制藥廢水的處理技術研究

隨著工業(yè)經濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，許多經濟產業(yè)如制藥、染料、焦化等產生的高濃度有機廢水，尤其是制藥廢水，污染物濃度高、組分復雜，含有多種復雜的生化抑制因素，它們一旦進入水體，就會使江河、湖泊受到不同程度的污染，因此如何處理制藥廢水顯得十分重要。

制藥廢水大多數具有有機物濃度高、色度高、含難降解和對微生物有毒性的物質、水質成分復雜、可生化性差等特點。廢水中的殘留抗生素和高濃度有機物使傳統(tǒng)生物處理法很難達到預期的處理效果，因殘留抗生素對微生物的強烈抑制作用使好氧菌中毒，造成好氧處理困難；而厭氧處理高濃度的有機物又難以滿足出水達標，還需進一步處理。制藥廢水的復雜性與常規(guī)生化處理工藝的高耗、低效性，是導致當前大量制藥廢水難以處理和不易達標排放的直接原因。因此，在采用厭氧生化處理和厭氧、好氧生化組合的傳統(tǒng)工藝之前，對制藥廢水進行有效的預處理，破壞或降解其中的殘留藥物分子及抗生素活性，使其中難以生物降解的物質轉化為易于生物降解的小分子物質，即消除其對微生物的抑制作用，提高廢水的可生化性，可以使后續(xù)生物處理的難度大大減少。

 

1  制藥廢水的處理方法

制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(yōu)勢及不足。

 

1.1  物化處理

根據制藥廢水的水質特點，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后處理工序。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。

 

1.1.1  混凝法

該技術是目前國內外普遍采用的一種水質處理方法，它被廣泛用于制藥廢水預處理及后處理過程中。高效混凝處理的關鍵在于恰當地選擇和投加性能優(yōu)良的混凝劑。

 

1.1.2  氣浮法

氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。

 

1.1.3  吸附法

常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。

 

1.1.4  膜分離法

膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜，可回收有用物質，減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節(jié)約能源。

 

1.1.5  電解法

該方法處理廢水具有高效、易操作等優(yōu)點而得到人們的重視，同時電解法又有很好的脫色效果。

 

1.2  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污染，因此在設計前應做好相關的實驗研究工作?；瘜W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。

 

1.2.1  鐵炭法

工業(yè)運行表明，以Fe-C作為制藥廢水的預處理步驟，其出水的可生化性可大大提高。

 

1.2.2  Fenton試劑處理法

亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑，它能有效去除傳統(tǒng)廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（C2O42-）等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大加強。

 

1.2.3  氧化法

采用該方法能提高廢水的可生化性，同時對COD有較好的去除率。

 

1.2.4  氧化技術

又稱高級氧化技術，它匯集了現(xiàn)代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的新型研究成果，主要包括電化學氧化法、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具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優(yōu)點，尤其適合于不飽合烴的降解，且反應條件也比較溫和，無二次污染，具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比，超聲波對有機物的處理更直接，對設備的要求更低，作為一種新型的處理方法，正受到越來越多的關注。

 

1.3  生化處理

生化處理技術是目前制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。

 

1.3.1  好氧生物處理

由于制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，很難直接生化處理后達標排放，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污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環(huán)式活性污泥法（CASS法）等。

 

1.3.2　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后出水COD仍較高，一般需要進行后處理（如好氧生物處理）。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發(fā)設計及進行深入的運行條件研究。在處理制藥廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器（ABR）、水解法等。

 

1.3.3  厭氧－好氧及其他組合處理工藝

由于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、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現(xiàn)出了明顯優(yōu)于單一處理方法的性能，因而在工程實踐中得到了廣泛應用。

此外，隨著膜技術的不斷發(fā)展，膜生物反應器(MBR)在制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、抗沖擊能力強、占地面積小、剩余污泥量少等優(yōu)點。盡管在膜污染方面仍存在問題，但隨著膜技術的不斷發(fā)展，將會使MBR在制藥廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。

 

2  制藥廢水的處理工藝及選擇

制藥廢水的水質特點使得多數制藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標，所以在生化處理前須進行必要的預處理。一般應設調節(jié)池，調節(jié)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制性物質，并提高廢水的可降解性，以利于廢水的后續(xù)生化處理。

預處理后的廢水，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，好氧處理工藝后還需繼續(xù)進行后處理。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。

 

3  制藥廢水中有用物質的回收利用

推進制藥業(yè)清潔生產，提高原料的利用率以及中間產物和副產品的綜合回收率，通過改革工藝使污染在生產過程中得到減少或消除。由于某些制藥生產工藝的特殊性，其廢水中含有大量可回收利用的物質，對這類制藥廢水的治理，應首先加強物料回收和綜合利用。但一般來說，制藥廢水成分復雜，不易回收，且回收流程復雜，成本較高。因此，高效的制藥廢水綜合治理技術是解決污水問題的關鍵。

 

4  結　語

關于處理制藥廢水的研究已有不少報道，但由于制藥行業(yè)原料及工藝的多樣性，排放的廢水水質千差萬別，所以制藥廢水并沒有成熟統(tǒng)一的治理方法，具體選擇哪種工藝路線取決于廢水的性質。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并初步去除污染物，再結合生化處理。目前，開發(fā)經濟、有效的復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，并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(huán)境效益的統(tǒng)一。