化学合成制药工业废水处理难点分析及对策

化学合成制药工业废水处理难点分析及对策

李运鹏

中山百灵生物技术有限公司广东中山528437

摘要：化学合成制药工业废水处理难度较大，在面对不同生产工艺和产品的生产线时，所适应的废水处理方法不同，具有非常强的复杂性。为提高化学合成制药工业废水处理效率，需要确定此类废水的特点，并从专业角度分析存在的难点，有针对性的提出解决策略，确保排放处理后的废水可以达到专业标准。

关键词：化学合成制药；工业废水；处理难点

化学合成制药废水具有毒性物质多、有机物含量高、生物降解难度大、有机溶媒量大等特点，相比其他类型的废水处理难度更高，对处理技术和工艺设备有更高要求。一般采用单一的水处理技术难以达到国家要求的废水排放标准，尤其是针对高浓度化学合成制药废水来讲，必须要加强对治理技术的研究，基于废水类型和特点对比择优选择，以适应性最强的技术作为支持，达到最佳处理效果。

一、化学合成制药工业废水特点

1.污染物产量高

就化学合成制药工艺来讲，可生产的产品种类多，生产流程长、工艺复杂度高，每一种原料药的生产需要经过多个步骤的反应，需要众多种类和数量的原材料作为支持。总结来讲即原料投入大，但是产出比例小，物料利用率较低，并且大部分的物质最终以废水、废弃和固体废物的形式存在。需要面对的待处理工业废水量巨大，并且内部所含成分复杂，存在大量的有机物，并具有高毒性，对环境污染危害重大，对废水处理技术和工艺方法有较高的要求[1]。

2.间歇性排放大

化学合成制药生产多是采取的间歇式生产模式，相应的化工废水也是间歇式排放。在经过一段时间的生产积累以后，会在某个时间段集中排放，这就决定了待处理的废水量、浓度、瞬时差异等无规律，对设备运行以及环境保护均带来了较大难题，在一定程度上会影响废水处理效果。例如现在比较常见的生物治理技术，对废水水质、水量要求比较严格，如果波动过大，将会对微生物的正常生长产生影响，进而会降低废水治理效果，甚至会导致整个微生物处理系统瘫痪，产生更大损失[2]。

3.废水成分复杂

相比其他类型的工业废水，化学合成制药生产废水污染物浓度更高，且内部成分复杂度更高。废水中所含污染物即制药生产过程中所使用的原辅材料、难生化讲解的化学合成物质、残留药物成分以及药物降解中间产物等，以及还含有大量的氯化物、硫酸盐等盐类物质。复杂的成分无疑使得废水处理难度更大，还需要有专业合适的技术工艺作为支持，才能够确保达到国家要求的废水排放标准，避免对环境造成污染。

二、化学合成制药工业废水处理难点与对策

1.高盐废水处理

就化学合成制药生产工艺来看，以各种类型原辅料作为支持，在生产过程中，化学反应不完全以及化学副产物均会产生大量的高盐、高有机废水，直接排放对生态环境存在严重影响。高盐废水一直都是化工废水处理的难点，需要基于其所含化学物质种类和特点来选择处理方法，否则难以达到有效的治理效果。高盐度环境抑制了微生物脱氢酶活性，盐浓度越高水的渗透压越高，促使微生物脱水导致细胞原生质分离，无法为微生物提供生长条件，因此并不适用于微生物处理系统[3]。对于高盐废水更适用反渗透膜浓缩法、蒸发结晶法以及电化学法等处理。另外，化学合成制药产生的高盐废水普遍含有较高的有机物，这样上述的几种废水处理方法效果并不明显，甚至会因为有机物的存在出现严重的粘结、结垢问题。因此可选择焚烧和冷冻结晶法处理，且焚烧效果最佳，但是对工艺设备和成本费用要求较高。高盐废水中以氯化钠为主要盐分，在温度逐渐升高的过程中并不会对氯化钠的溶解度产生影响，且采取冷冻结晶的方式也无法达到预期的除盐效果。

某化工合成制药厂选择对车间设置两套5m³反应釜且配备蒸汽与冷冻系统，对高盐废水进行预处理。向反应釜内通入蒸汽，采取蒸发的方式对废水进行预浓缩处理，然后进行冷冻结晶，促使废水中的盐析出，达到除盐的目的。多次试验结果显示，蒸发预浓缩环节平均进水盐分浓度为28%，蒸汽预浓缩结束后平均盐分浓度升高到50%，且可以做进一步浓缩。但是继续浓缩会产生明显结垢问题，最终确定出水盐分控制在50%即可，以免影响设备的正常运行。并且最后浓缩后的废水进入冷冻结晶阶段，结晶后的废水盐分为10%[4]。虽然该废水处理体系只能够降低部分盐浓度，但是面对车间稳定性不足的排水系统，如果不进行废水预处理，综合调节池废水总盐分必定会超出限值，导致生化系统无法正常运行，而去除部分盐分以后，可消除排水不稳定带来的隐患，始终将综合调节池废水盐分控制在限值以下，综合来讲实际应用效果比较明显。

2.含二氯甲烷废水处理

二氯甲烷无色、易挥发且比水重，可以微溶于水，可以与绝大多数的有机溶剂互溶，一般是化学合成制药的反应介质，待产品制备完成后需要对其进行分离处理。可通过加热升温的方式，待达到40℃以后可被蒸发成气体溢出。对于含二氯甲烷的废水来讲，具有一定毒性，必须要对其进行预处理，以免对生化系统中的微生物产生抑制甚至毒性作用。需要对车间废水做有效收集，且进行集中预处理。可在车间内设置5m³的反应釜，采取间歇运行的方式，每天可分为5个批次运行，且始终维持在38~40℃，维持30min的恒温反应。将反应釜出口端连接于冷凝设备，利用冷凝的方式对加热溢出的二氯甲烷进行回收，且还要对回收后的二氯甲烷做二次处理，消除其中含有的少量水与其他低沸点VOC。此种方式处理主要目的是降低废水中的二氯甲烷含量，确保其浓度不会对生化系统带来不良影响即可。事实证明，经过上述处理后，废水中所含二氯甲烷多控制在50mg/L以下，可直接进入到综合调节池，与其他类型的生产废水混合后再做进一步的集中处理即可，避免对生产以及废水处理工艺的影响。

3.高有机浓度废水

化学合成制药废水所含有机浓度较高，一直都是废水处理的难点与要点，比较常见的处理方法如萃取法、超临界水氧化法以及精馏等。基于生产原料和技术工艺进行综合分析，可确定高浓度有机废水的主要原因是含有溶剂类物质，如丙酮、甲醇、异丁醇等。针对高有机浓度废水的处理，关键就是要对其中含有的溶剂类物质进行提取回收，以降低有机物浓度，同时还可以将精馏获得的有机溶剂重新应用到生产流程中，不仅可以对生产废水进行有效处理，同时还能够降低生产成本。

结束语：

化学合成制药废水处理难度较高，普通废水处理工艺很多情况下无法达到预期的处理效果，可采取分阶段处理的方式，利用适应性高的处理系统进行集中化废水处理。而如果面对高浓度废水，则可以选择多种工艺综合处理的方式，确保最终废水可以达到国家所规定的排放标准。

参考文献：

[1]陈林青,杨兰兰,戴娟娟.化学合成制药工业废水处理难点分析及对策[J].化工管理,2018(31):89-90.

[2]戴娟娟,陈林青,杨兰兰.化学合成制药废水处理难点分析及对策(Ⅱ)[J].化工管理,2018(30):175-176.

[3]周琳.头孢类抗生素合成废水处理技术研究[D].河北科技大学,2013.

[4]刘小芳.内电解法对化学合成制药废水的去毒效果评价[D].天津大学,2010.