制药工业生产废水处理方法概述

(四川化工职业技术学院，四川泸州，646000)

制药工业生产废水处理方法概述

张丽

(四川化工职业技术学院，四川泸州，646000)

制药工业废水的有机物浓度高，成分复杂，对环境污染大，属于难处理的工业废水之一。本文就该类废水的特点和处理方法进行相关介绍，以期为制药工业废水的处理提供一定的参考。

制药废水 有机废水 处理方法

医药产业在我国国民经济发展中占有非常重要的地位，近年来随着人们对医药产品的需求不断上升，制药工业也在逐步发展，伴随而来的还有各类制药废水的不断排放。据统计，我国制药工业占到全国工业总产值的1.7%，而废水总排放量中却占到了2%，我国已将制药工业作为重点治理的行业。2008年，国家环保部首次发布了制药类工业废水排放系列标准，为制药工业中的发酵类、化学合成类、提取类、中药类、生物工程类和混装制剂类等六大类制定了相关排放标准。2012年，环境保护部发布了《制药工业污染技术政策》，对制药工业废水的处理给出了相关要求。2014年出台了《发酵类制药工业废水治理工程技术规范》用于规范发酵类制药工业废水的治理。但在实际应用中需要根据制药废水的特点，选择适宜的处理方法。

1 制药工业废水的来源及特点

1.1 制药工业废水的来源

根据生产药品的成分，我国的制药工业可分为中药生产和西药生产，制药工业废水即可分为中药生产废水和西药生产废水。由于各自的生产工艺不同，产生的废水环节也不相同[1]。中药的主要产品形式有丸剂、片剂、胶囊、口服液等，根据废水的产生环节，可分为清洗用水、蒸煮用水、清洁用水和生活污水几种[2]，其中蒸煮环节中排放的废水量最大，对环境的污染程度也最高[3]。根据产品类别和工艺过程，西药生产废水类型为抗生素类生产废水、合成药物类生产废水以及各工艺过程产生的清洗废水和冲洗废水等[4]。

1.2 制药工业废水的特点

一般而言制药工业废水特点主要有[3,5]：有机污染物浓度高；大多数有机物不易发生沉降；色度大；可生化性较好，一般能达到0.4及以上；药品产量受市场影响，常为间歇排放，水量不固定。整体表现出污染成分复杂，水质变化大等特点，为我国面临的处理难题。制药废水已成为了世界各国较难处理的废水之一，各国都在积极探究如何有效处理该类废水[6]。

2 制药工业废水的处理方法

在2012年环保部出台的《制药工业污染技术政策》中要求制药企业按照排放废水的特点选择适合的处理方法，对于特殊废水，如含有毒性或特殊成分的应单独进行收集预处理后再与其他废水混合处理。

目前，制药工业生产废水的处理方法主要有：物理法、化学法、物化法、生化法及各种组合工艺等[3,6,7]。

2.1 物理法

物理法指不外加化学试剂，借助污染物自身的物理特性，或通过仪器设备辅助的方式，让污染物从废水中分离的方法。根据作用方法和原理，可将物理法分为重力分离法、磁力分离法、筛滤截流法、离心分离法和蒸发结晶法等[8]。一般常用于制药废水的预处理，主要分离呈不溶解性或悬浮状态的物质。

2.2 化学法

通过发生化学反应或传质作用，去除废水中污染物质或将有害物转化为无害物的处理方法。化学法能迅速有效地去除多种污染物，在一定范围内，可处理其他方法所不能处理的物质。化学法具有处理设备操作更简单，更易于控制和检测等特点，同时可回收部分有毒、有害物质。随着水资源的日渐短缺，化学处理法已凸显出明显优势，在废水处理方面将越来越受重视，获得更广泛的应用。根据化学反应机理和类型，可将化学法分为：酸碱中和法、吸附分离法、混凝沉淀法、氧化还原法以及离子交换法等。其中，最常用的化学法是混凝沉淀法和氧化还原法。

2.2.1 混凝沉淀法

物质在混凝剂的作用下，通过凝结成大颗粒物质沉降到废水底部，与废水相分离的方法，称为混凝沉淀法。由于具有操作简单，不需要复杂的仪器设备，且混凝剂价格便宜等特点，混凝法已被广泛应用，如预处理高浓度的有机废水或废水的中间处理及全程处理。混凝剂包括无机类和有机类，不同类别的混凝剂需要的反应条件不同，产生的净水效果也不一样。一般在混凝剂使用过程中，为了增强混凝效果，还需要投加助凝剂，或者两种混凝剂组合使用。

郑怀礼[9]等人曾研究用不同的混凝剂处理重庆太极集团桐君阁制药厂的废水，结果表明：PAC、PFSS和PFS三种混凝剂的效果较好，且有机阳离子高分子絮凝剂能增强PFSS和PAC的混凝效果；混凝效果受水质pH值的影响较大，在碱性条件下效果较好；进一步比较发现，PFSS更适合应用于该废水的处理。

2.2.2 氧化还原法

当废水中存在有机、还原性无机物时，可通过投加氧化剂进行氧化分解以达到处理废水的目的。常用氧化剂的主要类型有氧类和氯类。其中，常用的废水处理氯类氧化剂有ClO2、氯气、次氯酸盐(如次氯酸钙)等；含氧类氧化剂有O3、H2O2及KMnO4等几类物质。Fenton试剂是由H2O2和Fe2+构成的复合氧化剂，具有高效、经济等特点，在废水处理中被广泛使用[10]。

邓潇雅[5]等曾在处理某中药厂废水时使用了Fenton试剂，处理结果表明：在调节好水质的pH值，控制较合适的Fe2+和H2O2投加比例和水温的情况下，该试剂对中药废水COD的去除效果良好。

顾俊璟[11]等曾在处理抗生素制药废水时比较使用了氯氧化法和光催化氧化法，试验结果表明：在对制药废水有机物的降解上，两种化学氧化法均能有效地去除有机物，使得出水COD值能达标排放。

秦松岩[12]等在对四环素制药类废水的二级出水进行脱色处理时，运用了Fenton试剂进行连续流实验处理，结果表明：在控制好最佳实验条件下，废水的COD去除率保持在65%，色度去除率在90%以上，出水可以达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)中的相关排放标准。

陈举恩等[13]曾在其论文中对在制药废水中常用的高级氧化技术，如光催化氧化及其联用技术，Fenton试剂及其联用技术，超声波及其联用技术，O3工艺及其联用技术等进行了详细阐述。

化学处理法虽然种类多，去除效率也高，但对于高浓度的制药废水而言，其处理效果一般无法满足达标要求，而且如果处理不当，还容易产生二次污染。因此，化学法往往被用于预处理难生物降解类的制药废水或深度处理，如二级生化出水的处理。

2.3 物化法

利用物质间的物理特性和化学反应作用，将物理法和化学法结合使用，实现废水处理的方法称为物化法。常用物化法有：吸附法、气浮法、离子交换法、吹脱法、萃取法以及膜分离法等。

贵州大学的柯灵非[14]曾运用微波技术“协助”膨润土和Fenton试剂处理中药废水，研究结果表明：微波技术在协助膨润土对废水的吸附中所使用的辐射功率并非越高越好，在功率为150W，照射时间30s时的吸附效果是最理想的；在Fenton试剂反应体系中加以微波的方式，会产生明显的协同效应，从而达到缩短反应时间，降低处理成本的目的。物化处理法一般不适合处理大规模的废水，只能用于对紧急事故的处理[15]。

2.4 生物法

利用微生物在新陈代谢过程中对有机物的分解作用而进行的污水处理方法，称为生物法。在处理生活废水和工业废水中微生物占有非常重要的地位，其对废水处理效果的有效性和高效性已经获得广泛认可，并在各类废水处理中广泛应用。根据在生物法中起主要作用的微生物种类，可将生物法分为好氧法、厌氧法和生物酶法。生物法能够去除废水中大部分有机污染物，是制药工业生产废水处理中最常用的处理工艺。

刘庆斌[16]等人在处理陕西某制药厂的废水时采用了CASS工艺，取得了较好的效果：出水水质中COD、SS和BOD5的浓度分别为36～88mg/L、36～56mg/L、19～28mg/L，不仅达到了国家规定的污水排放标准，还可满足地方标准中规定的排放限值。

2.5 组合处理工艺

对于大多数制药工业生产废水而言，只用一种工艺往往难以处理达标，常将多种工艺组合使用，常见的组合方式有：微电解+厌氧水解酸化+SBR、电解+水解酸化+CASS工艺、接触氧化+UASB+兼氧+气浮，ABR+SBR工艺等[6]。刘敖[17]等人曾对CASS工艺和IC厌氧反应器联用处理中药厂废水做了较详细的阐述。

张亚楠[18]等人用铁屑法来预处理制药废水，结果表明：当废水在处理装置中停留30min，在pH值=6的条件下，制药废水的可生化降解性(BOD5/COD)由20.2%提高到了30.0%，在pH值=6.5时可达到43.4%，为后面进行生物处理创造了更好的条件。

徐海涛[19]曾对江西某中药厂的废水处理中设计了“水解酸化+接触氧化”的处理工艺，运行结果表明：对接触氧化池的曝气产生的溶解氧浓度不能超过2.5～4.0mg/L，不然会增加能耗，微生物的总量也会减少，处理效果变差；通过对生化出水做的混凝沉淀实验表明：在pH值=7.0、温度为25℃的条件下，当加入PAC的量为150mg/L时，出水中CODCr、SS去除率可分别达到45.3%和50.4%；如果运行状态稳定，出水SS为24～47mg/L之间，去除率达90.4%；出水BOD5在9.4～21.4mg/L之间，去除率为97.2%；出水NH3-N在3.5～8.2mg/L之间，去除率达到79.6%；色度去除率达90%以上；处理废水量为200m3/d时，可产生0.4m3污泥。

赵钢[20]曾选用“气浮+ABR+SBR”的组合工艺处理某中药废水，当进水COD浓度为15000mg/L，BOD5浓度为6000mg/L时，通过组合工艺处理后可分别下降至100mg/L和20mg/L，实现出水达标排放。

朱金秀[21]曾用“ABR+SBR”组合工艺处理中药废水，结果表明：通过ABR反应器的处理，当OLR为4.02 kgCOD/(m3·d)，HRT=24h时，废水的可生化性由原来的0.34提高到0.50左右，后期可生化性较强；进入SBR反应器后，COD去除率由82.05%提高到91.62%，对进水浓度的适应性由412.2mg/L提高到1314.2 mg/L。

3 建议

制药工业生产废水的处理方法虽多，但由于其属于复杂的难处理类废水，各企业应当根据选用的药品生产工艺及产生的废水特点，通过实验方式选择适合的处理方法。

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[2] 黄逍,张志芬,等.中药工业废水处理研究进展[J].环境科学与技术,2011,34(6G): 184-186.

[3] 王珏.中药废水处理技术探讨[J].广东化工,2009,36(4):138-140.

[4] LONG D J,LAURIA J M.Anaerobic biological treatments[M]. Google Patents, 2005.

[5] 邓潇雅,刘剑锋,杨爱江,等.Fenton法处理中药废水的研究[J].环境科学与管理, 2010, 35(4):68-70.

[6] 李宇庆,马楫,钱国恩,等.制药废水处理技术进展[J].工业水处理,2009,29(12):5-7.

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[18] 张亚楠,段舜山,刘国光,等.铁屑预处理制药废水的研究[J].生态科学,2002, 21(1): 62-64.

[19] 徐海涛.水解酸化-接触氧化工艺处理中药废水的研究[D].南昌:南昌大学,2014.

[20] 赵钢.ABR+SBR组合工艺在中药废水处理设计中的应用[D].成都:西南交通大学, 2005.

[21] 朱金秀.ABR-SBR工艺处理中药废水的研究[D].重庆:重庆大学,2005.

TheTreatmentMethodsofPharmaceuticalIndustryProductionWastewater

ZhangLi

(SichuanChemicalEngineeringVocationCollege,Luzhou646000,Sichuan,China)

The pharmaceutical industry wastewater is one of the difficultly treated wastewater because of its high concentration of pollutants and complex composition. The characteristics and treatment methods of this wastewater are narrated in the paper, which can provide a reference for the treatment of pharmaceutical industrial wastewater.

pharmaceutical wastewater; organic wastewater;treatment method