王學(xué)亮 李玉齋 于水坤 于飛飛 王貴娟 王廣昆 馬 虎 羅仁瑜 楊麗媛

1. 山東藥品食品職業(yè)學(xué)院，山東 威海 264210

2. 齊魯安替制藥有限公司，山東 濟(jì)南 250105

3. 濟(jì)南市歷城第二中學(xué)，山東 濟(jì)南 250109

醫(yī)藥行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，總體規(guī)模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)36 個(gè)行業(yè)中屬于中等水平，醫(yī)藥行業(yè)整體呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)，藥品生產(chǎn)企業(yè)存在生產(chǎn)規(guī)模小、企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)品重復(fù)多、產(chǎn)品技術(shù)含量低等現(xiàn)象，并且存在污染物排放量大，污染嚴(yán)重的特點(diǎn)[1]。松花江事故、太湖藍(lán)藻事件的發(fā)生使保護(hù)環(huán)境的必要性顯得極為重要，因此國(guó)家對(duì)制藥行業(yè)的污物管控制定了極其嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)要求。很多制藥企業(yè)配建了自己的污水處理廠，與此同時(shí)，各制藥企業(yè)也對(duì)各個(gè)生產(chǎn)車(chē)間的污水排放制定了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

本研究報(bào)告針對(duì)傳統(tǒng)的污水處理流程，結(jié)合山東某制藥企業(yè)口服劑車(chē)間的實(shí)際情況考量對(duì)口服劑污水排放處理進(jìn)行了一些研究，最終整理了一份研究報(bào)告。本報(bào)告只針對(duì)口服劑車(chē)間實(shí)際產(chǎn)生的污水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在其他各項(xiàng)條件均滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，只針對(duì)COD 和API進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)制定了污水處理流程，簡(jiǎn)化了車(chē)間污水收集配置，實(shí)現(xiàn)了污水合格排放。

1 新建口服制劑車(chē)間污水排放評(píng)估

車(chē)間日均排水量47t，日最大排水量60t。其中，日濃水排水量約為18.8t，固含物含量0.44%（API 含量0.04%）。

2 污水排放要求

2.1 高濃污水排放要求

（1）車(chē)間污水COD 含量在600-15000mg/L 之間，污水中不得含有β-內(nèi)酰胺類(lèi)原料。

（2）車(chē)間每天排水量限制。

（3）車(chē)間對(duì)高濃污水需要進(jìn)行單獨(dú)收集并進(jìn)行酸堿處理后定量排放。

2.2 低濃污水排放要求

COD 含量在500mg/L 以下。

3 傳統(tǒng)污水處理工藝

許多制藥企業(yè)使用傳統(tǒng)的污水處理工藝對(duì)口服劑車(chē)間的污水進(jìn)行處理，工藝相對(duì)比較成熟，但是仍存在不少問(wèn)題，傳統(tǒng)的污水處理工藝如下：

方案一：污水需要經(jīng)過(guò)降解處理，污水中增加了含鹽量。水消耗量較大，不利于節(jié)能環(huán)保并且污水處理量較大，增加低濃污水處理負(fù)擔(dān)。

方案二：污水需要經(jīng)過(guò)降解處理，污水中增加了含鹽量。增加高濃污水處理負(fù)擔(dān)。

采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行污水處理面臨較多的問(wèn)題：

（1）新車(chē)間的建設(shè)增加了公司污水處理的處理量，特別是高濃污水處理量日增加18.8t，對(duì)高濃污水的處理能力挑戰(zhàn)性較大，按傳統(tǒng)廢物處理方式需要增大收集儲(chǔ)罐并配套大量預(yù)處理設(shè)施。

（2）高濃污水需要進(jìn)行降解處理，酸堿物料的管理工作需要增加，并且產(chǎn)生的鹽對(duì)污水處理來(lái)說(shuō)有一定的影響。

（3）低濃污水COD 控制在500mg/L 以?xún)?nèi)，對(duì)于口服劑車(chē)間來(lái)說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高，并且從理論上說(shuō)污水中的部分成分，如蔗糖、玉米淀粉等有機(jī)物對(duì)微生物的培養(yǎng)有一定的好處。且車(chē)間為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，有時(shí)會(huì)向污水中注入飲用水稀釋污水中COD 的濃度，增大污水處理量，同時(shí)增加飲用水用水量，不利于節(jié)能環(huán)保，同時(shí)增加了企業(yè)生產(chǎn)成本。

在原有的污水處理劑工藝流程下，探究出一個(gè)更為節(jié)能環(huán)保并且更為經(jīng)濟(jì)的污水處理流程顯得極為重要和迫切。

4 新建口服劑車(chē)間將相對(duì)高濃污水可直接排入低濃水池進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)研究

本研究以口服劑車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)污水為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)污水進(jìn)行化學(xué)需氧量COD 和原料藥API殘留量的檢測(cè)，相對(duì)高濃污水可直接排入低濃污水池進(jìn)行處理，改變了以前口服劑車(chē)間污水先收集稀釋再排放的傳統(tǒng)處理方式。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

圖2 新型污水處理流程

4.1 污水不同固含物COD 含量考察

根據(jù)口服劑車(chē)間污水排放特點(diǎn)，分別測(cè)試不同固含物含量、不同API 含量以及不同輔料含量的COD，以考察污水排放時(shí)COD 變化情況。

表1 污水不同固含物COD 含量

從上述統(tǒng)計(jì)表的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出：

（1）樣品固含物濃度增大其COD 數(shù)據(jù)會(huì)有所增高，因樣品組成成分不同COD 數(shù)字會(huì)有略微變化，但整體數(shù)值大小與濃度大小有一定的關(guān)系。

圖3 固含量與COD 結(jié)果關(guān)系圖

（2）口服劑車(chē)間高濃排水量在18.8t/天，固含物濃度在0.44%（API 含量0.04%）左右，其COD大小必然在6000mg/L 以?xún)?nèi)，其中API 的貢獻(xiàn)量約為1000mg/L。按現(xiàn)有的管理模式需要排放到高濃污水處理中心，但每天增加18.8t 的排水量對(duì)高濃污水處理中心處理能力的挑戰(zhàn)性較大。

（3）通過(guò)分析口服劑車(chē)間的污水成分除了API 對(duì)微生物生長(zhǎng)有一定的抑制作用外，其他成分均有利于微生物的生長(zhǎng)，如淀粉、蔗糖等。為此我們計(jì)劃驗(yàn)證將口服劑車(chē)間的污水排往低濃污水處理池的可行性。

4.2 低濃污水處理程序

車(chē)間來(lái)水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，目的是使各車(chē)間低濃污水混勻保證進(jìn)水各項(xiàng)指標(biāo)不出現(xiàn)太大波動(dòng)。再進(jìn)入一氧池，其利用深層曝氣系統(tǒng)為微生物提供充足的氧氣氧化廢水中的有機(jī)物，一氧池出水中由于微生物的新陳代謝出現(xiàn)污泥老化，通過(guò)一沉池沉降排出老化污泥，再進(jìn)入二氧池，然后排入二沉池，凈化水質(zhì)，最終經(jīng)處理后的污水被排入市政管道[2-3]。兩個(gè)沉淀池的沉降污泥通過(guò)壓泥系統(tǒng)脫出多余的水分后裝袋當(dāng)作危廢處置。

圖4 低濃污水處理程序圖

4.3 一氧池污水處理能力評(píng)估

根據(jù)低濃污水池的處理程序，本次驗(yàn)證內(nèi)容僅模擬在一氧池處理。微生物處理水平，根據(jù)日排水量與一氧池的體積比，模擬水量1L，樣品量根據(jù)實(shí)際情況添加了100ml。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

表2 一氧池污水處理能力評(píng)估

從上述統(tǒng)計(jì)表的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出：

（1）樣品注入一氧池后COD 數(shù)值大幅度降低，相同處理時(shí)間“處理前COD”數(shù)值越高“處理后COD”的數(shù)值相對(duì)高些。相同的“處理前COD”數(shù)值因原始數(shù)據(jù)較高，導(dǎo)致處理時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)才能達(dá)到預(yù)想的效果。如：樣品1 和樣品2 雖然處理前COD 均為500 左右，但處理15 小時(shí)后樣品2 的COD 下降幅度沒(méi)有樣品1 的大。究其原因應(yīng)為樣品2 的原始COD 較高，樣品注入一氧池后部分固含物以沉淀的形式沉積在一氧池底，導(dǎo)致處理前水溶液的COD 較小，而微生物降解時(shí)需要將沉積物一起降解后才能降低整個(gè)一氧池的COD 數(shù)值。微生物生長(zhǎng)無(wú)異常。

（2）混合樣品中樣品9 的API 含量達(dá)到0.3%時(shí)對(duì)微生物生長(zhǎng)無(wú)影響，處理15 小時(shí)后COD 降幅達(dá)到近50%，30 小時(shí)后已經(jīng)達(dá)到了我們處理的標(biāo)準(zhǔn)要求。并且本次實(shí)驗(yàn)只是模擬一氧池的處理水平，后期還有二氧池的處理，整個(gè)污水處理過(guò)后其COD 的含量能夠達(dá)到市政污水的排放要求。

本次模擬一氧池污水處理后API 含量檢測(cè)：

我們選取樣品5 和樣品9，對(duì)其處理后的污水進(jìn)行API 含量檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如下：

表3 API 含量檢測(cè)

圖5 空白對(duì)照?qǐng)D

圖6 樣品圖一

圖7 樣品圖二

經(jīng)過(guò)一氧池處理后的污水，其API 含量均降到標(biāo)準(zhǔn)要求的10ppm 以下，并且該污水還會(huì)經(jīng)過(guò)二氧池處理后才能完成系統(tǒng)處理程序，理論上其API 含量將會(huì)持續(xù)降低，直至無(wú)法檢測(cè)出來(lái)，因此污水的處理能力能夠達(dá)到我們期望的效果[4]。

5 結(jié)論

研究對(duì)象為制藥企業(yè)口服劑車(chē)間排放的污水，與其他污水處理工藝不同之處在于，此口服劑車(chē)間排放的相對(duì)高濃污水可直接進(jìn)入低濃污水池進(jìn)行處理，改變了以前口服劑車(chē)間污水先收集稀釋再排放的傳統(tǒng)處理方式。研究了口服劑車(chē)間污水處理中COD 及API 含量，以及經(jīng)過(guò)新型污水處理工藝處理后的COD 及API 含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）含有API 和COD 的污水在經(jīng)過(guò)一氧池規(guī)定時(shí)間的處理后，廢水中API 及COD 含量均達(dá)到了處理的標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)后續(xù)處理可達(dá)到市政排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）該污水處理工藝無(wú)需進(jìn)行酸堿中和及有害物質(zhì)的稀釋?zhuān)梢院?jiǎn)化車(chē)間污水收集裝置配置設(shè)計(jì)，節(jié)省大量的水資源。

制藥企業(yè)污水處理一直是制藥企業(yè)研究的一個(gè)重要課題，如何使廢水排放達(dá)到市政要求，同時(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本。本研究可以為相關(guān)制藥企業(yè)污水處理工藝的選擇提供參考。