張 雪

(西北師范大學 知行學院環(huán)境科學與工程系，甘肅 蘭州 730070)

1 引言

我國是世界制藥行業(yè)主要的原料生產(chǎn)國及主要出口國，年產(chǎn)量達近百萬噸、千余種類型，占全球醫(yī)藥行業(yè)的1/3、世界貿(mào)易額的1/4。伴隨醫(yī)藥行業(yè)快速發(fā)展的同時，由此引發(fā)的制藥類廢水處理問題也日益嚴重。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國每年制藥類廢水排放達2.5億t，其中未經(jīng)處理的超過一半，對生態(tài)環(huán)境造成了極大的污染和破壞[1，2]。

制藥生產(chǎn)過程極其繁瑣，所需輔料種類多、結(jié)構(gòu)復雜，這些有機物，包括大量的有毒有害物質(zhì)在生產(chǎn)過程中進入廢水，導致制藥廢水成分多、有毒、生化性能差，不同企業(yè)、不同工藝產(chǎn)生的廢水水質(zhì)、水量變化大，都在一定程度上增加了制藥廢水處理的難度。同時，“制藥工業(yè)水污染物排放標準”系列于2010年開始實施?；谝陨咸攸c，制藥廢水的處理已到了刻不容緩的時刻。

2 制藥廢水的分類、特點及危害

2.1 分類及特點

制藥廢水屬于難處理工業(yè)廢水，在不同的文獻中其分類方法也不同。制藥廢水的分類方法主要有兩種，一是根據(jù)生產(chǎn)工序來劃分，另一種根據(jù)“制藥工業(yè)水污染物排放標準”制定[3～8]。兩種劃分方式相輔相成，按照工序一般分為生產(chǎn)過程廢水、冷卻廢水、沖洗廢水、生活污水、再生廢水等；而發(fā)酵類廢水、化學合成類廢水、提取類廢水、中藥廢水、生物工程類廢水及混裝制劑類廢水則屬于“制藥工業(yè)水污染物排放標準”中規(guī)定的種類。表1、表2為根據(jù)以上兩種劃分方式總結(jié)出制藥廢水的分類及特點。

2.2 危害性

從表1、表2中可以看出，無論以何種標準區(qū)分制藥廢水，制藥廢水總體表現(xiàn)為含有毒性、有機物濃度高且成分復雜，若不經(jīng)處理直接排放至水體中，“三致”類有毒有害物質(zhì)不僅會危及水環(huán)境，破壞整體的生態(tài)安全，而且經(jīng)過食物鏈的富集作用危及人類的健康。

表1 不同工序制藥廢水特點

表2 “制藥工業(yè)水污染物排放標準”中制藥廢水特點

3 制藥廢水的處理方法

制藥廢水具有有機污染物濃度高、含鹽量高、有毒有害物質(zhì)多、可生化性較差、SS濃度及色度高、沖擊負荷大等特點，而且排放標準日益嚴格，已超出常規(guī)水處理方法的處理范圍。目前，處理制藥廢水的重點在于提高其可生化性，制藥廢水的處理方法主要有化學法、物化法、生物法及組合方法幾種。

3.1 物理化學法

物化法主要包括混凝沉淀法、氣浮法、吸附法、電解法與膜分離法等，主要通過物理介質(zhì)對制藥廢水中的污染物的吸附、截留作用進行處理。物理化學法一般用來作為高濃度廢水的預處理，也可作為深度處理選擇方案。

混凝沉淀法是水處理工藝中比較成熟的一種方法，通過混凝劑的作用可去除水中大部分的污染物。對于制藥廢水，混凝沉淀可減弱其抑菌作用，這是由于混凝劑中的金屬離子、有機物可與廢水中抑菌活性基團形成難溶物并沉淀下來[9]。夏元東等[10]在COD濃度一萬以上、pH值中性的制藥廢水中投加以鋁鹽為主的復合混凝劑，COD去除率達60%以上，色度大幅降低，效果明顯。

膜分離法是過濾的一種深度延伸，常見的工藝納濾、微濾、反滲透都可以用來處理制藥廢水。劉峰等[11]采用超濾+反滲透方法對某醫(yī)藥廠二級出水進行處理，對濁度及COD均有良好的處理效果，同時脫鹽率可達到97%以上。

吸附法常用的吸附介質(zhì)為活性炭，具有極大的比表面積與極強的吸附能力。祁佩時等[12]研究了溫度、酸堿度、雙氧水及亞鐵離子投加量、活性炭投加量等條件對采用Fenton氧化-活性炭處理制藥廢水的影響，研究表明，該工藝在適當?shù)臈l件下可處理制藥廢水達到綜合排放一級標準。

3.2 化學法

化學法在制藥廢水的處理中通常采用的是電解法與高級氧化方法。

電解法是利用電場作用，基于電化學氧化還原反應處理水中污染物的方法，具有結(jié)構(gòu)簡單、處理費用低、易于操作等優(yōu)點。馮雅麗等[13]對高含鹽、高濃度制藥廢水采用鐵碳為電解的方法進行預處理處理，經(jīng)處理后COD由10076 mg/L降至5000～6000 mg/L、B/C提高至0.5以上，有效促進了后續(xù)的生物處理。

與傳統(tǒng)的化學氧化技術(shù)相比，高級氧化具有氧化能力強、自由基活性高、效率出眾等特點。目前Fenton氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)是比較成熟的工藝，已有應用的實例。戴啟洲等[14]針對制藥廢水的特點，采用臭氧-生物法處理取得了良好的效果：COD由7420 mg/L降至不足100 mg/L、氯化物由376mg/L降至0.2 mg/L，SS降低了60%，出水達到綜合排放一級標準。左紅影等[15]研究了TiO2催化氧化技術(shù)對抗生素廢水的處理效果，廢水與空氣的最佳流速分別為200 L/h、70 L/h，COD去除率可達到90%以上。

3.3 生物法

生物法處理廢水具有費用低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但對制藥廢水采用生物法進行處理，首先需解決其有毒、可生化性能差的問題。因此，生物法處理制藥廢水需進行預處理。在制藥廢水的生物處理方法中，曝氣生物濾池、UASB厭氧反應器及其組合工藝是被廣泛利用的。

郎咸明等[16]研究了生物濾池啟動、氣水比、水力負荷對曝氣生物濾池處理某制藥廢水影響，最終選取了一種掛膜效果好、機械強度足的優(yōu)質(zhì)濾料，最佳運行條件為氣水比15、水力停留4h。同時研究了進水底物濃度對處理效果的影響，發(fā)現(xiàn)進水底物濃度增加去除率也隨之增加。

李亞峰等[17]以某制藥廠廢水處理工程實例介紹了預處理/UASB/A/O工藝的運行特點及效果，證明了采用UASB厭氧反應器對制藥廢水的良好處理效果。運行結(jié)果表明，COD去除率在95%以上、BOD去除率可達到99%。

4 結(jié)論

目前對制藥廢水的處理主要采用物理化學方法，這些方法存在運行成本高、化學藥品消耗量大怎問題，而且還需妥善處置沉淀物等末端產(chǎn)物，易產(chǎn)生再生污染。而生物法對設備與工藝的要求不高、技術(shù)成熟穩(wěn)定，有著良好的經(jīng)濟效益。

在實際應用過程中，應結(jié)合制藥廢水的水質(zhì)、水量及現(xiàn)有條件，根據(jù)實際情況選用合適的工藝組合，達到最優(yōu)的環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。