固体废弃物预处理中药制药废水的实验分析

吴丽燕 王秀丽 白 鹤

1.杭州绿夏环境科技有限公司；2.安徽睿晟环境科技有限公司；3.浙江东天虹环保工程有限公司

1 引言

中药制药所产生的废水，主要是药物的毒性、酸性和化学反应，可能会对于处理环境造成一定的影响，而成熟的预处理技术，能够将废水的有害性尽可能地降低，以达到废弃物的无害化处理。在制药废水的排放标准中，其中以COD的去除效果，以及脱色率的相应参数，能够满足国家在相关领域中的规定范围内，作为废水处理标准的基本参数，将化学药品的废液，在一定的要求范围以内，按照既定的方案，进行回收和处理。而预处理的方法，需要结合企业的预算，废水处理工艺适宜的条件，和废水内药物的主要化学成分，综合考虑选择最优方案。在逐渐发展的废液处理技术中，对于铁屑和炉渣应用价值的开发，获得了阶段性的进展，尤其是在内电解的基础之上，在同等成本的材料中，COD的去除效果也是位列前茅。

2 固体废弃物预处理的主要原因、材料和方法

在资源短缺、竞争激烈的大背景下，材料的选用和低成本处理方法的选择，成为制药企业在市场竞争当中，必不可少的重要手段，而炉渣和铁屑是完成废液预处理的关键材料。主要的处理步骤，是通过加入铁屑，配合着1mL的H2O2，通过一些溶液的混合，针对废液的pH和其他化学性质的调整，尽可能地保障制药过程当中，所产生的毒性和影响后续处理的性质，在一定程度上得到缓解。而对于目前的化工技术来说，要想将废液造成的环境污染现象，尽可能地降到最低，首先是对于预处理材料的实验。在锁定最适宜使用的材料后，通过控制变量的形式经过多次实验和反复验证，来求证所使用的方法，相对于其他原理存在突出的特点。作为中药废液，其中所导致污染问题的主要原因，是由于药业在加工过程中，往往需要配合一定量的化学反应，而在这个过程当中，所生成的一次产物、多次产物，具有独特的化学污染性。而在以往的环境治理经验下，化工污染无法及时被分解，会由生物链的传递，导致人类社会反受其害。而对于中药废水来说，存在一定的颗粒渣滓，并且色素污染性强，其中化合有机物的分解能力，大多数都不属于自然分解能力。由此，为了保障中药制药水平的发展，开发处理效率高、处理成本低的废水处理体制，是必要的实验课题，将固体废弃物作为净化原料，利用物理电解法，通过Fe2+对于有机物的破坏能力，降低废液对于外部环境的污染。

3 中药制药废水预处理的缺点与难点

3.1 固定化的处理模式缺乏针对性

经过实验室的研究结果显示，中药制药的废水成分当中，主要是药品不同的选择和搭配，会造成不同的化学反应，其中由于废液遇到氧气，造成的有机反应也会导致成分的变化。尤其是在制药成本上来说，针对性的设计每一种废液的处理方法，会造成相当大的经济压力，因此在中药制药以后，需要选择通用性较强的处理方案，来降低制药废水的处理成本，同时对于差距较大的废液，尽可能地增加处理方法的种类[1]。而在制药以后的处理上，经常存在的问题是用固定模板，进行废液的处理，这种方法不但无法迅速完成净化，同时在处理效果上也略逊一筹，并且固定化模式的处理手段，可能会造成另外不必要的反应。尤其是对于一些有机污染物，在排放后其污染能力较强，并且普通的沉淀方法，对于各种化合物的沉降效果也相对较差。因此更加需要结合实际情况，对于药品制备流程中，可能出现的化合物、元素，进行针对性的沉降和去除，在一定程度上，提高对于污染性物质的去除效率。

3.2 中药制药废水中的有机污染物种类复杂

目前由于废液不按标准排放，最直接的污染现象，就是导致环境的富营养化，而导致这种原因的首要原因，就是由于有机物造成的污染现象。根据实验室的分析结果来看，有机物的分子结构，以及化学结构中的发色基团，是导致废液排放不满足标准的首要原因，而通过单纯的物理分解，无法实现所有污染物的有效电解。况且根据废液处理控制成本的原则，尤其是在大批量处理的情况下，对于电力能源的消耗过大，并且按照基本分解原理，电解实现有色度去除的效果，并没有在实验中呈现明显效果。尤其是对于末端吸收蓝移的效果，对于复杂的有机物分子来说，简单的物理处理方法，以及一些简单的化学反应，无法轻易地造成有机物结构的破坏，由于有机物结构相对稳定[2]。因此在进行实验的过程中，不同有机物需要不同化学破坏的方法，只有通过针对性的手段，增加目前的制药废水的处理效果。

3.3 部分污染物的处理不彻底

除了一些不易分解的有机物以外，还有很多有毒的粒子，难以形成沉淀和气体，无法将其从溶液中彻底消除，因此在实验室的预处理操作中，需要考虑到这部分的化学物质，在进行排放后的毒性。而常常在废液处理上，研究人员容易将重心，放在废水的去色和COD的去除上，可是在污染物去除率的检测上，却很容易出现疏忽，尤其是毒性和对于环境的影响。由此可知，在经过处理的制药废水中，仍然可能存在着极强的药性，而这部分化学物质，可能会与其他的粒子进行再次反应，重新生成污染物，同时也可能会由于，带毒粒子的意外排放，造成周围环境长时间内的无法使用[3]。而在实际的制药生产中，由于目前逐渐严格的检测机制，这种情况出现的概率相对较小，但是据目前实验来看，污染物处理不彻底的现象仍然存在。通过相对严谨的监管体系，能够有效地降低制药废水的污染，但是随着处理效率的缺陷，污染物的处理成本，又提高了一个层次。

3.4 全面彻底的废水预处理成本较高、工艺复杂

对于目前逐渐发展的废液处理技术，首先最简单的方法，就是通过废物利用的方式，尽可能最大化的，实现污染物的高效去除。可是中药主要是根据植物的药性，进行熬制或添加等方式，实现药性向溶液的转换，因此一般的化学处理方法，可能无法有效地处理全部的化学物质。因此在一般的制药企业，采用紫外线等方式将复合物分解，再通过化学沉降的方式处理废水，但是这样的方法，对于设备的要求很高，且在操作过程当中，能够明显察觉出紫外线对于液体的操作难度很高。因此在处理工艺和成本上，需要相当高的要求。以下将结合实验室中，不同处理手段的情况下，对于不同处理方法的数据分析，来确定制药废液的最佳处理方式。

4 固体废弃物预处理的实验结果比较与分析

不同方法下对于废液的处理效果，在各种评定关键上的数据，如表1所示。

表1

4.1 固体废弃物对于制药废液的处理优势

首先根据实际调研显示，在制药过程当中往往需要高温环境，因此对于中药制药流程来说，炉渣、铁屑等都属于废物，制作成本能够得到调整。另外就根据以上表格中的数据来看，通过低成本固体，配合这一定量成本较低的化学试剂，能够有效地去除废液中的有色基团。因此就废水当中的有害物质，以及大多数的有机化合物，会由于铁屑、炉渣中的Fe2+在一定的催化作用下，导致有机物的失活和沉淀，在通用性上也要比一般的化学试剂，更加具有处理优势。在实验过程当中，固体废弃物的使用，极易引起药液与内部离子的反应，因此出现黄色微小沉降，配合着化学试剂的辅助作用，能够加速絮状沉降，因此以上的第四种方法，为制药废水处理的最佳方法。

4.2 实验中环境因素对于去除效果的影响

由于实验环境对于实验效果，可能会造成一定的影响，因此在进行实验以前，必须要调整实验中的环境因素，尤其是根据一般反应中，所需要的最佳酸碱性、温度和固体的粉碎程度，都是影响实验效果的直接因素。在35℃下，按照6左右区间的pH取值，是按照文献资料调查后，实验所处的最佳环境条件，但是在制药工业化生产的过程中，还需要结合实际的药物性质，进行相应环境的调整[4]。举例来说，在废水中存在不稳定物质时，为避免高温造成的不必要反应，需要尽可能地调低温度，在这样的环境下，能够更加稳定的进行药液中，有害物质的沉降。而对于pH来说，随着溶液的酸性增强，COD去除率以及其他的指标，都会相应的有所降低，因此对于处理工艺来说，控制环境是实现高效预处理的重要前提。

4.3 固体废弃物处理中对于用量的控制

在进行实验的过程中，是以固体废弃物与化学试剂的配合，利用原电池原理进行内部催化，尽可能地控制实验试剂的用量。根据参考文献的查阅，按照1：50体积比的量，进行H2O2与废水的结合，同时将适量的石灰乳和固体废弃物放入，尽可能在充沛的反应时间内，进行稳定的化学反应。而在制药废水处理以前，需要根据处理废液的体积，进行详细方案的制定，以确保所备用的物质，满足废液处理的充分反应，尽可能多的处理其中的有害物质，降低排放后的污染性。根据上表结果显示，在进行实验的过程当中，控制石灰乳的用量，不但能够使部分化学物质迅速沉降，同时还能够有效提升废液的透明度，降低废液的颜色。

5 结束语

利用固体废弃物进行制药废液的处理，主要是在降低成本的前提下，尽可能地提升废水的COD去除率。在适宜的环境条件下，通过调整化学试剂与废液的配比，将炉渣和铁屑的处理效果达到最高。