王彩紅

（海岳環(huán)境醫(yī)院（山東）有限公司，山東煙臺(tái) 264006）

0.引言

中藥制藥工藝是我國(guó)中醫(yī)技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，在制藥行業(yè)中扮演著重要的角色，由于中醫(yī)制藥技術(shù)研究不足等因素的制約，在中藥制藥過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生大量廢水，給工藝技術(shù)處理增加了一定的難度。長(zhǎng)期以來(lái)，針對(duì)化學(xué)制藥廢水采用微生物制藥、化學(xué)制藥廢水的處理工藝，未與中醫(yī)制藥的本身特征相結(jié)合，因此在制藥廢水處理中存在著一定的局限性與不足，在我國(guó)中醫(yī)制藥企業(yè)發(fā)展過(guò)程中要求不斷改進(jìn)廢水處理技術(shù)，廢水膜法處理技術(shù)的應(yīng)用具有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，本文對(duì)此進(jìn)行探索。

1.中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案的理論應(yīng)用探索

膜法水處理技術(shù)是當(dāng)前清潔水資源的常見(jiàn)技術(shù)手段之一，具有先進(jìn)分離材料，在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染較少，在對(duì)環(huán)境、水、能源等多種物質(zhì)處理過(guò)程中均發(fā)揮著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[1]。在材料科學(xué)不斷發(fā)展的背景之下，當(dāng)前我國(guó)膜技術(shù)應(yīng)用也逐漸更為普遍，已經(jīng)形成了多種自主研發(fā)的膜技術(shù)應(yīng)用體系，在針對(duì)中藥制藥廢水處理層面顯露出了重要的應(yīng)用價(jià)值。其中較為集中的應(yīng)用技術(shù)為全球膜生物反應(yīng)器MBR技術(shù)，在中藥廢水處理層面當(dāng)前已經(jīng)形成了超濾、微濾、反滲透及納濾等處理技術(shù)，顯著促進(jìn)了針對(duì)中醫(yī)藥提取液的制備與濃縮，反滲透技術(shù)當(dāng)前在很多中藥領(lǐng)域中均有應(yīng)用，《中國(guó)藥典》收錄了該研究方法，當(dāng)前很多制藥企業(yè)廣泛開(kāi)發(fā)應(yīng)用了連續(xù)電除鹽EDI與反滲透RO技術(shù)[2]。

2.中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案制定的相關(guān)內(nèi)容

2.1 中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案的特種膜材料與裝備設(shè)計(jì)

當(dāng)前很多中藥生產(chǎn)過(guò)程中均廣泛采用了分離技術(shù)，該技術(shù)的使用情況在一定程度上影響了中藥資源的開(kāi)發(fā)利用效率以及中藥工藝的能耗情況。中藥制藥傳統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中采用了醇沉工藝，此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中存在著一定的局限性，在中藥廢水處理層面具有一定的局限性。陶瓷膜微濾技術(shù)的引用與運(yùn)用則能夠?qū)υ械闹兴幪幚砑夹g(shù)進(jìn)行一定改良，在對(duì)中藥的處理過(guò)程中聯(lián)合運(yùn)用了材料化學(xué)工程理論與方法[3]。中藥水提液的化學(xué)構(gòu)成成分極為復(fù)雜，要求在此種中藥化學(xué)環(huán)境之下設(shè)計(jì)一種分離膜，由此對(duì)中藥進(jìn)行一定處理。膜技術(shù)的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用在中藥管理過(guò)程中起著重要的作用，能夠達(dá)到良好的節(jié)能減排效果，并達(dá)到良好的高效分離效能。

在中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中研究了201種中藥方、復(fù)方等，從而獲知中藥廢水處理中的數(shù)萬(wàn)膜分離工藝參數(shù)，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，找出其中存在的規(guī)律，研究得出中藥水提液膜分離中的理化參數(shù)集。對(duì)重要溶液環(huán)境構(gòu)建相應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)機(jī)制，構(gòu)建動(dòng)態(tài)化的中藥溶液環(huán)境參數(shù)，要求參數(shù)易獲取、易測(cè)量[4]。有效解決當(dāng)前中藥廢水膜潤(rùn)濕、膜污染處理中的一些關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題，對(duì)此選取適宜的中藥特種膜材料，并對(duì)選取的各種材料進(jìn)行有效組裝分析。從而最終實(shí)現(xiàn)針對(duì)中藥廢水的物料膜有效分離。

在選擇之后對(duì)膜的適用性進(jìn)行綜合論證與分析，對(duì)選用的膜工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。保證特種膜材料的選用與中藥構(gòu)成成分之間有效分離，由此使得在研究過(guò)程中保證所得到的產(chǎn)物能夠符合中藥應(yīng)用的臨床特征，更好地保證臨床用藥的有效性與安全性[5]。膜工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)用中要求有效實(shí)現(xiàn)中藥物料膜的分離，能夠與具體的中藥運(yùn)用情況相結(jié)合，增強(qiáng)該工藝運(yùn)用有效性。通過(guò)該技術(shù)的運(yùn)用最終保證所得的中醫(yī)藥物符合當(dāng)前臨床治療有效性、安全性的要求。由此在膜工藝運(yùn)用過(guò)程中提升中藥分離效率，將原有較為粗放的中醫(yī)生產(chǎn)管理向著綠色發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，不斷優(yōu)化中藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并降低中藥廢水處理效率。

2.2 中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案的膜法資源性成分回收與廢水消解

當(dāng)前針對(duì)中藥制藥廢水處理可以廣泛采用超濾UF/微濾MF與反滲透處理機(jī)制，在廢水的深度處理層面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在作業(yè)過(guò)程中，有效利用了物理處理手段，使用的處理膜具有較高的隔絕能力，能夠自動(dòng)分離去除廢水中的離子、納米級(jí)粒子。雙膜法運(yùn)用過(guò)程中能夠有效處理廢水中的生物堿、黃酮、有機(jī)酸等物質(zhì)，并依據(jù)廢水處理特征及要求，針對(duì)蛋白質(zhì)類、鞣質(zhì)類等大分子類物質(zhì)構(gòu)建降解處理方式，當(dāng)前在很多中醫(yī)制藥方式中均有應(yīng)用[6]。

例如：中藥脈絡(luò)寧注射液廢水處理過(guò)程中，使用雙膜法工藝進(jìn)行廢水處理，在作業(yè)完成之后，在原液中化學(xué)需氧量COD81.57mg·L-1，總氮TN含量7674mg·L-1，膜濾液化學(xué)需氧量COD1.02mg·L-1，總氮TN含量49.2mg·L-1，化學(xué)需氧量COD去除率98.71%，總氮TN去除率98.61%?？梢?jiàn)中藥脈絡(luò)寧注射液廢水使用雙膜法工藝針對(duì)化學(xué)需氧量COD、總氮TN的去除率均較高，均超過(guò)98%，見(jiàn)表1。

表1 中藥脈絡(luò)寧注射液廢水膜過(guò)指標(biāo)數(shù)值分析

針對(duì)中藥脈絡(luò)寧注射液廢水制定廢水膜法處理方案技術(shù)，首先使用超濾膜回收廢水中的綠原酸、咖啡酸等有機(jī)酸，并留住廢水中的大分子有機(jī)物，常見(jiàn)的有淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等。透過(guò)液通過(guò)一定的截留處理之后得到可回收利用的藥效物質(zhì)，此類物質(zhì)在再次回收利用過(guò)程中具備一定的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)此進(jìn)行論證分析。此外在中藥制藥廢水中也具有一些回收難度較大以及整體經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大的溶液，對(duì)此進(jìn)行MBR處理，經(jīng)過(guò)最終處理之后，保證MBR出水水質(zhì)中化學(xué)需氧量COD低于150mg/L，并保證滲透的透過(guò)液化學(xué)需氧量COD低于60mg/L。

廢水膜法處理技術(shù)方案的制定與運(yùn)用與傳統(tǒng)中藥廢水處理技術(shù)相比具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，有效優(yōu)化了工業(yè)廢水的處理效率，不斷優(yōu)化了企業(yè)內(nèi)部各項(xiàng)處理工藝流程滿足，縮短了原有的生物處理流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)物質(zhì)的有效開(kāi)發(fā)利用，有效加強(qiáng)了各項(xiàng)設(shè)備的利用效率，并縮短了針對(duì)中藥廢水的處理時(shí)間，提升了工業(yè)廢水處理效率[7]。

3.中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案的應(yīng)用案例

3.1 案例設(shè)計(jì)

研究重慶某制藥企業(yè)的廢水處理情況，制定廢水膜法處理技術(shù)。該企業(yè)制藥廢水排放總量400m3/d，出水原水以及出水水質(zhì)情況見(jiàn)表2。

表2 某制藥企業(yè)原水以及出水水質(zhì)

對(duì)原有的廢水特性進(jìn)行分析可知，原水色度250～ 450倍，BOD420mg/L-1～6100mg/L-1，水溫25℃ ～ 7 0℃，COD1200mg/L-1～ 12200mg/L-1，pH值在6～9，SS500mg/L-1～ 2900mg/L-1。出水中色度≤55倍，BOD≤20mg/L-1，水溫25℃～70℃，COD≤100mg/L-1，SS≤70mg/L-1。原有廢水呈現(xiàn)弱酸性，各種類型的水質(zhì)成分較為復(fù)雜，進(jìn)水水質(zhì)呈現(xiàn)出較大波動(dòng)性，部分成分的降解難度較大，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬弦种莆⑸锏某砷L(zhǎng)。由此在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中采用氣浮+UBF+CASS工藝，這是工業(yè)制藥廢水膜法處理的常見(jiàn)工藝類型之一，包括4項(xiàng)處理技術(shù)，分別為氣浮系統(tǒng)+UBF池+OWQE（Outlet Water Quality Ensuring）系統(tǒng)+CASS池[8]。

在工藝處理與優(yōu)化過(guò)程中，在調(diào)節(jié)池內(nèi)部完成制藥廢水的預(yù)沉以及預(yù)酸化，通過(guò)預(yù)處理之后，降低后續(xù)物質(zhì)處理中的污染負(fù)荷以及降解難度。氣浮+UBF+CASS工藝運(yùn)用過(guò)程中對(duì)脫出色度層面作用顯著，有效解決了當(dāng)前中藥廢水中的色度處理難題，通過(guò)針對(duì)制藥廢水的高效厭氧處理顯著提升了廢水處理過(guò)程中的可生化性能，能夠降低廢水處理中的氧氣負(fù)荷。在當(dāng)前中醫(yī)藥品種類不斷豐富的背景之下，當(dāng)前氣浮+UBF+CASS工藝應(yīng)用的末端構(gòu)建了OWQE系統(tǒng)，以此保證出水之后的水質(zhì)，使得處理之后的水質(zhì)能夠符合水質(zhì)質(zhì)量。在當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，當(dāng)前氣浮+UBF+CASS工藝運(yùn)用過(guò)程中也廣泛采用了PLC自控系統(tǒng)，一旦在工藝處理過(guò)程中出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，則及時(shí)報(bào)警予以處理，由此增強(qiáng)工藝處理技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性。

3.2 治理效果

在應(yīng)用廢水膜法處理技術(shù)之后，對(duì)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果以及廢水處理效果進(jìn)行分析，聯(lián)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣與分析，見(jiàn)表3。

表3 某制藥企業(yè)原水以及出水水質(zhì)

該中藥制藥廠具有多種制藥藥物，制得的產(chǎn)品有復(fù)方丹參、雙黃蓮等，藥物制備的原料有植物的根莖葉以及具有藥用價(jià)值動(dòng)物構(gòu)成部分，如皮毛、角、骨頭等，在制備過(guò)程中按照中醫(yī)藥物的制備原則與工作思路進(jìn)行作業(yè)，在多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均可能產(chǎn)生廢水，例如車間煎煮廢水與提取液、濃縮與制劑車間廢水、車間洗藥與泡藥廢水、分離車間殘?jiān)⒄羝淠c樹(shù)脂酸堿液的中和水等。本文研究該處理工藝中的原水、氣浮出水、CASS出水、預(yù)酸化出水、UBF出水、最終出水中的相應(yīng)物質(zhì)含量。通過(guò)對(duì)處理之后水源監(jiān)測(cè)情況可見(jiàn)，原水色度390倍，BOD2588mg/L-1，pH值6.0，COD6155mg/L-1，SS936mg/L-1；氣浮出水色度110倍，BOD2770mg/L-1，pH值7.1，COD4485mg/L-1，SS198mg/L-1；CASS出水色度30倍，BOD14.0mg/L-1，pH值6.9，COD53.2mg/L-1，SS46.4mg/L-1；預(yù)酸化出水色度340倍，BOD3885mg/L-1，pH值7.2，COD6226mg/L-1，SS705mg/L-1；UBF出水色度55倍，BOD568.9mg/L-1，pH值7.0，COD876.1mg/L-1，SS112mg/L-1；最終出水色度32倍，BOD13.9mg/L-1，pH值6.8，COD53.4mg/L-1，SS46.6mg/L-1。氣浮+UBF+ CASS工藝的運(yùn)用在制藥廢水處理中取得了良好的應(yīng)用效益，針廢水中各項(xiàng)雜質(zhì)的處理效率均超過(guò)90%，最終各項(xiàng)出水指標(biāo)均符合相關(guān)要求，針對(duì)各個(gè)子單元的廢水處理均達(dá)到了預(yù)期效果。從該工程實(shí)際實(shí)施層面分析，該制藥廢水處理造價(jià)145.0萬(wàn)元，其中每噸水消耗的費(fèi)用為0.93元，包括處理過(guò)程中的耗電費(fèi)用、作業(yè)人員人工費(fèi)用、中醫(yī)藥材費(fèi)用等。處理過(guò)程中的占地面積為455m2。該技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中采用了自動(dòng)化作業(yè)方式，處理效果較為穩(wěn)定，達(dá)到了良好的綜合運(yùn)用效益。

4.結(jié)語(yǔ)

本文研究顯示，中藥制藥的廢水膜法處理技術(shù)方案運(yùn)用過(guò)程中具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在中醫(yī)制藥廢水處理過(guò)程中較為便捷，設(shè)備選用較為便捷，在分離過(guò)程中無(wú)相變以及化學(xué)變化，針對(duì)廢水處理效率較高并且較為節(jié)能，對(duì)促進(jìn)中醫(yī)制藥工程的發(fā)展具有重要的意義。