制药废水处理工艺总结

由于成分复杂，有机物含量高，毒性高，色泽深，盐分高，特别是生化性能差和间歇性排放，制药企业在工业生产中产生的废水已成为最严重的家庭污染. ，最困难的工业废水处理之一. 作者总结了制药工业废水处理的常用技术.

制药废水，顾名思义，是制药厂生产中成药或西药时产生的废水. 制药废水主要包括抗生素生产（生物制药）废水，合成药物生产（化学制药）废水，中成药生产废水以及各种制剂生产工艺的洗涤水和洗涤废水.

制药废水的特征

制药生产过程决定了制药废水的特性. 药物的生产是通过以及药用植物的分离纯化而获得的原料. 由于药品种类不同，生产工艺和工艺复杂，原料辅料种类繁多，生产过程严格控制原料和中间体的质量，原料的净产量低，副产品多，制药废水的成分差异大，成分复杂，污染物多，COD高，BOD5和CODcr比低，波动大，生物降解性差，难降解物质多，毒性强间歇排放的特点，水量，水质和污染物种类给治理带来很大困难.

制药废水的组成

我国的制药工业主要生产生物制药，化学制药和中草药，分别对应于上述抗生素生产废水，合成药物生产（化学制药）废水和中成药生产废水.

生物制药利用微生物来发酵，过滤和提炼各种有机原料，以生产各种抗生素，氨基酸和一些药物中间体. 化学药品使用化学反应过程来制备有机和无机原料. 医药中间体和合成药物；中草药生产是中草药或中成药的加工和提取. 生产过程主要包括原料预处理和提取制剂. 下表总结了废水的来源和组成.

类型

来源

组成

抗生素生产废水

发酵滤液，萃余液，蒸馏蒸馏液，吸附废液和管道废液等.

主要含有菌丝体，残留营养，代谢产物和. 有机物浓度很高，COD可达5000〜20000mg / L，BOD可达200​​0〜10000mg / L，SS浓度可达5000〜23000mg / L，TN可达600 〜1000mg / L

合成制药废水

由于合成过程中的许多步骤以及产品转化率低而导致的原材料，副产物，等的损失

包含多种有毒有害化学物质，例如类固醇，硝基化合物，苯胺化合物，哌嗪和氟，汞，铬铜和乙醇，苯，氯仿，石油醚和其他有机物质，金属和废物酸碱污染物

中药生产废水

在洗涤，蒸煮，提纯分离，蒸发浓缩，制备等过程中排放的洗涤废水，分离水，蒸发冷凝水，化学液体损失水等.

天然生物有机物，例如有机酸，蒽醌，木质素，生物碱，单宁，单宁，蛋白质，糖，淀粉等.

制药废水的危害

尽管制药废水由于产品，原料和处理方法的不同而具有不同的水质，但总的来说，制药废水中有机污染物含量高，有毒物质很多，可生物降解的物质很多，盐分也高. 一种非常有害的工业废水. 随意排放会对环境造成极大伤害.

1. 消耗水中的溶解氧

当有机物在水中经历生物氧化分解时，它将消耗水中的溶解氧. 有机物含量过多会导致水体缺氧或脱氧，导致水中好氧水生生物死亡，厌氧微生物繁殖，并进行缺氧消化，产生甲烷，硫化氢，酒精，氨，胺和其他物质. 抑制水生生物，使水体发臭.

2. 破坏水体的生态平衡

一些药剂及其合成中间体通常具有一定的杀菌或抑菌作用，影响水体中细菌，藻类和其他微生物的代谢，并最终破坏该水体整个生态系统的平衡. 例如，当水中含有青霉素，四环素和氯霉素时，它可以抑制绿藻的生长.

3. 药物代谢产物对环境的污染

制药废水中的污染物之间或与水体中的物质之间的化学反应会产生新的污染. 例如，亚硝胺是强致癌物. 如果废水中含有土霉素，哌嗪，吗啉和氨基比林等，它可以在酸性介质中与钠反应生成亚硝胺.

制药废水处理技术

制药废水的常用处理方法有: 理化法，化学法，生化法，其他联合工艺等.

由于制药废水中含有大量的有机污染物，制药废水的水质特性使得大多数制药废水无法仅通过生化方法进行处理，因此必须在生化处理之前进行必要的预处理.

通常应设置调节罐来调节水质和pH值，并应根据实际情况采用物理化学或化学方法作为预处理工艺，以减少SS，盐分和COD的一部分在水中，减少废水中的生物抑制物质，提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理.

1，理化方法

根据制药废水的水质特点，在处理过程中，作为生化处理的预处理或后处理过程，需要进行物理化学处理. 目前使用的理化处理方法主要包括混凝，气浮，吸附，汽提，电解，离子交换和膜分离等方法.

凝血方法

凝血方法是常用的治疗方法. 它广泛用于制药废水的预处理和后处理. 通过添加化学试剂，它会产生吸附作用并中和颗粒之间的电荷并压缩. 由于双电层的扩散而引起的凝结破坏了废水中胶体的稳定性，导致胶体颗粒彼此聚集和聚集，并在重力作用下沉淀. 有效凝结的关键是正确选择和添加具有优异性能的凝结剂，例如硫酸铝，聚氯化铁（铝），聚硫酸铁和聚氯化铝硫酸铁. 混凝剂的发展方向是从低分子到高分子聚合物，从单组分功能到复合类型.

工艺参数

药物剂量: PAC剂量1〜25‰，PAM剂量2-10 mg / L；混凝沉淀法: 15〜30min，沉淀时间: 25〜55min；气浮反应时间: 5〜10 min，气浮时间: 10〜25 min.

气浮法

气浮法是在废水中产生足够数量的微小气泡. 固液气三相污染物会形成悬浮状态. 在表面张力和浮力的作用下，微小的气泡附着在要去除的污染物颗粒上. 粘合体的密度低于水，并漂浮在水的表面，从而使水被分离并去除. 气浮方法通常包括各种形式，例如充气气浮，溶解气浮，化学气浮和电解气浮. 在制药工业的废水处理中，可用于庆大霉素，土霉素和美达霉素等废水的处理.

吸附方法

吸附法是指利用多孔固体吸附废水中的污染物，以回收或去除污染物，从而净化废水. 常用的吸附剂包括活性炭，活性煤，腐殖酸和吸附树脂. 中成药米非司酮，双氯芬酸，肉桂酸，扑热息痛，维生素B6等产生的废水通常通过煤灰或活性炭吸附进行预处理.

电解法

电解方法基于电解原理，通过电解过程使原废水中的有害物质分别通过阳极和阴极上的氧化和还原反应转化为无害物质. 电解法可以改变废水中有机污染物的性质和结构，具有效率高，操作简便的优点，同时具有良好的脱色和生物降解性. 例如，采用电解法对核黄素上清液进行预处理，去除COD，SS和色度分别为71％，83％和67％0.

膜分离

膜分离方法该技术包括反渗透，纳滤膜和纤维膜. 本实用新型具有回收有用物质，同时产生环境效益，设备简单，操作方便，加工效率高，节能的优点.

吹散法

当氨氮的浓度大大超过微生物的允许浓度时，在生物处理过程中，微生物被NH3-N抑制，难以获得良好的处理效果. 氨的反硝化通常是废水处理质量的关键. 因此，在制药工业废水处理中，通常采用吹气法降低氨氮含量，如胺碘酮废水的氨氮反硝化.

技术适用性

适用于NH3-N浓度高于5000 mg / L的废水. pH值越高，吹出效果越大，水温低时吹出效果越低.

可行的工艺参数

当停留时间为0.5到1.5 h时，pH为8到11，塔高为6米，气液比为2200到2300，配水率≤180m3 / m2· d.

减少污染和排放

氨氮的去除率为60-90％.

2. 化学方法

使用化学方法时，过量的试剂会造成水体的二次污染，因此在设计之前应先进行相应的实验研究工作，而且化学药品价格昂贵. 化学方法主要包括铁碳电解法，臭氧氧化法和芬顿试剂法.

铁碳微电解法

铁碳法是利用废水中填充的微电解材料产生1.2V的电位差，不用电就可以电解废水，从而达到降解有机污染物的目的. 以Fe-C作为制药废水的预处理步骤，可大大提高废水的生物降解性.

工艺参数

停留时间为120〜240分钟. 铁碳比为1〜5: 1. 为了防止铁碳结块，可以对其进行充气.

减少和排放污染

可生物降解性提高到BOD5 / COD> 0.3，COD去除率为20〜50％.

臭氧氧化法

臭氧被认为是有效的氧化剂和消毒剂. 具有很强的氧化能力. 它使用臭氧氧化技术处理有机废水. 具有反应速度快，无二次污染的优点. 可以提高抗生素废水的BOD / COD，提高废水的生物降解性，并具有良好的COD去除率.

工艺参数

臭氧的用量为20〜30mg / L，接触时间为1〜2 h.

减少和排放污染

生物降解能力提高到BOD5 / COD> 0.3，COD去除率达到50％.

芬顿试剂处理方法

亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它可以有效去除传统废水处理技术无法去除的难熔有机物质. 随着研究的不断深入，Fenton试剂中引入了紫外光，草酸盐（C2O42-）等，大大提高了其氧化能力. 该方法设备简单化学反应器吸附器，易于工业放大，是一种处理青霉素废水的方法，具有良好的开发前景.

可行的工艺参数

摩尔浓度Fe2 +: H2O2 = 1: 3，pH: 2〜4，停留时间: 2〜5 h.

减少和排放污染

COD去除率可以达到60％以上.

先进的氧化技术

收集现代光学，电气，声学，磁性，材料等领域的最新研究成果，包括电化学氧化法，湿式氧化法，超临界水氧化法，光催化氧化法和超声降解法等. 其中，紫外线光催化氧化技术具有新颖，高效，无选择性的优点. 特别适用于不饱和烃的降解，反应条件温和，无二次污染，具有良好的应用前景.

3. 生化方法

生化处理技术目前广泛用于制药废水处理技术. 由于制药废水中有机物的浓度很高，因此通常需要结合使用厌氧和好氧方法以获得良好的处理效果.

下表总结了厌氧和好氧方法的工艺特点:

优点/缺点

备注

厌氧法

上流厌氧污泥床法（UASB法）

厌氧消化效率高，结构简单，水力停留时间短，无需额外的污泥回流装置.

通常需要在进水中添加SS，这适用于高浓度制药废水.

在中等温度（35〜40ºC）条件下，化学需氧量的体积负荷为5〜10kg / m3·d. 在常温条件下，化学需氧量为3〜5kg / m3·d.

上流式厌氧污泥床过滤器（UASB + AF）

结合UASB和厌氧滤池（AF）的优势，提高了反应器的性能.

水解和酸化方法

它可以降解有机大分子并提高原水的生物降解性；反应速度快，罐体积小，投资少，可减少污泥量；无需密封，搅拌，无需三相分离器，降低了成本，维护方便

COD体积负荷大于2kg / m3·d，HRT一般大于12；罐内可填充填充物，建议使用弹性三维填充物，填充率为30〜50％；可以进行适度的曝气，但应该保证溶解氧.

厌氧复合床（UBF）

反应液传质分离效果好，生物量大，生物种类多，加工效率高，操作稳定性强.

厌氧折流板反应器（ABR）

结构简单，污泥保留能力强，稳定性高，在处理高浓度有机废水特别是有毒难降解废水中具有特殊作用.

两相厌氧消化法

产酸菌和产甲烷菌分离，各自发挥最大的活性，大大提高了单相厌氧消化过程的处理能力和效率.

适用于处理高浓度有机污水，高浓度悬浮固体污水以及含有有毒和难熔物质的废水.

扩大的颗粒污泥床（EGSB）

EGSB厌氧反应器中有机物去除率高达85％，运行稳定，出水稳定.

可用于高SS含量，对微生物有毒的废水处理和高浓度有机废水处理.

有氧法

活性污泥法

改进的曝气方法以稳定设备的运行.

缺点是废水需要大量稀释，运行过程中泡沫较多，污泥容易发生膨胀，污泥余量大，去除率不高.

废水需要大量稀释，运行过程中泡沫较多，污泥容易发生膨胀，剩余污泥量大，去除率不高. 通常必须使用两个或更多个阶段的治疗.

深井曝气方法

氧气利用率高，占地面积小，处理效果好，投资少，运行成本低，无污泥膨胀，污泥产量低.

保温效果好，不受气候条件的影响，可以保证北方地区冬季污水处理的效果. 深井曝气池对东北制药总厂的高浓度有机废水进行生化处理后，COD去除率达到92.7％.

吸附生物降解法（AB法）

A部分具有较高的负荷和较强的抗冲击负荷能力，并且对pH值和有毒物质具有较大的缓冲作用. 特别适用于有机物含量高，水质和水质变化较大的污水.

BOD，COD，SS，P和氨氮的去除率通常高于传统的活性污泥法.

顺序分批式分批活性污泥法（SBR）

水质均匀，无需污泥回流，抗冲击，污泥活性高，结构简单，操作灵活，占地面积小，投资少，运行稳定，底物去除率高于普通活性污泥法等. 缺点是污泥沉淀，污泥分离时间长.

粉末活性炭（PAC）通常添加到活性污泥系统中，以减少曝气池中的泡沫. 它更适合处理间歇排放且水量和水质波动较大的废水，例如中药材，四环素和庆大霉素等生产废水的处理. 在处理青霉素制药废水时，可以克服常规好氧方法的能耗高，稀释水量大，厌氧方法预处理要求高，运行成本高等缺点.

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