？尚泄に噮?shù)摩爾濃度Fe2+:H2O2=1:3，pH:24，停留時(shí)間：25 h。6污染物削減及排放COD去除率可達(dá)60%以上。高級(jí)氧化技術(shù)匯集了現(xiàn)代光、電、聲、磁、材料等各相近學(xué)科的最新研究成 果，主要包括電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧

13、化法、 光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術(shù)具有 新穎、高效、對(duì)廢水無選擇性等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于不飽合烴的 降解，且反應(yīng)條件也比較溫和，無二次污染，具有很好的應(yīng)用 前景。3、生化法生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)。由于制藥廢水中有機(jī)物濃度很高， 所以一般需要用厭氧和好氧相結(jié)合的方法才能 取得好的處理效果。下表總結(jié)了厭氧和好氧各個(gè)方法的工藝特點(diǎn)：優(yōu)/缺點(diǎn)備注厭上流式厭氧厭氧消化效率咼、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通常要求進(jìn)水中SS含量氧污泥床法水力停留時(shí)間短、無需另設(shè)污1000mg/L，適用于高濃度制藥7泥回流裝置。廢水。中溫(3540oC)條件下，COD容積負(fù)荷510kg/m3d。常溫條

14、件下，COD容積負(fù)荷35kg/m3d。結(jié)合了UASB和厭氧濾池(AF)的優(yōu)點(diǎn)，使反應(yīng)器的性能有了改善。可將有機(jī)大分子降解，改善原COD容積負(fù)荷高于2kg/m3d,水的可生化性；反應(yīng)迅速、池HRT般大于12;池內(nèi)可填裝子體積小，投資少，并能減少填料，推薦采用彈性立體填料，污泥量；不需密閉、攪拌，不填裝率3050%;可適量曝氣，設(shè)三相分離器，降低了造價(jià)并但應(yīng)保證DO0.5mg/L。利于維護(hù)具有反應(yīng)液傳質(zhì)和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污泥截留能力強(qiáng)、法(UASB法)上流式厭氧污泥床過濾器(UASB+AF)水解酸化法厭氧復(fù)合床(UBF)厭氧折流板反應(yīng)器8穩(wěn)定性

15、高、對(duì)高濃度有機(jī)廢水，特別是對(duì)有毒、難降解廢水處9理中有特殊的作用。兩相厭氧消化法產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌分置， 各自 發(fā)揮最大活性，較單相厭氧消 化工藝的處理能力和效率大大 提高。適于處理咼濃度有機(jī)污水、懸浮物濃度很咼的污水、含有毒物質(zhì)及難降解物質(zhì)的廢水。膨脹顆粒污EGSB厭氧反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的可用于SS含量高的和對(duì)微生物泥床去除率高達(dá)85%以上，運(yùn)行穩(wěn)有毒性的廢水處理和咼濃度有機(jī)(EGSB)定，出水穩(wěn)定。廢水處理。改進(jìn)了曝氣方法，使裝置運(yùn)行穩(wěn)定。廢水需大量稀釋，運(yùn)行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨脹，剩余污泥量大，活性污泥法缺點(diǎn)是廢水需要大量稀釋，運(yùn)去除率不咼，常必須米用二級(jí)或行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨脹，多級(jí)

16、處理。剩余污泥量大，去除率不咼。好其保溫效果好，處理不受氣候條氧氧利用率高、占地面積小、處件影響，可保證北方地區(qū)冬天廢法深井曝氣法理效果佳、投資少、運(yùn)行費(fèi)用水處理的效果。東北制藥總廠的咼濃度有機(jī)廢水經(jīng)深井曝氣池生低、不存在污泥膨脹、產(chǎn)泥量低?；幚砗?，COD去除率達(dá)92.7%。吸附生物降A(chǔ)段負(fù)荷咼，抗沖擊負(fù)荷能力對(duì)BOD、COD、SS、P和氨氮10解法（AB法）強(qiáng)，對(duì)pH和有毒物質(zhì)具較大緩的去除率一般均咼于常規(guī)活性污11沖作用，特別適用于有機(jī)物較高、水質(zhì)水量變化較大的污水。泥法。常在活性污泥系統(tǒng)中投加粉末活具有均化水質(zhì)、無需污泥回流、性炭(PAC)以減少曝氣池泡沫。耐沖擊、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)比

17、較適用于處理間歇排放、水量序批式間歇單、操作靈活、占地少、投資水質(zhì)波動(dòng)大的廢水，如中藥材、活性污泥法省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率咼四環(huán)素、慶大霉素等生產(chǎn)廢水的(SBR)于普通的活性污泥法等優(yōu)點(diǎn)。處理。處理青霉素制藥廢水時(shí)，缺點(diǎn)是污泥沉降、泥水分離時(shí)可以克服常規(guī)好氧法能耗高、稀間較長。釋水量大以及厭氧法預(yù)處理要求咼、運(yùn)行費(fèi)用咼的缺點(diǎn)。是將SBR的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū) 對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果更循環(huán)式活性也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。好；進(jìn)水過程是連續(xù)的，單個(gè)污泥法SBR及CASS均適用于COD濃池子可獨(dú)立運(yùn)行；比SBR法的(CASS法)度在3000mg/L以下的廢水，抗沖擊能

18、力更好。COD容積負(fù)荷12kg/m3d,出水溶解氧控制在2mg/L左右。不僅能利用物理吸附作用，還能充分利用附著微生物對(duì)污染生物活性碳物的降解作用，大大提高COD去除率，氨氮、色度的去除率12可行技術(shù)路線1預(yù)處理：混凝法、氣浮法、微電解、Fenton試劑、催化氧化等；2厭氧工藝：UASB、兩相厭氧消化、EGSB等；3好氧工藝：生物接觸氧化法、CASS、SBR、活性污泥法等； 注：生化段主要采用“厭氧+好氧”。由于制藥廢水的多樣性，采取的處理方法也千差萬別的。在“預(yù) 處理厭氧好氧后處理”的工序中， 可根據(jù)廢水的水量水質(zhì)等特征, 采取相應(yīng)的組合工藝路線。厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝 在改善廢水的可生化性、13耐沖擊性、 投資成本、 處理效果等方面表現(xiàn) 出了明顯優(yōu)于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)其他組合工藝主要有電解水解酸化CASS工藝、微電