趙紅陽(yáng)，張金輝，楊雙春

（遼寧石油化工大學(xué), 遼寧 撫順 113001）

水處理技術(shù)

生物法處理制藥廢水的研究進(jìn)展

趙紅陽(yáng)，張金輝，楊雙春

（遼寧石油化工大學(xué), 遼寧 撫順 113001）

制藥工業(yè)廢水的種類(lèi)較多，主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各種制劑生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的洗滌水和沖洗廢水。特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、毒性較大、色度深和含鹽量較高，尤其是生化性很差，且間歇排放，屬難處理的工業(yè)廢水。介紹了SBR法、UASB法、水解酸化、膜生物等技術(shù)在制藥廢水處理方面的研究現(xiàn)狀，幵對(duì)今后的研究方向提出了建議。

制藥廢水；SBR；UASB；水解酸化；膜生物技術(shù)；膜生物反應(yīng)器

制藥廢水主要來(lái)自藥物合成、洗滌和沖洗等加工過(guò)程。制藥廢水大多數(shù)具有有機(jī)物濃度高、色度高、含難降解和對(duì)微生物有毒性的物質(zhì)、水質(zhì)成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)。在采用厭氧處理和厭氧、好氧生化組合的傳統(tǒng)技術(shù)之前，破壞和降解其中的殘留藥物分子以及抗生素的活性，使當(dāng)中難以生物降解的污染物轉(zhuǎn)化為容易被生物降解的小分子物質(zhì)，即消除其對(duì)微生物的抑制作用和提高廢水的可生化性，能夠使后續(xù)的生物處理難度大大降低。生物法與物理法、化學(xué)法相比，具有經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點(diǎn)，幵可實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、資源化，所以長(zhǎng)期以來(lái)始終占重要的位置。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)制藥廢水處理的研究較多，筆者主要介紹了膜生物反應(yīng)器、UASB法、SBR法、水解酸化等技術(shù)在印染廢水處理方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，幵對(duì)今后的収展方向提出了建議，以期為相關(guān)研究提供參考[1]。

1 制藥廢水處理技術(shù)的研究

1.1 膜生物技術(shù)

MBR（膜生物反應(yīng)器）是一種處理效率高, 出水水質(zhì)好的新型水處理技術(shù), 目前國(guó)內(nèi)已有學(xué)者利用膜生物反應(yīng)器對(duì)制藥廢水迚行了深入研究。高建磊等人[2]采用3 組不同膜組件的MBR對(duì)諾氟沙星制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：間歇-反沖洗運(yùn)行、水溫為25 ℃、曝氣量為6.0 m3/h時(shí)有利于減緩膜污染，通過(guò)污泥負(fù)荷的比較試驗(yàn)可知，CODcr的去除主要受生物系統(tǒng)操作條件影響， 膜組件對(duì)出水水質(zhì)的影響不明顯。廖志民等人[3]用MBR工藝對(duì)収酵類(lèi)制藥廢水迚行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)污泥濃度為18 000～19 000 mg/L、HRT（水力停留時(shí)間）為8 h時(shí)，MBR工藝對(duì)収酵類(lèi)制藥廢水的處理效果還好，對(duì)COD和氨氮的去除率分別為73%和93%，和HRT為20 h的相當(dāng)。干建文等人[4]采用膜生物技術(shù)對(duì)頭孢類(lèi)制藥廢水迚行了試驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：頭孢類(lèi)廢水厭氧出水經(jīng)過(guò) MBR處理后，密度可從3 500 mg/L降至350 mg/L以下，去除率在90%以上，水力停留時(shí)間為35 h。當(dāng)溫度控制在22 ℃以上，污泥濃度控制在6 000～10 000 mg/L時(shí)，最佳運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的污泥負(fù)荷平均在0.27 kg/(kg·d),COD容積負(fù)荷可達(dá)216 kg/( m3·d )?？梢?jiàn)，膜生物技術(shù)有出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、操作管理方便等優(yōu)

點(diǎn)，但膜的造價(jià)高，能耗高，壽命短，而且還容易產(chǎn)生膜污染現(xiàn)象，因此，尋找新型膜材料可作為今后重點(diǎn)研究的方向。

1.2 SBR技術(shù)

SBR（序列間歇式活性污泥法）是一種運(yùn)用間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。鄒平等人[5]利用SBR技術(shù)對(duì)制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：SBR法的最佳曝氣時(shí)間為10 h，迚水時(shí)間為1 h時(shí)最為適宜，加設(shè)缺氧階段可明顯提高SBR法的NH3-N的去除率。他們所測(cè)得的最佳運(yùn)行參數(shù)為：1 h迚水→1 h缺氧攪拌→4 h曝氣→2 h缺氧攪拌→6 h曝氣→2 h沉淀→瞬時(shí)排放→8 h閑置。其中，迚水期、排水期以及閑置期的歷時(shí)可根據(jù)水質(zhì)、水量的實(shí)際情況迚行相應(yīng)的調(diào)整。舒曉春等人[6]利用SBR工藝對(duì)湖北省仙桃市中藥廠的制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)迚水CODcr為250 mg/L，BOD5為120 mg/L,出水CODcr為49 mg/L，BOD5為20 mg/L。CODcr的去除率可達(dá)80%，BOD5的去除率為83%，SBR工藝處理效果比較顯著。韓相奎等人[7]對(duì)吉林敖東藥業(yè)集團(tuán)口服液生產(chǎn)車(chē)間的制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在迚水COD為633.2～4 112.6 mg/L，經(jīng)18 h曝氣處理，出水COD均在158.3 mg/L以下，COD的去除率高達(dá)83.3%～98.1%。鄧喬等人[8]用SBR工藝對(duì)某制藥公司的廢水迚行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:處理水量為2 000 m3/d,SBR對(duì)CODcr的去除率在92.2%～95.8%之間，平均為94.23%，對(duì)氨氮的去除率在82.7%～97.6%之間，平均去除率可達(dá)90.73%。SBR最佳運(yùn)行參數(shù)為：曝氣時(shí)間為8 h，污泥負(fù)荷控制在0.23～0.28 kg/(kg·d),溫度為26～30 ℃。雖然SBR技術(shù)能有效的去除制藥廢水中的有害物質(zhì)，但采用單一的處理方法往往不能達(dá)到處理要求，而且所選用的材料價(jià)格較高，使用壽命較短，限制了該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

1.3 UASB技術(shù)

UASB(升流式厭氧污泥床)工藝由于具有厭氧過(guò)濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn)，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。劉鋒等人[9]利用UASB技術(shù)對(duì)某制藥廠的頭孢類(lèi)抗生素廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，迚水 CODcr的質(zhì)量濃度為14 300 mg/L，容積負(fù)荷可達(dá)14.3 kg/( m3·d )，CODcr的去除率能夠穩(wěn)定在85%左右，出水CODcr的質(zhì)量濃度在2 500 mg/L以下，出水VFA(揮収性脂肪酸)的質(zhì)量濃度在3 mmol/L左右，產(chǎn)氣量可達(dá)17 L/d。王現(xiàn)丼等人[10]利用 UASB-CASS工藝對(duì)河南某制藥股仹有限公司的一家中成藥生產(chǎn)企業(yè)的廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在迚水COD、BOD5、SS和色度分別為4 075、821、534 mg/L、158倍時(shí)，出水水質(zhì)分別為73、15、55 mg/L、40倍，去除率分別為98.2%、98.2%、89.7%和 74.7%。出水水質(zhì)穩(wěn)定幵達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。章毅等人[11]對(duì)蘇州某藥廠的制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此技術(shù)比傳統(tǒng)的A/O工藝氨氮去除率可提高10%～30%，使氨氮的去除率維持在97%～99%,而且，在人工和碳源上可節(jié)省40%左右。盧斌等人[12]利用UASB反應(yīng)器對(duì)華北某制藥集團(tuán)的制藥酸水迚行了二級(jí)厭氧處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一級(jí)厭氧在COD/SO42-=2.5～3條件下，COD去除率約為20%，SO42-去除率約為65%，二級(jí)厭氧COD去除率能達(dá)到75%，系統(tǒng)COD總?cè)コ士蛇_(dá)到80%, SO42-總?cè)コ士蛇_(dá)到65%以上。可見(jiàn)，此技術(shù)對(duì)制藥廢水的某些物質(zhì)的去除率很高，但對(duì)水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，而且耐沖擊力較差，所以此技術(shù)還需完善。

1.4 水解酸化技術(shù)

水解酸化處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，和其它工藝組合可以降低處理成本，提高處理效率。高雅慧等人[13]利用水解酸化技術(shù)對(duì)某制藥廠的廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以乙?；F和谷氨酸為原料，合成乙?；F谷氨酸Schiff堿，當(dāng)原料物質(zhì)的量比為2:3、溫度為50 ℃，反應(yīng)時(shí)間為7小時(shí)，pH為7～8時(shí)，乙?；F谷氨酸Schiff堿的產(chǎn)率最高，且純度也很高。相會(huì)強(qiáng)等人[14]對(duì)哈爾濱制藥四廠的制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理最佳工藝參數(shù)為：水解酸化池的內(nèi)部尺寸為5 m×5 m×5.6 m，有效容積75 m3?？偹νＡ魰r(shí)間為12 h，第一級(jí)水力停留時(shí)間為4 h，第二級(jí)水力停留時(shí)間為8 h。溫度為20～30 ℃最佳，低于8 ℃出水水質(zhì)最差。伊學(xué)農(nóng)等人[15]利用水解酸化技術(shù)對(duì)上海某生物制藥公司的制藥廢水迚行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)迚水COD 在200-1012mg/L時(shí), 出水穩(wěn)定在60-90 mg/L 之間, COD和氨氮的平均去除率均在90.4%和74.2%以上, SS平均去除率在87% 以上, 系統(tǒng)出水的各項(xiàng)污染指標(biāo)均達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。劉華等人[16]對(duì)天津某制藥廠的一所中型化學(xué)制藥企業(yè)廢水迚行

了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用此技術(shù)處理廢水，污染物COD的去除率為83%，NH3-N的去除率為84%左右，BOD5的去除率在95%以上?？梢?jiàn)，水解酸化技術(shù)對(duì)制藥廢水的處理效果很好，且占地小、投資少、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，但此技術(shù)只處于實(shí)驗(yàn)階段幵不成熟，所以還未大規(guī)模應(yīng)用。

2 結(jié) 論

生物法處理制藥廢水是今后化工領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向，本文對(duì)處理制藥廢水的幾種方法迚行了綜述，目前限制生物法處理制藥廢水的最主要因素是此技術(shù)尚不成熟，而且成本較高。因此，在今后的研究中，要將重點(diǎn)放在如何將此技術(shù)趨于完善和降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益上，這是最終的目的。此外，合適的生物膜的開(kāi)収以及合適的水解酸化技術(shù)的研究也具有重要意義。

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Research Progress in Biological Treatment of Pharmaceutical Wastewater

ZHAO Hong-yang，ZHANG Jin-hui，YANG Shuang-chun
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

The pharmaceutical industry wastewater includes antibiotic production wastewater, synthetic drug production wastewater, Chinese patent medicine production wastewater and washing water. Pharmaceutical industry wastewater, as a kind of refractory wastewater, has the properties of complex components, high toxicity, deep chromaticity, high salt content and poor biodegradability. In this article, application progress of SBR method, UASB, hydrolytic acidification and membrane biological technology in the pharmaceutical wastewater treatment were reviewed, and some suggestions about the future development were put forward.

Pharmaceutical wastewater; SBR; UASB; Hydrolytic acidification; Membrane biology technology; Membrane bioreactor

X 703

A

1671-0460（2014）10-2188-03

2014-03-26

趙紅陽(yáng)（1991-），男，遼寧鞍山人，遼寧石油化工大學(xué)給水排水專業(yè)，研究工作：給水排水技術(shù)工作。E-mail：1546123735@qq.com。

張金輝，男，教授，從事石油化工產(chǎn)品分析、研發(fā)與應(yīng)用工作。E-mail：zhangjinhui422@126.com。