制药行业废水特征污染因子控制指标分析——以上海市为例

＊刘润池 田国华

（1.大连理工大学 辽宁 116000 2.隆华科技集团（洛阳）股份有限公司 河南 471132）

目前，我国制药工业在不断的发展，人们的生活质量有所提高。但是，药物生产过程中排放的废水对环境污染也越来越严重，严重威胁到了人类的健康。制药废水的成分复杂，盐分和浓度比较高，含有大量有机污染物质，且此物质中有大量难以生化降解的物质。以生产工艺将制药工业划分为化学制药、生物制药，导致出现的污染比较严重。所以，对制药行业废水特征污染因子控制指标分析尤为重要[1]。

1.上海制药行业生产工艺的原辅料分析

通过分析上海百家制药企业原辅材料使用过程中的化学物质和毒理特性，得出表1主要原辅料和国内外制造标准。化学合成类制药工业中的原辅材料包括有机溶液和重金属，涉及到的有机物种类比较多，包括苯、醇、烷烃和衍生物等。由于脱水、氧化还原、缩水等化学合成工艺都会使用催化剂，常用催化剂有汞、铅、锌、铜和铬等。另外，使用有机溶液能够实现中间产品的结晶、分离、干燥、提纯等，从而得到最终产品。

表1 主要原辅料和国内外制造标准

续表

生物类制药中要添加各种激素和生长因子，比如锌、硒等微量元素，使药品产率得到提高。另外，在精制提取过程中也会使用有机溶剂。现代生物制药工程还会涉及到细胞培养、发酵、酶制取、基因工程等，从而产生克隆抗体、发酵菌种或者转基因菌种，具有潜在生物安全风险。

为了进一步研究上海医药工业各行业单位企业污染物的总量控制指标排放情况，根据单位企业废水排放量计算公式，实现单位企业各个废水污染物总量控制指标排放量的计算[2]，表2为企业排放量的统计。

表2 企业排放量的统计

2.上海市制药废水的污染构成和特点

（1）化学制药废水的构成和特点。化学制药指的是使用某种有机物质与无机物质实现有效化学反应，从而生产合格化学药品的总称。化学药品生产为复杂的化学反应过程，在制药过程中会排放大量的废水，此废水中有大量的结晶补充、吸附废液和化学溶剂残留液等。其次，在制造化学药品的过程中，各种辅助工程会排放大量的污水，此污水会对环境安全造成影响。通过大量的研究表示，现阶段化学制药所产生的废水污染物包括氨氮、BOD、COD等常规化合物与有害有机物。此化工制药废水主要特点就是排放数量大，存在严重的有机质污染，而且还具备间歇式的排放情况。

（2）中药加工废水的构成和特点。此生产模式指的是将某中成药作为药品生产原料，根据我国中药制药特点实现中成药饮片和中成药制剂的生产。在此生产模式中所产生的药物废水来源于生产制药排放的污水与器械设备冲洗排放污水，此种污水的BOD、COD的含量比较高，和生物制药产生废水的特征相似，主要为间歇性排放，水质存在复杂的污染物，水体中胶体固体和溶解性固体含量比较高[3]。

（3）生物制药废水构成和特点。和化学制药对比，生物制药的生产流程比较严格，主要是以生命体具体的生命活动规律制作药品，此工程包括发酵制药、提取制药和使用生物技术制造新型的生物药品。在此制药模式中，生产的制药废水成分与化学制药是一样的，都是来源于生物生化生产过程中的排泄物和辅助工程环节的排泄物，废水中具有较高的污染物含量。此种污水污染成分比较复杂，存在过高的有机质浓度，废水中溶解性与胶体性固体颗粒浓度比较高，pH值也会出现改变。

（4）氨氮排放情况分析。在上海市医药工业中，化学药品原料药制造业的氨气排放总量是最高的。主要是因为化学原料药制药企业的数量比较多，并且各个企业规模比较大，所以生活、生产污水的排放量比较大，从而提高了氨氮排放的总量。化学药品制剂制造业氨氮排放总量和单位企业的排放量排其次，但是企业规模大小不同，所以氨氮排放总量与单位企业排放量对比其他行业来说也比较大[4]。

3.制药行业废水特征的控制过程

（1）发酵污水排放控制。对废水进行预处理，使毒性控制在生化抑制浓度以下，使废水可生化性得到提高。之后，利用厌氧生物处理与好氧生物处理，使废水能够达标排放。废水预处理能够使生物制药废水毒性得到降低，使可生化性得到提高，促进后续生化处理单元。预处理方法包括混凝分离法、混合稀释法、高级氧化法、化学氧化等。

废水生物处理能够将大部分污染物去除，包括好氧和厌氧处理。厌氧生物处理包括厌氧消化工艺与水解酸化工艺，厌氧消化方式包括厌氧复合床、升流式厌氧污泥床、IC反应器等。好氧生物处理为发酵类制药废水处理重点，实现发酵类制药废水好氧生化处理装置包括生物接触氧化法、活性污泥性、A/O工艺、深层曝气法等。作为发酵类制药废水后级生化处理对策，此方法具有良好效果[5]。

（2）产业政策。实践表示，污染问题只根据技术手段无法解决问题，想要从根本治理制药废水污染需要从多方面开始。国家要指定严格行业准入和退出机制，对产业结构进行调整，从而实现产业化升级。我国制造行业低水平重复的建设，存在严重的过渡和无序竞争的情况，降低了产业集中度。我国制药产业在不断的发展，我国规模化学原料药生产企业超过上千家，生产化学原料药和中间体超过上千多个品种。欧、美、日等国家从20世纪40年代生产青霉素的时候就能够对废水进行处理，但是因为受到当时处理技术限制，20世纪70年代还都是使用生物滤池、活性污泥法。之后，此类原料药生产转移到发展中国家，开发高附加值、高技术的新药。所以，我国政府管理部门要实现严格准入制度的指定，执行清洁生产，从而在源头避免出现废水[6]。

（3）经济管理手段。其一，实时区域限批；其二，实时绿色证券、绿色信贷、绿色环保等环境经济政策，对出口退税目录进行调整；其三，实现企业的ISO 14000认证，开展清洁生产；其四，实现废水的集中处理，针对中小型制造企业来说，技术与资金都是有限的，单独实现大量环保投入不现实。除了使用适当处理技术，制药废水第三方治理也就是全新的污染控制模式。

在生产过程中，企业要贯彻绿色制造理念，避免拼资源高消耗、拼劳动力的粗放型生产方式。转变成使生产得到增加，重视质量和环保、节能，降低污染物排放，开展循环经济和清洁生产。以此，使制药工业发展为资源消耗低、环境污染少、经济效益好等健康发展道路。

（4）好氧和厌氧的技术处理。其一，厌氧微生物能够实现好氧微生物无法开展的解毒反应。因为大部分抗生素结晶母液都是代谢产品，苯环结构比较复杂，具备大量的中间代谢产物。存在具备抑菌作用，所以能够在厌氧环境中通过厌氧微生物生命活动，使苯环结构和芳香环打破，对抑菌作用破坏，使废水处理能力得到提高。其二，厌氧消化的反应过程比好氧处理更加敏感，主要是由于微生物和代谢平行。在厌氧消化器中对于系统碳源来说具备高度特异化微生物类群，好氧系统存在大量非特异性微生物类群。假如改变环境条件，也会改变微生物群体。所以，充分使用厌氧阶段水解作用，能够使有毒物抑菌能力破坏或者降解，对于好氧处理是非常有利的。其三，使用厌氧法能够对高浓度有机废水进行处理，但是残留有机物的浓度高，具有较大的色度，而且还比较臭，使用好氧处理能够使上述问题得到解决。所以，使用好氧、厌氧联合处理发酵类制药废水处理[7]。

4.水污染环境的影响评价

（1）工程分析。制药行业生产工艺比较复杂，需要的用水量比较大，污染物的生产过程比较多，在环境影响评价中对工程进行分析，寻找污染节点，从而为后期水污染处理工作做基础。一般，在工程分析过程中要求工作人员根据制药生产装置特点进行分析，对制药工艺操作流程详细描述，包括原料配置、废水处理、物流流转和回收。其次，还要对药剂生产的基本原理、生产环境和原辅料投入节点进行分析。

（2）物料与水平衡分析。制药行业在生产的过程中需要投入大量的珍贵材料和辅料，但是实际生产的产品转化率比较低，并且三废产生的量比较多。另外，在生产过程中和其他制药过程中的水源类型和用水量比较大，要求工作人员进行物料和水的平衡分析，对水污染物的来源于构成成分进行明确分析。

（3）废水处理分析。因为制成药剂类型与生产工艺方式不同，所以就会改变废水中污染成分和浓度。比如化学类制药工艺，在生产过程中需要的原料和辅料具有多种类型，废水组成成分比较复杂，单纯药品分装与复配制药的混合和稀释等生产工艺，废水组成中的SS、BOD和COD等浓度比较低。所以，针对不同类型制药工艺方式，要求工作人员根据制药生产情况实现优质化、经济化的废水防治对策。充分考虑废水处理对策在工厂中的合理布局，使用地埋式设计，避免影响到周边环境。

（4）加强运营期环境管理。为了保证制药行业废水处理设备能够正常运行，要求制药工厂设置独立环境保护管理机构，从而实现制药生产中排出废水成分和浓度的水质监测，保证达标排放。其次，要求污水处理站指定应急处理对策，妥善处理突发事故超标废水，使废水对地表水体和排污设施影响得到降低[8]。

5.结束语

在对生物制药废水污染治理过程中，要意识到是因为生物制药导致的废水污染，生物制药废水的有机物污染种类比较多、浓度比较高，并且对人体和环境的伤害比较大。尤其是我国开始实施生物制药废水污染标准后，越来越重视生物制药废水污染，人们对生物制药废水污染的要求也越来越严格。只有做好生物制药废水污染控制对策，分析生物制药废水污染特点，才能够促进我国可持续发展，实现环境保护建设。