制药行业水污染环境影响评价及防治措施分析

上海格林曼环境技术有限公司 徐雅青

目前我国的制药行业废水排放量大，在我国工业生产污水排放总量中占2%-4%，无论是将制药行业废水排放到地表水流域还是污水处理厂，都会造成非常严重的水体污染。因此，在制药行业发展过程中应重点进行水污染环境影响的评价，科学采用水污染问题的防治措施，对制药生产工艺技术进行改良优化，降低废水排放量和废水中有害物的浓度，保证水资源的安全性，通过环境保护的措施维护制药行业经济、社会与环境效益，为制药行业的可持续发展夯实基础。

一、制药行业水污染环境影响评价措施

（一）水污染来源的评价

由于制药行业的生产工艺和生产环节非常复杂，用水量大，引发水污染问题的来源较多，要想合理进行水污染环境影响评价，就必须对污染来源进行准确的分析和评估，寻找制药行业的水污染节点，准确掌控污染物产生的位置、具体的污染因子情况、污染物的排放规律等，便于结合污染物的来源和分布状况评价制药行业水污染环境的影响程度。在此期间，可以采用工程分析的方式，结合制药行业的生产装置特点、工艺流程特点等，明确制药生产期间原材料配制环节、生产环节、污染物处理环节中是否存在水污染源，分析在物料流转过程、物料回收过程中是否存在污染问题。另外，还需要结合制药行业的生产工艺原理、设备特点、生产流程、工艺条件、原材料和辅助材料的投放情况等，深入评价污染源、污染源的影响程度，以获得准确的评价结果。

（二）污水处理有效性的评价

由于制药行业的制药类型不同、生产工艺技术存在差异，导致所生成的废水成分和污染物浓度有所不同，比如，在化学制药的过程中，会采用多种类型的原材料与辅助材料，生产技术中涉及化学物提取工艺、缩合工艺、合成工艺、水解工艺等，可能会导致废水过于复杂，SS、COD的浓度较高，缺乏一定的可生化性。如果在制药行业中只涉及药品的粉状处理、复配制药处理，生产期间仅仅是简单进行原材料的稀释、混合，只会排放机械设备清洗的废水和少量生产废水，所排放废水中的SS浓度和COD浓度较低。因此，在对制药行业污水处理有效性进行评价时，需要根据制药行业所产生废水的特点与情况，科学地开展评价工作，评估制药行业是否能够合理进行生产设施和工艺技术的布局，是否可以利用有效措施进行废水的处理，经过处理以后的废水是否能够达到排放标准，是否有进一步完善和创新废水处理技术的潜力。在科学评价的情况下，能够全面了解制药行业是否可以保证所排放的废水不会对水环境造成污染，准确研究制药行业的废水对水环境所产生的影响。

（三）废水组成与污染因子的评价

制药行业水污染环境影响评价过程中，废水组成、污染因子的评价非常重要，应重点结合生物制药行业、化学制药行业的特点，科学进行废水组成成分与污染因子的评价分析。

（1）生物制药的过程中，主要是通过生物体如CHO细胞、大肠杆菌、酵母菌等生物生命活动进行制药生产，涉及发酵、提取、生物技术的应用等环节。生物制药过程中产生的废水组成部分非常复杂，例如，生产环节所排放的废水中会包含发酵残液成分、废滤液成分、废母液成分、溶剂回收残液成分，其中高浓废水的CODCr浓度可能高达几万mg/L[1]。而辅助工程所排放的废水包括动力设备、工艺技术、循环系统、去离子水设备的冷却水、制水废水等。冲洗过程排放的废水，主要是各类容器设备清洗、过滤机械设备清洗、洁净厂房清洁清洗、层析树脂柱清洗产生的废水。化验室与实验室所排放的废水则包含药品检验期间、新药试验期间所产生的废水。从实际情况而言，生物制药过程中排放的废水污染因子主要涉及COD、BOD、SS、氨氮、总氮、总磷等，整体成分非常复杂，有机物的浓度很高，溶解类型和胶体类型的固体浓度大，废水中因含有细胞体、培养基等，带有很深的颜色和很大的异味，其中还会存在很难进行降解的污染物和具备一定抑菌特点的抗生素，生物毒性较高，对水环境会造成严重的破坏和污染。

（2）化学制药生产过程中，由于使用化学反应物、增溶剂、螯合剂、催化剂等化学原料，采用缩合、裂解、萃取等化学生产技术，导致所排放的废水中化学有害物浓度高，会对水环境造成严重的影响。一般情况下，化学制药生产所排放的废水中存在转相母液、吸附残液、溶剂回收残留液与药物残留成分等，辅助工程所排放的废水中存在蒸馏设备冷凝水、循环冷却水、制水废水等，冲洗期间所排放的废水中存在地面清洁、过滤器清洗、容器设备清洁废水、真空设备排水等。据调查，化学制药生产废水成分非常复杂，其中有机物含量高，存在没有参与反应的反应物或是催化剂成分、无机盐成分、残留溶剂成分等，具有COD、BOD、氨氮浓度高，毒性大，色度深，含盐量高，生化性差等特点。废水水量较大且间歇排放，水质波动较大，对处理设施的冲击负荷较大。

二、制药行业水污染防治措施

（一）生物制药的水污染防治

生物制药过程中，为预防水污染问题，有效防治水污染，应采用科学、合理的防治手段，对生物制药废水进行有效处理。

常用的废水处理方法有物化法、生物法、物化和生物组合工艺等。其中，生物法作为最经济的处理方式，是目前生物制药废水处理中普遍采用的方法，已经成为推广应用的重点。根据笔者的经验，可采用混凝沉淀或气浮工艺对高浓度废水进行预处理，去除废水中的大分子悬浮物和磷化物，再与其他低浓度废水混合，进入后续生化处理工序，常用生化处理法包括A2O（多级反硝化）、缺氧、接触氧化、MBR膜过滤、絮凝沉淀等。

常用可行技术包括：

1.电解技术、水解酸化技术、CASS技术

此类技术在生物制药废水处理中的应用，可以借助电解技术预先对浓度较高的废水进行处理，之后将其和低浓度生产废水混合，然后通过水解酸化技术、CASS技术进行二次处理，降低废水中的COD浓度，改善废水的PH值，快速降低废水中SS污染物的色度，增强处理效果[1]。

2.Fe-C技术

在生物制药废水处理工作中采用Fe-C预处理技术，主要是在酸性介质的影响下，使得金属如铁屑和非金属如炭粒之间能够形成很多微小原电池，释放出活性很强的[H]将废水中的大分子有机物分解为小分子，而活性较高的新生态在经过水解反应后，还会生成胶凝体，将大幅度提升生物制药生产废水的可生化性。相关实验结果表明，经Fe-C微电解预处理后，抗生素生物制药母液废水的CODCr可降到1万mg/L以下，去除率达到34%以上[3]，能有效降低后续的污水处理难度，增强废水处理效果，切实预防废水对水环境造成严重的污染和影响[2]。

3.Fenton污水处理技术

一般情况下，如果生物制药所产生的废水成分复杂、COD浓度高，就可以采用Fenton污水处理技术，提升COD的去除率，例如，将TIO2作为催化剂材料，将其制作成薄膜，设置在不锈钢材料的反应器内壁，采用低压汞灯作为光源，设置Fenton试剂材料，能够确保生物制药废水处理中COD的去除率在92%以上、脱色率在99.9%以上。同时也可以将Fenton试剂材料和活性炭吸附技术有机整合，进行生物制药废水的处理，确保废水处理的效果，减少废水对环境所产生的影响，降低水环境污染问题的发生率[3]。

4.生物膜技术

生物制药水污染防治过程中，可以采用生物膜技术进行废水的处理，确保降低废水中污染物的浓度和含量，增强水污染问题的防治效果。

（1）生物接触氧化技术。此类技术应用于生物制药废水处理，同时具备了活性炭污泥的污水处理技术优势和生物膜污水处理的技术特征，污水处理的负荷较高，可以有效解决引发污泥膨胀的有机废水问题。采用生物接触氧化技术对预处理后的制药废水进一步深化处理，能够有效降低废水中有机物的浓度，降低后续处理工作的难度[4]。

（2）生物流化床污水处理技术。应用此类技术，能够将活性污泥污水处理技术与生物滤池污水处理技术有机整合，提高污水处理能力，加快处理系统的反应速度，减小系统和设备的占地面积，增强污水处理的有效性，预防出现水环境污染问题[5]。

5.厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术在生物制药废水处理中的应用可以确保废水处理的效果，避免所排放的废水对水环境造成污染和破坏。

（1）上流式厌氧污泥床技术。此类技术主要就是UASB反应器技术，整体结构非常简单，厌氧消化率高，在污水处理过程中可以通过反应器形成沉降性能较高、甲烷活性强、适合微生物生长的颗粒污泥，能够有效去除生物制药废水中的COD成分。与此同时，反应器在应用中可以提升氧浓度，加快基质降解，提升基质降解的速率，确保污水的有效处理。另外，为确保UASB反应器技术在生物制药废水处理中的有效应用，还可以将其和厌氧滤池技术有机整合，制作成为现代化复合厌氧反应器，改善反应器的应用性能，快速截留废水中的污泥，使得污泥迅速颗粒化。

（2）厌氧膨胀颗粒污泥床技术-EGSB反应器技术。此类技术是将UASB反应器技术作为基础进行创新改革所形成的新型厌氧生物反应器，和之前的UASB反应器技术相比，其增设了出水再循环系统，能够确保反应器内部的水流流速加快，确保在水流快速流动的情况下，得污水与微生物良好接触，提升废水中有机污染物的处理效果，提高整体的处理效率。

（3）复合型厌氧反应器技术的应用。此类反应器技术在应用期间，不仅具有污泥处理技术的优势，还具备膜反应器技术的特性，在反应器下部设置污泥床，能够增加污水处理的单位容积和表面积，加快反应速度，提升污泥处理效果。在反应器上部设置纤维组合填料，可以使得微生物在其中附着，形成能够增强污水处理有效性的生物膜。与此同时，在反应器应用的过程中，气泡会处于上升状态，和填料接触之后，附着在生物膜上，使得周围的纤维素能够快速浮起，在气泡体积增加、脱离以后，纤维会处于下垂的状态，不仅能够形成良好的搅拌作用，还能增强水流的稳定性，快速去除生物制药废水中的COD污染物，确保出水的水质符合排放标准，减少废水对水环境产生的影响[6]。

（二）化学制药企业的水污染防治

化学制药生产过程中产生的废水对水环境会造成严重的污染和破坏，对水环境所产生的影响较大，如果不能合理进行废水的处理，科学进行水污染的防治，将会引发严重的水污染问题。因此在化学制药生产领域应着重采用先进的废水处理技术，确保增强废水处理的效果[7]。

针对化学制药废水高含盐、高氨氮、有生物毒性或难降解、高悬浮物、高动植物油等特点，应采取针对性的预处理措施后再进行后续处理。例如，采用蒸发预处理高含盐废水，采用蒸氨预处理高氨氮废水，采用氧化或还原预处理有生物毒性或难降解废水，采用混凝沉淀或混凝气浮预处理高悬浮物废水，采用破乳、混凝气浮预处理高动植物油废水等[8]。

（1）Fe/C微电解技术、厌氧SBR技术的应用。此类技术应用于化学制药废水处理能够提升废水处理的效果，降低BOD与COD的浓度，提升污染物的去除效率，同时还能快速去除废水中的有毒有害成分，确保所排放废水中的化学成分含量在最低范围内，避免化学污染物对水环境造成破坏和影响。

（2）吹脱技术、厌氧技术、好氧技术的联合应用。制药生产过程中，联合采用吹脱技术、厌氧技术、好氧技术进行抗菌素生产废水、氯霉素生产废水、磺胺药物生产废水的处理，能够提高COD去除率，减少化学废水中COD的浓度，预防对水环境造成危害[9]。

（3）电解技术、中和曝气技术、A/O技术、UASB技术的联合应用。化学制药生产中排放的废水可能含有丙酮有毒有害物质、甲苯有毒有害物质等，采用微电解技术能够增强废水的可生化性，提升脱色处理的有效性，同时，采用中和曝气技术、A/O技术与UASB技术可以降低废水中COD的浓度、BOD的浓度，确保废水中有毒有害物质的去除率[10]。

另外，在废水处理过程中也可以采用混凝预处理技术、A/O技术、ABR技术与USAB技术的联合措施，增强废水处理的有效性和可靠性，降低废水中各类有机物、有毒有害物质的浓度，增强废水处理效果，预防出现水环境污染问题。

三、结语

综上所述，近年来我国制药行业在发展过程中造成的水污染比较严重，因此需要合理进行制药行业水污染环境影响的评价，准确进行制药行业废水污染的评估。同时还需在生物制药、化学制药的过程中，积极采用先进的水污染防治技术，通过现代化污水处理技术达到水污染防治的目的。