製藥工業廢水主要包括抗生素生產廢水
、合成藥物生產廢水
、中成藥生產廢水以及各類製劑生產過程的洗滌水和衝洗廢水四大類
。其廢水的特點是成分複雜
、有機物含量高
、毒性大
、色度深和含鹽量高
,特別是生化性很差
,且間歇排放
,屬難處理的工業廢水
。隨著我國醫藥工業的發展
,製藥廢水已逐漸成為重要的汙染源之一
,如何處理該類廢水是當今環境保護的一個難題
。
製藥廢水的處理方法
製藥廢水的處理方法可歸納為以下幾種
:物化處理
、化學處理
、生化處理 以及多種方法的組合處理等
,各種處理方法具有各自的優勢及不足
。
物化處理
根據製藥廢水的水質特點 ,在其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預處理或後處理工序 。目前應用的物化處理方法主要包括混凝 、氣浮 、吸附 、氨吹脫 、電解 、離子交換和膜分離法等 。
化學處理
化學處理應用化學方法時 ,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次汙染 ,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作 。化學法包括鐵炭法 、化學氧化還原法(fenton試劑 、H2O2 、O3) 、深度氧化技術等 。
生化處理
生化處理技術是目前製藥廢水廣泛采用的處理技術
,包括好氧生物法
、厭氧生物法
、好氧-厭氧等組合方法
。
好氧生物處理
由於製藥廢水大多是高濃度有機廢水
,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋
,因此動力消耗大
,且廢水可生化性較差
,很難直接生化處理後達標排放
,所以單獨使用好氧處理的不多
,一般需進行預處理
。常用的好氧生物處理方法包括活性汙泥法
、深井曝氣法
、吸附生物降解法(AB法)
、接觸氧化法
、序批式間歇活性汙泥法(SBR法)
、循環式活性汙泥法(CASS法)等
。
厭氧生物處理
目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主
,但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高
,一般需要進行後處理(如好氧生物處理)
。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究
。在處理製藥廢水中應用較成功的有上流式厭氧汙泥床(UASB)
、厭氧複合床(UBF)
、厭氧折流板反應器(ABR)
、水解法等
。
厭氧-好氧及其他組合處理工藝
由於單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求
,而厭氧-好氧
、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性
、耐衝擊性
、投資成本
、處理效果等方麵表現出了明顯優於單一處理方法的性能
,因而在工程實踐中得到了廣泛應用
。如利民製藥廠采用厭氧-好氧工藝處理製藥廢水
,BOD5去除率達98%
,COD去除率達95%,處理效果穩定
;肖利平等采用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成製藥廢水
,結果表明
,整個串聯工藝對廢水水質
、水量的變化具有較強的耐衝擊能力
,COD去除率可達86%~92%
,是處理製藥廢水的一種理想的工藝選擇
;胡大鏘等在對醫藥中間體製藥廢水的處理中采用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝
,當進水COD為12 000 mg/L左右時
,出水COD達300 mg/L以下
;許玫英等采用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的製藥廢水
,COD的去除率能達到87.5%~98.31%
,遠高於單獨的生物膜法和SBR法的處理效果
。
此外
,隨著膜技術的不斷發展
,膜生物反應器(MBR)在製藥廢水處理中的應用研究也逐漸深入
。MBR綜合了膜分離技術和生物處理的特點
,具有容積負荷高
、抗衝擊能力強
、占地麵積小
、剩餘汙泥量少等優點
。白曉慧等采用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫藥中間體酰氯廢水
,選用杭州化濾膜工程公司生產的ZKM-W0.5T型膜組件
,係統對COD的去除率均保持在90%以上
;Livinggston等利用專性細菌降解特定有機物的能力
,首次采用了萃取膜生物反應器處理含3
,4-二氯苯胺的工業廢水
,HRT為2 h
,其去除率達到99%
,獲得了理想的處理效果
。盡管在膜汙染方麵仍存在問題
,但隨著膜技術的不斷發展
,將會使MBR在製藥廢水處理領域中得到更加廣泛的應用
。
製藥廢水的處理工藝及選擇
製藥廢水的水質特點使得多數製藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標
,所以在生化處理前必須進行必要的預處理
。一般應設調節池
,調節水質水量和pH
,且根據實際情況采用某種物化或化學法作為預處理工序
,以降低水中的SS
、鹽度及部分COD
,減少廢水中的生物抑製性物質
,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理
。
預處理後的廢水
,可根據其水質特征選取某種厭氧和好氧工藝進行處理
,若出水要求較高
,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理
。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質
、工藝的處理效果
、基建投資及運行維護等因素
,做到技術可行
,經濟合理
。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝
。如陳明輝等采用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合製藥廢水
,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標準
。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學製藥廢水
、複合微氧水解-複合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水
、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中藥提取廢水等都取得了較好的處理效果
。
關於處理製藥廢水的研究已有不少報道 ,但由於製藥行業原料及工藝的多樣性 ,排放的廢水水質千差萬別 ,所以製藥廢水並沒有成熟統一的治理方法 ,具體選擇哪種工藝路線取決於廢水的性質 。根據該廢水的特點 ,一般應通過預處理以提高廢水的可生化性並初步去除汙染物 ,再結合生化處理 。目前 ,開發經濟 、有效的複合水處理單元是亟待解決的問題 。同時 ,應加強清潔生產的研究 ,並在處理前期考慮廢水是否有回收利用的價值和適當的途徑 ,以達到經濟效益和環境效益的統一 。