制药废水污染控制策略分析

史 伟

（滨州市生态环境局博兴分局，山东 滨州 256500）

制药工业的发展改善了公众的健康水平，为国家经济发展做出了巨大贡献，但与此同时，其废水排放问题也对环境安全造成了负面影响，甚至危害居民健康。所以，针对制药废水开展研究工作，并制定有效的处理方法已成为当务之急。

1 制药废水污染特征分析

1.1 产污节点

发酵类生物制药借助微生物本身的特性，对有机原料进行过滤等操作，通过提炼生产药品，该类药品包括抗生素、氨基酸、有机酸、酶抑制剂、免疫调节物质等多种类型[1]。在制药过程中排放的废水主要有以下几类。

1.1.1 主生产过程排水

排放废水涉及溶剂回收残液、废滤液等类型。和其他废水相比，此类废水具有较强毒性、pH值不稳定，且药物成分占据较大比例。尽管水量相对较小，但由于污染情况严重，所以处理难度较大。

1.1.2 辅助生产过程排水

废水类型涉及蒸馏设备冷凝水、动力设备冷却水等。污染物浓度在正常水平之下，但水量相对较大，且具备季节性特点，不同的制药企业废水成分各不相同。

1.1.3 冲洗水

冲洗水一般由地面、过滤设备冲洗水等构成，相较于其他废水，其水质并不稳定。以过滤设备冲洗水为例，其悬浮物含量远超正常水平，所以一旦控制环节出现问题会导致严重的污染。

1.1.4 生活污水

一般由食堂排水、洗浴废水等构成，企业人数变动或管理模式不合理，都会对该类型废水的排放造成影响，但其并不在制药企业主要废水的范畴之内。

1.2 污染特征

发酵类制药废水通常具备以下特性：（1）排污节点数量较多，污染程度存在显著差异，因此可为“清污分流”提供便利；（2）污染物浓度远超正常水平，以废母液为例，其每毫升废水的COD值普遍不低于一万毫克；（3）通过间歇方 式执行排放工作，性质不稳定，对调节池规格的要求较高；（4）水中存在微生物，不易降解，甚至还会生成抑制反应，在生产期间投入的大量化学物质，包括消泡剂等都会形成抑制作用，对微生物活动造成制约；（5）氮含量占据较大比例，发酵制药废水中氮物质分为氨氮、有机氮两种类型，无法通过生物处理实现排放目标，通常情况下，BOD5/N的数值在1～4左右，并不符合正常营养需求，其中厌氧、好氧的比例分别为60:1、20:1，从而加快了微生物代谢的速率[2]；（6）硫酸盐浓度在正常水平之上，硫酸铵在发酵氮源的范畴之内，在开展精制等工作时，硫酸可调节pH值，但用量过多会导致硫酸盐浓度大幅度上升，加大处理难度；（7）通常来说，此类废水的颜色较为突出，隶属于真色。

2 污水处理技术控制策略分析

2.1 制药废水的处理流程及方法

此类废水对处理技术的要求较高，效果也十分显著。在工作期间，企业需要严格落实预处理环节，确保废水毒性不会超过抑制剂浓度，改善可生化水平，为处理工作的顺利开展奠定基础；应用好氧、厌氧等技术，针对废水开展处理工作，确保最终数值符合排放要求[3]。

2.1.1 预处理

预处理环节是为了将废水毒性控制在正常水平，适当改善可生化性，为处理工作提供便利。预处理方法一般由高级氧化法、混凝分离法等技术构成，技术呈现出多样化的特点。

2.1.2 生物处理

生物处理技术能够有效清理污染物，有效提升处理效率，生物处理技术包括好氧、厌氧处理技术。好氧工艺是废水处理中至关重要的环节之一，近几年大部分企业都引入了好氧生化处理装置，具体工艺包括活性污泥法、深层曝气法、序批式间歇活性污泥法等；厌氧工艺涉及厌氧消化、水解酸化等步骤，以厌氧消化为例，在操作期间，企业必须提前准备好升流式厌氧污泥床、IC反应器等设备，以保证处理工作顺利进行。

2.1.3 深度处理

从深度处理层面来说，常规工艺包括臭氧生物活性炭、膜生物反应器、超滤技术等，完全可以满足废水处理需求。想要保证处理效果达到预期，相关人员还须在实践工作中论证工艺性能，只有找出工艺过程中的缺陷，采取科学的整改措施，才能顺利实现排放目标。

2.2 污水处理技术控制策略分析

综上所述，相较于其它废水，生物制药废水的水质和水量具有较强的波动性，想要保证方法的合理性，充分发挥各种处理方法的优势，必须对下述关系进行明确界定。

2.2.1 物化处理与生物处理的关系

生物处理方法成本较低，出于节约资金的考虑，生物处理法被广泛应用，但其也存在一定缺陷，包括去除效果不佳、无法完全降解有机物等，且由于相关国家调控政策的落实，其排放压力也大幅度上升[4]。物化处理方法在工作效率及针对性方面占据极大优势，理论上，如果不考虑经济成本，该方法的处理效果可以排在第一位。其中高级氧化技术具备较强的代表性，其处理效果不会被污染物种类所干扰，但资金需求量相对较大，大部分技术都必须投入化学药品，以提升动力，所以经济性、实用性不高。国内学者张子间[5]对微电解+Fenton法及电解法的优势和缺陷进行了深入分析和对比，认为微电解法的效果更为显著，成本也较低。所以，在预处理环节，物化处理技术的可行性居第一位，相关人员应对其可生化性予以高度重视，将资源损耗维持在正常水平。高级氧化技术主要由微波氧化、超声氧化和微电解法等技术类型构成，发展前景十分可观。

2.2.2 好氧处理与厌氧处理的关系

（1）厌氧微生物解毒功能十分突出，能够有效提升废水处理水平，顺利实现废水排放目标。（2）和好氧处理相比，厌氧处理具备较高的敏感度，在开展废水处理工作时可以通过厌氧水解的形式，将污染物毒性控制在较低水平，从而为后续处理工作提供便利。（3）若废水浓度在正常水平以上，则应选择厌氧处理方法。但由于残留有机物的颜色较深，同时伴有恶臭，因此也必须通过好氧法予以处理。综上所述，在处理发酵类制药废水的过程中，应该将好氧、厌氧两种方法结合到一起。

2.2.3 普通处理与深度处理的关系

常规生化处理模式能够将废水毒性控制在正常水平，但与此同时，也必须开展深度处理工作。想要达到水资源循环利用的目标，就必须将污水深度处理工作落实到位。制药废水虽然处理难度较高，但其中可回收物质不在少数，包括抗生素和蛋白质等[6]。在制药废水中，提取有价值的可回收物，除了可以降低菌种处理难度，还可以实现效益最大化，减少资源损耗，保障环境安全。其中，膜技术的实施效果最为显著，包括MBR、NF、MR等技术类型，如今该技术已在回收处理领域得到了广泛运用，前景十分可观，同时也是后续研究的主要方向。

2.3 管理与政策性策略

从相关实践结果可知，借助现有技术解决污染问题几乎是不可能的，废水治理也是如此。想要提升废水处理效率，维持环境生态平衡，我们就必须站在技术、产业等不同角度，选择多种方法共同进行治理，确保达到预期目标。

2.3.1 产业政策

相关部门需要适当提升市场准入门槛，优化产业结构，以此推动产业的发展进程。目前，业内普遍存在重复建设问题，竞争不断加剧。最近几年，国内制药业处于上升阶段，原料药生产仅次于美国，相关数据显示，从事原料药生产的公司数量已经超过了一千家，而原料药种类更是在一千三百种以上，平均每年的产量不会低于200万吨，在国际市场占据两成以上的比例，其中大约一半都用于出口，在世界贸易额中的占比在四分之一左右。在此背景下，国内相关部门必须积极提升行业门槛，针对行业准入制度开展整改工作，将清洁生产原则落实到位，从根本上控制制药废水产量。

2.3.2 经济与管理手段

2.3.2.1 政府层面

（1）执行区域限批政策；（2）制定合理的经济政策，包括绿色保险和信贷等，对出口退税目录进行适当修改；（3）所有从业公司都必须严格遵守ISO14000规范，将清洁生产落实到位；（4）集中开展废水处理工作，不仅要保证处理技术的科学性，还需要引入第三方治理模式。

2.3.2.2 企业层面

（1）在生产期间，制药企业必须树立正确的制药理念，减少资源损耗，避免恶性竞争。（2）在提升生产效率的过程中，企业应该对环保问题予以高度重视，将污染物排放量控制在最低水平，提高水资源的循环利用率。这样，企业不但能够增加经济收入，维护环境安全，还能够促进行业整体发展，保障市场的长久运行。

2.4 采取全方位控制策略

制药废水的产生存在于生产活动的所有阶段，首先是主生产过程污水涉及废母液、废滤液等，污染物浓度远超标准之上；其次是辅助生产过程，动力设备冷却水等废水虽然浓度不高，但水量相对较大；最后则是生活污水。企业要实现对制药污水的规范处理，必须制定科学的控制措施，将废水污染程度维持在合理范围，并在掌握不同环节废水差异的基础上，选择差异化的处理模式，包括梯度处理和清污分流等，避免出现严重的污染问题。

2.5 采取全过程控制策略

从处理环节来说，通常而言，对制药废水的处理，首先是预处理，借助调节池的功能，将废水和颗粒物分离出来，实现首次过滤，将完成分离操作的废水倒入初沉池中，静置一段时间；其次是酸化处理，在完成初沉操作的基础上，需要将废水倒入酸化池中，并将浓度控制在较低水平，为后续微生物降解提供便利；之后是在微生物菌剂的作用下，将一级处理操作落实到位；最后是深度处理，主要通过曝气生物滤池实现操作，符合标准的废水可以执行排放操作。在处理过程中，企业必须严格落实管理及控制工作，不达标的废水不能排放。

2.6 科学选取技术控制措施

2.6.1 物化处理技术

在操作期间，企业可以结合废水特点，选择使用膜分离法或吸附法等。膜分离处理法对设备的要求不高，操作难度较低，不存在化学反应，能够有效提升处理效率，当需要从废水中回收有用组分时，膜分离技术有其独特的优势。

2.6.2 高级氧化技术

工艺设计Fenton试剂、铁碳微电解等技术类型，处理效果十分显著，可以为操作人员提供便利。

2.6.3 生物处理技术

该技术在废水处理工作中十分常见，氧化沟的负荷不高，出水水质也较为优越，但因为占地面积等因素的制约，其发展具有局限性；接触氧化法在容量方面占据极大优势，但对进水浓度存在强制性要求，每升废水的COD浓度必须在一千毫克以下；随着时代的不断进步，SBR工艺也逐渐在我国得到了应用，并凭借其优越的处理能力得到了诸多专业人士的认可。

3 结语

一般来说，制药废水处理的技术比较复杂，污染物类型也十分多样，且毒性相对较大。随着制药工业水污染物排放标准的出台，对此类废水处理也提出了更高的要求，因此，本研究具有较强的现实意义。该标准适用于生产各种剂型产品的制药工业企业，传统医药制药工业企业的水污染防治与管理也适用于本标准。当中药类制药工业企业提取某种特定药物成分时，应执行提取类制药工业水污染物排放标准。

单独凭借某种技术进行制药废水处理工作，从而确保排水目标顺利实现，几乎是不可能的。相关企业必须制定合理的处理技术及工艺组合，目前看来膜集成、高级氧化等技术的处理效果和发展前景都十分可观。