制藥廢水處理工藝匯總

1、制藥廢水處理工藝匯總目前，制藥企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水因成分復(fù)雜、 有機(jī)物含 量高、毒性大、色度深和含鹽量高， 特別是生化性差、 且間歇排放等， 成為是國內(nèi)污染最嚴(yán)重、 最難處理的工業(yè)廢水之一。 筆者總結(jié)了制藥 工業(yè)廢水處理常用的技術(shù)。制藥廢水， 顧名思義，就是制藥廠在生產(chǎn)中成藥或西藥時所產(chǎn)生 的廢水。制藥廢水主要包括抗生素生產(chǎn)生物制藥廢水、合成藥物 生產(chǎn)化學(xué)制藥 廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各類制劑生產(chǎn)過程的洗 滌水和沖洗廢水四大類。制藥廢水的特點(diǎn)藥物的生產(chǎn)過程， 決定了制藥廢水的特點(diǎn)。 藥物的生產(chǎn)是通過化 學(xué)合成工藝和藥用植物中別離提純得到原料藥，其因藥物種類不同， 生產(chǎn)工藝不同且流程復(fù)雜，

2、 原輔材料種類多， 生產(chǎn)過程對原料和中間 體質(zhì)量控制嚴(yán)格，物料凈收率較低，副產(chǎn)品多，導(dǎo)致制藥廢水具有成 分差異大，組分復(fù)雜，污染物量多， COD 高， BOD5 和 CODcr 比值 低且波動大，可生化性很差，難降解物質(zhì)多，毒性強(qiáng)，間歇排放，水 量水質(zhì)及污染物的種類波動大等特點(diǎn)，給治理帶來了極大的困難。制藥廢水的組成我國制藥工業(yè)主要為生物制藥、 化學(xué)制藥和中草藥生產(chǎn)， 對應(yīng)著 上面提到的抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)化學(xué)制藥廢水、中成 藥生產(chǎn)廢水。生物制藥是采用微生物對各種有機(jī)原料進(jìn)展發(fā)酵、過濾、提煉， 從而生產(chǎn)各種抗生素、 氨基酸及一些藥物中間體； 化學(xué)制藥是采用化 學(xué)反響工藝，將有機(jī)原料和無

3、機(jī)原料等制成藥物中間體及合成藥劑； 中草藥生產(chǎn)是對中草藥材進(jìn)展加工、 提取制劑或中成藥， 生產(chǎn)工藝主 要包括原料的前處理和提取制劑。 其廢水的來源和組成總結(jié)于下表中。類型來源組成抗生發(fā)酵濾液、提取的萃余主要含菌絲體、剩余營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物和有機(jī)溶素生液、蒸餾釜?dú)堃骸⑽絼┑?。有機(jī)物濃度很高， COD可高達(dá)5000產(chǎn)廢廢液和導(dǎo)管廢液等20000mg/L , BOD 可達(dá) 2000 10000mg/L , SS濃水度那么可到達(dá) 500023000mg/L , TN到達(dá)600 1000mg/L合成合成工藝中因反正步驟含有種類繁多的有毒有害化學(xué)物質(zhì)，如甾體類化合藥物多、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低而造物、硝基類化合物

4、、苯胺類化合物、哌嗪類和氟、廢水成的原料損失、副產(chǎn)汞、鉻銅及有機(jī)溶劑乙醇、苯、氯仿、石油醚等有物，有機(jī)溶劑等機(jī)物、金屬和廢酸堿等污染物中成洗滌、煮藥、提純別天然生物有機(jī)物，如有機(jī)酸、恩醌、木質(zhì)素、生物藥生離、蒸發(fā)濃縮、制劑等堿、單寧、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類、淀粉等產(chǎn)廢工序中所排出清洗廢水水、別離水、蒸發(fā)冷凝水、藥液流失水等制藥廢水的危害制藥廢水雖然因產(chǎn)品、原料、工藝方法的不同而水質(zhì)各異，但總 的來說，制藥廢水有機(jī)污染物含量高、毒性物質(zhì)多、難生物降解物質(zhì) 多、含鹽量高，是一種危害很大的工業(yè)廢水。隨意排放會對環(huán)境造成 極大危害。1、消耗水中的溶解氧有機(jī)物在水體中進(jìn)展生物氧化分解時，都會消耗水中的溶解氧

5、。 有機(jī)物含量過大就會使水體缺氧或脫氧， 從而造成水中好氧水生物死 亡，厭氧微生物大量繁殖，缺氧消化產(chǎn)生甲烷、硫化氫、醇、氨、胺 等物質(zhì)，進(jìn)一步抑制水生生物，使水體發(fā)黑發(fā)臭。2、破壞水體生態(tài)平衡某些藥劑及其合成的中間體往往具有一定的殺菌或抑菌作用，從而影響水體中細(xì)菌、藻類等微生物的新陳代謝，并最終破壞這一水體 整個的生態(tài)系統(tǒng)平衡。例如當(dāng)水中含青霉素、四環(huán)素和氯霉素時，可 抑制綠藻的生長。3、藥物代謝產(chǎn)物對環(huán)境的污染制藥廢水中污染物之間或及水體中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響，產(chǎn)生新的污染。例如，亞硝胺類物質(zhì)是一種強(qiáng)致癌物。而在制廢水中如果含有土霉素、哌嗪、 嗎啉和氨基匹林等物質(zhì)，在酸性介質(zhì)中即可及亞硝酸 鈉

6、作用產(chǎn)生二甲基亞硝胺。制藥廢水處理技術(shù)制藥廢水常用的處理方法為：物化法、化學(xué)法、生化法、其他組 合工藝等。由于制藥廢水中含有大量的有機(jī)污染物， 所以制藥廢水的水質(zhì)特 點(diǎn)使得多數(shù)制藥廢水單獨(dú)采用生化法處理根本無法達(dá)標(biāo)， 所以在生化 處理前必須進(jìn)展必要的預(yù)處理。一般應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和 pH ，且根據(jù)實(shí)際情況采用某種 物化或化學(xué)法作為預(yù)處理工序，以降低水中的SS鹽度及局部COD, 減少廢水中的生物抑制性物質(zhì)， 并提高廢水的可降解性， 以利于廢水 的后續(xù)生化處理。1、物化法根據(jù)制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn), 在其處理過程中需要采用物化處理作 為生化處理的預(yù)處理或后處理工序。 目前應(yīng)用的物化處理方法主要包

7、括混凝、氣浮、吸附、吹脫、電解、離子交換和膜別離法等?；炷ɑ炷ㄊ悄壳皣鴥?nèi)外普遍采用的一種處理方法,它被廣泛用于制 藥廢水預(yù)處理及后處理過程中,通過投加化學(xué)藥劑,使其產(chǎn)生吸 附中和微粒間電荷、壓縮擴(kuò)散雙電層而產(chǎn)生的凝聚作用,破壞廢 水中膠體的穩(wěn)定性,使膠體微粒相互聚合、集結(jié),在重力作用下 沉淀。高效混凝處理的關(guān)鍵在于恰當(dāng)?shù)剡x擇和投加性能優(yōu)良的混 凝劑,如硫酸鋁、聚合氯化鐵鋁 、聚合硫酸鐵和聚合氯化硫酸 鋁鐵等?；炷齽┑拈_展方向是由低分子向聚合高分子開展,由成 分功能單一型向復(fù)合型開展。工藝參數(shù)藥劑投加量：PAC投加量125%o, PAM投加量2-10 mg/L ;混凝沉淀法混凝時間： 153

8、0 min ,沉淀時間： 2555 min ；氣浮法 反響時間： 510 min ,氣浮時間： 1025 min 。氣浮法氣浮法, 就是使廢水中能夠產(chǎn)生足夠量的微小氣泡。 使固液氣 三相污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)，在外表張力和浮力等作用下， 微小氣泡粘附在欲被去除的污染物顆粒上， 粘合體密度小于水 而上浮到水面， 從而使水中污染物被別離去除。 氣浮法通常包 括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。在 制藥工業(yè)廢水處理中，可用于如慶大霉素、土霉素、麥迪霉素 等廢水的處理。吸附法 吸附法指利用多孔性固體吸附廢水中污染物， 以回收或去除污 染物，從而使廢水得到凈化的方法。常用的吸附劑有活性炭

9、、 活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。中成藥、米菲司酮、雙氯滅 痛、潔霉素、撲熱息痛、維生素 B6 等產(chǎn)生的廢水常用煤灰或 活性炭吸附作預(yù)處理。電解法電解法是用電解的原理， 使本原廢水中有害物質(zhì)通過電解過程 在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化和復(fù)原反響轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)。 電解法可以改變廢水中有機(jī)污染物的性質(zhì)和構(gòu)造，具有高效、 易操作等優(yōu)點(diǎn)，同時又有很好的脫色和提高可生化性的效果。 例如采用電解法預(yù)處理核黃素上清液， COD、 SS 和色度的去 除率分別到達(dá) 71%、83%和 67%0。膜別離 膜別離法該技術(shù)包括反滲透、納濾膜、纖維膜。優(yōu)點(diǎn)是在產(chǎn)生 環(huán)境效益的同時又可回收有用物質(zhì)，設(shè)備簡單、操作方便、處 理

10、效率高、節(jié)約能源。吹脫法當(dāng)氨氮濃度大大超過微生物允許的濃度時， 在采用生物處理過 程中， 微生物受到 NH3 - N 的抑制作用， 難以取得良好的處 理效果。 趕氨脫氮往往是廢水處理效果好壞的關(guān)鍵。 因此在制 藥工業(yè)廢水處理中， 常用吹脫法來降低氨氮含量， 如乙胺碘 呋酮廢水的趕氨脫氮。技術(shù)適用性適用于 NH3-N 濃度高于 5000 mg/L 的廢水。吹脫效果隨 pH 值上升而提高，水溫低時吹脫效果低?？尚泄に噮?shù)停留時間0.51.5 h, pH 811，塔高6米時，氣液比2200 2300,布水負(fù)荷率w 180 m3/m2- d。污染物削減和排放氨氮去除率 60-90%。2、化學(xué)法采用化學(xué)

11、方法時, 某些試劑過量會導(dǎo)致水體二次污染, 因此在設(shè) 計(jì)前應(yīng)做好相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究工作, 且化學(xué)藥品昂貴。 化學(xué)法主要有鐵碳 電解法、臭氧氧化法和 Fenton 試劑法。鐵碳微電解法鐵碳法是在不通電的情況下, 利用填充在廢水中的微電解材料 自身產(chǎn)生 1.2V 電位差對廢水進(jìn)展電解處理,以到達(dá)降解有機(jī) 污染物的目的。以 Fe-C 作為制藥廢水的預(yù)處理步驟,其出水 的可生化性可大大提高。臭氧氧化法臭氧被認(rèn)為是一種有效的氧化劑和消毒劑, 具有很強(qiáng)的氧化能 力,采用臭氧氧化技術(shù)處理有機(jī)廢水,具有反響速度快、無二 次污染等優(yōu)點(diǎn)。能提高抗生素廢水的BOD/COD,提高廢水的 可生化性,同時對 COD 有較好的去

12、除率。工藝參數(shù)臭氧投加量 2030mg/L ,接觸時間 12 h。污染物削減及排放可生化性可提高到 BOD5/COD>0.3 , COD去除率可達(dá)50%Fenton 試劑處理法亞鐵鹽和雙氧水的組合稱為 Fenton 試劑,它能有效去除傳統(tǒng) 廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物。 隨著研究的深入, 又 2-把紫外光UV、草酸鹽C2O4-等引入Fenton試劑中，使 其氧化能力大大加強(qiáng)。該方法設(shè)備簡單,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)放大, 是一種有較好開發(fā)前景的處理青霉素廢水的方法。可行工藝參數(shù)摩爾濃度 Fe2+ : H2O2=1:3 , pH:24，停留時間：25 h。污染物削減及排放COD 去除率可達(dá) 60

13、%以上。高級氧化技術(shù)聚集了現(xiàn)代光、電、聲、磁、材料等各相近學(xué)科的最新研究成 果，主要包括電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、 光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術(shù)具有 新穎、高效、對廢水無選擇性等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于不飽合烴的 降解，且反響條件也比擬溫和，無二次污染，具有很好的應(yīng)用 前景。3、生化法生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)。由于制藥廢水中有機(jī)物濃度很高，所以一般需要用厭氧和好氧相結(jié)合的方法才能 取得好的處理效果。下表總結(jié)了厭氧和好氧各個方法的工藝特點(diǎn)：備注優(yōu)/缺點(diǎn)通常要求進(jìn)水中SS含量上流式厭氧厭氧消化效率高、構(gòu)造簡單、污泥床法 水力停留時間短、無需另設(shè)污

14、(UASB法)泥回流裝置。v1000mg/L，適用于高濃度制藥 廢水。中溫3540oC條件下，COD 容積負(fù)荷510kg/m3 d。常溫條 件下，COD容積負(fù)荷35kg/m3 d。上流式厭氧污泥床過濾器(UASB+AF)結(jié)合了 UASB和厭氧濾池(AF)水解酸化法可將有機(jī)大分子降解，改善原 水的可生化性；反響迅速、池 子體積小，投資少，并能減少 污泥量；不需密閉、攪拌，不 設(shè)三相別離器，降低了造價并 利于維護(hù)COD容積負(fù)荷高于 2kg/m3 d,HRT 般大于12 ;池內(nèi)可填裝填料，推薦采用彈性立體填料，填裝率3050%;可適量曝氣，但應(yīng)保證DO<0.5mg/L。的優(yōu)點(diǎn)，使反響器的性能有

15、了改善。厭氧復(fù)合床(UBF)具有反響液傳質(zhì)和別離效果 好、生物量大和生物種類多、 處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)。厭氧折流板 反響器(ABR)構(gòu)造簡單、污泥截留能力強(qiáng)、 穩(wěn)定性高、對高濃度有機(jī)廢 水，特別是對有毒、難降解廢 水處理中有特殊的作用。產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌分置，各自 兩相厭氧消 發(fā)揮最大活性，較單相厭氧消 化法化工藝的處理能力和效率大大提高。適于處理高濃度有機(jī)污水、懸浮物濃度很高的污水、含有毒物質(zhì)及難降解物質(zhì)的廢水。膨脹顆粒污EGSB厭氧反響器對有機(jī)物的可用于SS含量高的和對微生物泥床去除率咼達(dá)85%以上，運(yùn)行穩(wěn)有毒性的廢水處理和咼濃度有機(jī)EGSB定，出水穩(wěn)定。廢水處理。改良了曝氣方法，使裝置

16、運(yùn)行 穩(wěn)定。廢水需大量稀釋，運(yùn)行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨脹，剩余污泥量大，去除率不高，常必須采用二級或多級處理。氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、不存在污泥膨脹、產(chǎn)泥量低。其保溫效果好，處理不受氣候條 件影響，可保證北方地區(qū)冬天廢 水處理的效果。東北制藥總廠的 高濃度有機(jī)廢水經(jīng)深井曝氣池生 化處理后，COD去除率達(dá)92.7%吸附生物降 解法(AB法)A段負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力 強(qiáng)，對pH和有毒物質(zhì)具較大 緩沖作用，特別適用于有機(jī)物 較高、水質(zhì)水量變化較大的污對BOD、COD、SS P和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法。水。具有均化水質(zhì)、無需污泥回 流、耐沖擊、污泥活性高

17、、構(gòu) 序批式間歇造簡單、操作靈活、占地少、活性污泥法投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除(SBR)率高于普通的活性污泥法等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是污泥沉降、泥水別離時間較長。常在活性污泥系統(tǒng)中投加粉末活性炭(PAC)以減少曝氣池泡沫。比擬適用于處理間歇排放、水量水質(zhì)波動大的廢水，如中藥材、四環(huán)素、慶大霉素等生產(chǎn)廢水的處理。處理青霉素制藥廢水時，可以克制常規(guī)好氧法能耗高、稀釋水量大以及厭氧法預(yù)處理要求咼、運(yùn)行費(fèi)用咼的缺點(diǎn)。循環(huán)式活性污泥法(CASS 法)對難降解有機(jī)物的去除效果更 好；進(jìn)水過程是連續(xù)的，單個 池子可獨(dú)立運(yùn)行；比 SBR法的 抗沖擊能力更好。是將SBR的反響池沿長度方向分 為兩局部，前部為生物選擇區(qū)也

18、稱預(yù)反響區(qū)，后部為主反響區(qū)。SBR及CASS均適用于 COD濃 度在3000mg/L以下的廢水，活性污泥法 缺點(diǎn)是廢水需要大量稀釋，運(yùn) 行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨 脹，剩余污泥量大，去除率不COD容積負(fù)荷12kg/m3 d,出水溶解氧控制在2mg/L左右。生物活性碳不僅能利用物理吸附作用，還 能充分利用附著微生物對污染 物的降解作用，大大提高 COD 去除率，氨氮、色度的去除率 也較咼。缺點(diǎn)是費(fèi)用較咼。生物流化床具有容積負(fù)荷咼、反響速度 快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。生物流化床常以工廠煙道灰等做 載體，內(nèi)設(shè)擋板，使流化床分為 曝氣區(qū)、回流區(qū)、沉淀區(qū)。生物膜法生物相豐富，具有一定消化脫 氮功能。常見的有曝氣生物濾池、空氣驅(qū) 動生物轉(zhuǎn)盤、藻類轉(zhuǎn)盤等。以下的廢水。COD容積負(fù)荷一 般1kg/m3d以下，出水溶解氧 23mg/L。推薦采用組合填料， 填料裝填率5070%。COD去除率6090%。集活性污泥和生物膜法的優(yōu)勢 生物接觸氧于一體，具有容積負(fù)荷高、污物化觸氧泥