制药废水处理技术及关键设备浅谈

制药废水处理技术及关键设备浅谈

梁姗姗1侯录榜2

1昆药集团股份有限公司    云南 昆明    650032  2云南湖柏环保科技有限公司 云南 昆明   650032

摘要：我国科技水平和人们生活水平的显著提高，我国工业发展也十分快速。生命周期管理的理念对水污染的防治至关重要。对于制药废水而言，其生命周期可以描述为：废水的产生，废水的处理和废水的再利用。基于这样的理念，制药废水的治理不仅依赖于下游排放前的处理过程，还依赖于上游过程的清洁生产过程。提高了制药生产的效率，减少了原材料的使用量，降低了药物生产过程的废水排放量。尽管如此，我们仍不能避免大量废水的产生，因此，开发新型制药废水处理技术，仍然是削减制药行业废水排放量的重要方向。

关键词：生物制药；生产废水；升级改进

引言

制药废水预处理及深化处理方面，电化学氧化和臭氧氧化等清洁环保技术将继续发展创新，其应用水平进一步提高，以期在达到处理效率的基础上，降低处理成本。今后，制药废水的处理必将着眼于经济、高效、环保，以达到经济效益和环境效益的统一。

1废水的来源及特点

在实际工程运用中，厌氧 - 好氧生物处理方法具有一定的优越性。采用“PEIC 厌氧反应器+ 高效接触式活性污泥池”工艺，即厌氧 + 好氧处理工艺对某药业公司中药提取废水的处理，达标排放；采用厌氧复合床（UBF）和周期循环活性污泥系统（CASS）处理抗生素废水试出水水质达国家生物制药工业废水排放标准；尝试采用 ABR-EGSB- SBR 组合工艺处理制药废水，出水各项指标均达到《污水综合排放标准》二级标准。采用气浮 +UBF+CASS 处理某中药生产企业高浓度中药提取废水，各污染物去除率均在 90% 以上。采用初沉池 + 预酸化调节池 +UASB+ 复合好氧池+ 微絮凝沉淀 +BAF 工艺处理制药厂高浓度中药提取废水，在复合好氧池出水水质就已达新建企业污水排放标准。尝试用“酸化—ABR—SBR”工艺处理高浓度制药废水；尝试采用前端厌氧与微氧相结合的复合水解酸化，后端交替流生物反应器与双流向曝气生物滤池组成的好氧生物处理工艺，建成了国内医药行业最大的废水处理工程。目前厌氧、好氧处理的单元操作较多，有待研究开发新型高效低能耗的厌 - 好氧复合反应器。研制出了新型厌氧好氧一体化生物反应器，并用其对发酵类制药废水进行中试，是一次效果较好的尝试。

2原污水处理工艺存在的问题

（1）未对碱性废水进行调节预处理。（2）废水预处理更换填料、加药操作繁琐，并且后期经预处理的水难以达到生化处理单元的进水要求，致使整个系统的处理能力下降。（3）废水预处理效能低，不能有效去除废水中的硫酸根离子，污水处理过程中易挥发出难闻气味，对厂区环境及企业形象造成负面影响。（4）由于进入好氧系统的污水有机物浓度偏高，好氧处理效果不理想。根据对污水处理站调试观测结果，污水处理站日处理流量在600t时，A池出水COD可稳定在1000mg/L以下，由于O池的曝气系统问题和运行中出现污泥膨胀等问题制约系统总处理量提升不上去。因此重点要通过改造，稳定A池出水效果，提升O池处理效果。

3制药废水处理方法

3.1生物法处理技术

生物法处理技术是通过微生物的新陈代谢作用，将水中有机物转化为二氧化碳、水等无机物。通过工艺处理合成依托度酸残留较高的制药废水（药物残余达到 7 500 mg/L），研究结果显示，使用生物法处理技术可以保证其中 90% 左右的药物残余去除，由于在处理过程中会生成硝酸盐以及硫化物抑制，采用预氧化工艺处理后其去除率可以达到 100%。通过移动床生物膜反应器（Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR）工艺处理技术，以间歇式以及连续式使用方式分别处理制药废水，结果表明这一处理方法对废水中的污染物去除率较高，并且间歇式处理方式效果更佳。相关研究人员利用厌氧膜生物反应器（AnaerobicMembrane Bioreactor，AnMBR）处理技术，进行制药废水的处理试验，发现甲醇作为唯一使用碳源情况下，去除率可以达到 97%，制药废水作为唯一碳源情况下，去除率仅有 78% 左右，且反应器内存在的微生物群落也有一定区别。还有部分研究人员使用升流式厌氧填料床反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，UASB）技术应用于发酵类制药废水处理中，发现水力的停留时间主要是在 2.5 ～ 4.0 d，负荷情况显示为 0.6 ～ 2.0 g/d，去除率为 95% 左右，满足排水标准。UASB 处理技术主要应用在提取类高盐制药废水中，其停留时间设置为 48 h，在处理之后去除率为 41.3% 左右。其反应器配备主要有三相分离器，有效分离气体、液体以及固体，在反应器中可以有效维持较高的污泥浓度，处理效率突出，同时承受较高有机负荷，在中高浓度有机废水排出中应用比较广泛。

3.2生产废水经混合后进入综合调节池

经泵提升到石灰石曝气床，污水在石灰石曝气床中反应后，pH会上升到6~8，污水中的硫酸根与钙离子反应，生成硫酸钙沉淀，石灰石曝气床的出水自流入集水池，经泵提升到混凝沉淀池（加碱、PAC、PAM），沉淀池出水经酸化水解池流入中间水池，经泵提升到厌氧反应器，进入厌氧反应器的污水通过蒸汽调节水温（33~37℃最佳），提升反应速度和有机物去除率，厌氧反应器出水依次流入A池、O池，最后经二次沉淀池进行泥水分离后达标排放。混凝沉淀池和二次沉淀池污泥经带式压滤机脱水后外运安全处置。带式压滤机滤液和清洗废水流回到中间水池重新处理，确保污水完全处理。

3.3离子交换法

离子交换法处理高盐废水是利用带有氨基、羟基等官能团且具有网状结构和不溶性的高分子聚合物与废水中的金属离子发生鳌合、置换，从而处理废水。该法的核心在于离子交换树脂，因此，研发和寻找高吸附容量的离子交换树脂，提高树脂的使用寿命，同时降低其活化再生费用将是离子交换法发展的关键，否则将限制其发展和应用。离子交换法不仅可以去除金属离子，达到降低水体硬度和有效脱盐的目的，而且可以在一定程度上实现重金属的资源化回收。因此，该法的优点是操作简单、处理效果好、可回收重金属等，但也存在离子交换树脂易堵塞、吸附容量有限、再生困难等问题。采用静态吸附系统研究了3种离子交换树脂对高盐废水中残余Ca离子的吸附效果。研究发现:3种离子交换树脂均能有效吸附去除Ca离子，且3种离子交换树脂对Ca的吸附量会随着反应时间的增加和反应温度的升高有所增加，表明该离子交换过程属于吸热反应，可自发进行。

3.4内电解技术

内电解技术是一种化学还原工艺，其中国内外研究最多、较为成熟的是铁炭内电解法，它基于电化学、氢的还原、铁的还原作用、絮凝沉淀和吸附作用降解废水污染物。它具有处理成本低、不需化学试剂和电力、可提高污水碳氮比的优势，我国从20世纪80年代起开展了很多铁炭内电解的研究。近年，原电池反应的强化及新型内电解填料成为学者们的研究重点，以解决铁碳内电解铁屑钝化导致反应变缓、填料板结的问题。马鲁铭等通过大量的实验和工程实例，发现催化铁内电解较单纯铁内电解法处理率更高，更广的pH适应范围，铁耗量降低且不需曝气，可降低废水处理成本。史敬伟等和胡晓娜等进一步研究了催化铁内电解法处理化学合成类和发酵类制药废水最佳条件。总之，内电解技术在制药废水处理中的应用在不断完善，其具体反应机理和相关一体式反应器研制一直在探索中。

结语

在弱碱条件下，增加电解质浓度、提升电流密度和减小极板间距等措施有利于降解性能的提升。基于废水处理效果及能耗综合考虑，其应用水平进一步提高，以期在达到处理效率的基础上，降低处理成本。今后，制药废水的处理必将着眼于经济、高效、环保，以达到经济效益和环境效益的统一。

参考文献

［1］李俊虎，周珉，王乔，等.高盐废水处理工艺最新研究进展［J］．环境科技，2018，31(4):5.

［2］李凤娟，徐菲，李小龙，等.高盐度废水处理技术研究进展［J］．环境科学与管理，2018，39(2):4.