醫(yī)藥化工企業(yè)廢水處理工藝選擇淺析

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摘要：經(jīng)濟(jì)水平和醫(yī)療水平不斷提升，醫(yī)藥化工業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭愈加迅猛。在醫(yī)療經(jīng)濟(jì)迅速崛起的同時(shí)，值得關(guān)注的是化工制藥隨之而來(lái)的污染物處理境況，特別是廢水處理?；卺t(yī)藥化工廢水的基本性質(zhì)，從處理工藝和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)等方向，分別闡述了幾種醫(yī)藥化工處理廢水的工藝流程，并對(duì)工藝的可實(shí)施性進(jìn)行了有效論證。

關(guān)鍵詞：醫(yī)藥化工；廢水處理；分析

醫(yī)藥化工企業(yè)在生產(chǎn)藥品過(guò)程中會(huì)排放大量成分復(fù)雜、毒性較大的污水。由于某些醫(yī)藥化工企業(yè)的規(guī)模較小，且設(shè)備更新程度不足，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低下，其廢水處理水平也較低，由此形成惡性循環(huán)，極不利于醫(yī)療制藥經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。由此，結(jié)合企業(yè)自身的基本條件和所產(chǎn)廢水的基本特點(diǎn)，分析和選擇適合的廢水處理工藝，有助于推動(dòng)企業(yè)和相關(guān)行業(yè)向著更高效、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向發(fā)展。

1關(guān)于醫(yī)藥化工廢水的概述

我國(guó)醫(yī)藥化工企業(yè)生產(chǎn)的藥品種類繁多，除了我國(guó)本土的中草藥，還包含抗生素、有機(jī)藥物和無(wú)機(jī)藥物。需求量和生產(chǎn)工藝的差異使得幾大類藥物的產(chǎn)量也各有差異，最終工藝廢水的成分更是復(fù)雜多變。以生產(chǎn)工藝為切入點(diǎn)，藥物的生產(chǎn)工藝主要分為生物制藥和化學(xué)制藥，生物制藥是以糧食為源材料進(jìn)行有機(jī)發(fā)酵和提煉，化學(xué)制藥是依靠化學(xué)反應(yīng)完成制藥?；瘜W(xué)制藥的藥品制造工藝精細(xì)，各類藥品所含的輔料眾多，產(chǎn)量較大且回收率很低，隨之便會(huì)產(chǎn)生大量醫(yī)療廢料，同時(shí)在制藥反應(yīng)過(guò)程中也會(huì)有很多的副產(chǎn)物，在化工制藥的前期、中期和后期階段的醫(yī)療廢料都會(huì)出現(xiàn)在廢水中，廢水中可能含有高濃度的酸、堿物質(zhì)或者高濃度的有機(jī)物等，更甚者可能存在具有毒性的綜合性物質(zhì)。無(wú)機(jī)鹽、COD、BOD5和有害物質(zhì)等充斥在廢水中，這在很大程度上提高了污水處理的難度和精細(xì)度，要根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的不同，對(duì)廢水進(jìn)行分質(zhì)、分類，并有針對(duì)性地給予科學(xué)的廢水處理工藝，才能保障企業(yè)污水處理和排放符合國(guó)家規(guī)定的工業(yè)水污染物的合格標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)藥化工企業(yè)的廢水的來(lái)源主要分為以下幾種。

1.1生產(chǎn)工藝廢水

指的是制藥過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，這也是企業(yè)工業(yè)廢水的主要組成部分，其中包含混裝制劑廢水、提取類廢水、中藥類廢水、發(fā)酵類廢水、生化工程類廢水、化學(xué)合成類廢水幾大類，這也是廢水處理難度最大的部分。

1.2設(shè)備沖洗廢水

在制藥過(guò)程中需要對(duì)制藥設(shè)備進(jìn)行定期沖洗，沖洗設(shè)備產(chǎn)生的廢水和沖洗地面的廢水，也是工業(yè)廢水的組成之一。

1.3設(shè)備冷卻水

許多消毒設(shè)備、制冷設(shè)備和水循環(huán)系統(tǒng)等需要冷卻工藝，期間會(huì)產(chǎn)生冷卻廢水。

1.4生活污水

這部分廢水主要由工作人員生活起居產(chǎn)生。這類廢水的處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。

2醫(yī)藥化工廢水的處理原則

1）嚴(yán)格保證生產(chǎn)和排放的聯(lián)動(dòng)性，結(jié)合每次生產(chǎn)活動(dòng)的工藝流程和污水排放標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)廢料和廢水進(jìn)行分流分質(zhì)，堅(jiān)決杜絕廢水出現(xiàn)滲漏、污水外泄等安全事故的發(fā)生，嚴(yán)格把控生產(chǎn)工藝末端的污水排放管理。2）加強(qiáng)廢水處理水平和經(jīng)濟(jì)化指標(biāo)的雙向達(dá)標(biāo)?；卺t(yī)藥化工廢水的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，要強(qiáng)化對(duì)醫(yī)藥廢水的預(yù)處理工作，通過(guò)科學(xué)的預(yù)處理可以進(jìn)一步提升有機(jī)物的可生化比例，有利于推動(dòng)后期的生化系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。針對(duì)不同階段和不同工藝廢水的基本特點(diǎn)，對(duì)廢水進(jìn)行清污和分流，并有針對(duì)性地選用性價(jià)比和可實(shí)施性更高的污水處理工藝，可以減少污水處理過(guò)程中對(duì)其他環(huán)節(jié)的不利影響，實(shí)現(xiàn)工藝的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)施，促進(jìn)污水處理和經(jīng)濟(jì)成本的雙向保障。

3醫(yī)藥化工企業(yè)常用的廢水處理方法

工業(yè)廢水的治理根據(jù)環(huán)境和工藝的不同，治理方法各異，究其類別，主要分為化學(xué)法、物理法、生物法，還有物理化學(xué)結(jié)合法幾大類。

3.1化學(xué)法

3.1.1酸堿中和法該方法適用于廢水中含有大量的酸性或者堿性物質(zhì)的廢水處理，廢水中含酸性較高，應(yīng)用堿性物質(zhì)中和，同理，廢水含堿較高，應(yīng)用酸性物質(zhì)中和，從而使廢水最終呈現(xiàn)中性狀態(tài)，方便進(jìn)一步處理。3.1.2氧化劑氧化法通過(guò)應(yīng)用適量的氧化劑，可以使廢水中的污染物質(zhì)完成轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)。過(guò)程中所應(yīng)用的氧化劑諸多，例如過(guò)氧化氫、臭氧等。其中芬頓氧化就是應(yīng)用過(guò)氧化氫完成醇、酯類有機(jī)物的無(wú)機(jī)化轉(zhuǎn)換，該種氧化法的應(yīng)用范圍廣泛。3.1.3混凝劑混凝法該種方法是利用混凝劑的膠結(jié)特性，通過(guò)向醫(yī)藥化工廢水中注入適量混凝劑，使之與廢水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并最終形成聚集性的膠狀物體。在反應(yīng)過(guò)程中，將廢水中難以沉淀和降解的物質(zhì)集中起來(lái)，之后再通過(guò)基礎(chǔ)的沉淀法和過(guò)濾法，就可以輕松地去除大部分污染物。3.1.4焚燒氧化法焚燒是處理污染物質(zhì)的重要手段。于醫(yī)藥化工廢水而言，焚燒法是行之有效的污水處理法。通過(guò)焚燒可以去除醫(yī)藥廢水中的諸多有機(jī)物成分，特別是針對(duì)有機(jī)物含量較高或者內(nèi)含高濃度無(wú)機(jī)鹽的醫(yī)藥化學(xué)廢水處理。焚燒氧化需要在氧氣含量較為充足的環(huán)境中進(jìn)行，在廢水中有機(jī)物的燃燒過(guò)程中完成氧化反應(yīng)，繼而形成二氧化碳和水等對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染的氣體物質(zhì)。焚燒氧化法可以解決微生物降解難度較大的廢水處理難題，其應(yīng)用范圍也相對(duì)廣泛。

3.2物理法

3.2.1蒸餾法。蒸餾法是根據(jù)物理學(xué)中的熱力學(xué)，對(duì)混合液體進(jìn)行加熱分離，通過(guò)蒸餾法有效分離廢水中的有用部分和無(wú)用部分，然后完成細(xì)節(jié)劃分和處理。3.2.2沉淀法。沉淀法是最基礎(chǔ)的物理處理方式，通過(guò)重力的作用使污染物分成懸浮和沉淀兩種狀態(tài)，該種方法主要針對(duì)懸浮污染物，通過(guò)沉淀后分離出懸浮污染物質(zhì)，繼而對(duì)懸浮物進(jìn)行下一步處理。3.2.3過(guò)濾法。過(guò)濾法是廢水處理中相對(duì)簡(jiǎn)單和基礎(chǔ)的處理方法。該種處理方法可以將廢水中的大體積懸浮物質(zhì)篩離出來(lái)，通過(guò)水過(guò)濾，為之后的進(jìn)一步處理打好基礎(chǔ)。

3.3生物法

3.3.1好氧處理法。好氧處理廢水法就是通過(guò)往廢水中注入空氣，在廢水的水下環(huán)境中形成好氧菌落，借助好氧菌分解清除廢水中可分解的膠狀物和其他附著物。3.3.2厭氧處理法。由于醫(yī)療廢水中的氧氣含量較少，此時(shí)利用厭氧菌完成物質(zhì)分解是最合適的。因?yàn)閰捬跫?xì)菌是一種可以生存在缺氧環(huán)境或者無(wú)氧環(huán)境里的細(xì)菌類型。普通細(xì)菌無(wú)法分解的有機(jī)物，可以利用厭氧細(xì)菌完成降解任務(wù)，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷等物質(zhì)。厭氧細(xì)菌法是針對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理應(yīng)用范圍較廣的處理方法。

3.4物理化學(xué)法

結(jié)合物理和化學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成了物理化學(xué)法，物理化學(xué)法利用物質(zhì)之間的交換轉(zhuǎn)移和變化，促進(jìn)污染物質(zhì)更加迅速、更加徹底的清除。該種處理方法的成本略高，但是環(huán)保性更佳。常用的物理化學(xué)法分別有膜分離法、離子交換法、萃取法等。

4醫(yī)藥化工廢水的處理工藝分析

4.1含鹽污水預(yù)處理

針對(duì)含鹽量較高的污水，不能直接采用常規(guī)的生物處理法的操作程序，因?yàn)檫^(guò)高的含鹽濃度容易對(duì)生化細(xì)菌的細(xì)胞造成超負(fù)荷的滲透壓，加之鹽分過(guò)濃會(huì)破壞微生物細(xì)胞活性，無(wú)法正常地完成細(xì)菌分解。所以先要針對(duì)污水進(jìn)行鹽脫離處理，之后再進(jìn)行常規(guī)的生化處理。廢水的脫鹽方法主要分為以下幾類：（1）蒸餾法，通過(guò)加熱汽化可以形成較為純凈的蒸餾水，蒸餾處理法的應(yīng)用往往受廢水含鹽量的限制程度較小，從低至幾百毫克每升到高至幾萬(wàn)毫克每升都可以，相對(duì)而言，針對(duì)超高鹽含量的廢水，蒸餾方法的脫鹽效果和能耗更具優(yōu)勢(shì)。（2）膜分離法，這種脫鹽方式的精度較高，利用其較小的分子量?jī)?yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)濾膜脫鹽，同時(shí)反滲透工藝可以幾乎脫離出全部鹽分。經(jīng)過(guò)膜分離方法，有效脫除無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物，濃縮和脫鹽同步進(jìn)行，提高了有機(jī)物的處理效率和處理水平。目前，膜分離的污水處理法在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。

4.2含高濃度有機(jī)物污水預(yù)處理

制藥過(guò)程中產(chǎn)生的諸多有機(jī)物質(zhì)摻雜在廢水中，由于其中的有機(jī)物質(zhì)類別多樣，混合在污水中無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全分離和分別治理。針對(duì)不同有機(jī)污染物的特點(diǎn)其處理方式也各有差異，從經(jīng)濟(jì)層面上講，針對(duì)高濃度有機(jī)廢水的復(fù)雜性處理，需要大量的資金投入作為支撐。在實(shí)踐過(guò)程中，醫(yī)藥化工行業(yè)發(fā)掘探索出結(jié)合鐵碳微電解法、芬頓氧化法以及混凝沉淀法三種工藝的高濃度有機(jī)物廢水處理方法，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和處理實(shí)踐，充分驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的可實(shí)施性。其反應(yīng)原理主要是利用催化劑和氧化劑，配合光、電及超聲波等，形成活躍的自由基。之后，自由基在污染物中的有機(jī)成分中充分結(jié)合、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換和斷鍵，改變?cè)械拇蠓肿佑袡C(jī)污染物質(zhì)狀態(tài)，縮小分子組成，通過(guò)降解，降低原有有機(jī)物的污染程度和毒害程度，使之成為低害或者無(wú)害的物質(zhì)。值得一提的是，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解技術(shù)，結(jié)合芬頓氧化技術(shù)處理后的廢水的pH較低，而且污水懸浮物指標(biāo)較高，在這種酸度較高的水環(huán)境下，在未經(jīng)過(guò)酸堿中和和混凝沉淀等工序前，不能直接給予生物分解處理。為了保證后續(xù)生化環(huán)節(jié)的正常進(jìn)行，要對(duì)廢水投放堿性溶液來(lái)中和廢水的酸性，同時(shí)，為了降低懸浮物指標(biāo)，要通過(guò)混凝沉淀池配合混凝劑、助凝劑等藥劑完成懸浮物吸附和溶解。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，應(yīng)用復(fù)合式聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺混凝劑投放到混凝沉淀池，通過(guò)攪拌，可以強(qiáng)化絮凝效果，同時(shí)還可以吸附絮凝可溶性COD。

4.3生化處理

生化處理主要是借助生物界中微生物的分解力量，來(lái)達(dá)成對(duì)污水的分解和轉(zhuǎn)化。生化處理的對(duì)象主要是針對(duì)污水水下可降解性有機(jī)物，按照有機(jī)物的類型以及菌種的不同，涉及的處理工藝也不同。根據(jù)水下反應(yīng)環(huán)境的氧氣參與度，主要分為厭氧菌生物處理法和好氧菌生物處理法。好氧菌生物處理法主要是利用好氧菌和兼性菌在水體內(nèi)形成良性分解環(huán)境，加速原水的污染物降解。反之，厭氧菌生物處理法，在生物反應(yīng)過(guò)程中，必須要做到與氧氣隔絕，通過(guò)厭氧菌和兼性菌的微生物反應(yīng)，完成降解任務(wù)。具體到醫(yī)藥化工企業(yè)的污水處理實(shí)踐中，針對(duì)生活廢水、雨水等中低濃度廢水，可以采用好氧菌處理法。另外，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中形成的工藝廢水多先采用厭氧菌處理方法，之后再配合好氧菌分解處理，使有機(jī)物的分解更加徹底。特殊的制藥工藝可能會(huì)產(chǎn)生較難降解的工業(yè)廢水，可以先應(yīng)用缺氧水解酸化法，對(duì)廢水中的氨氮有機(jī)物進(jìn)行反硝化處理，同時(shí)分解污水中的懸浮物，提高有機(jī)物的可降解程度，再配合好氧菌分解處理，使處理過(guò)的工業(yè)廢水最終達(dá)到行業(yè)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧工藝和好氧工藝的優(yōu)勢(shì)各有千秋，在我國(guó)的化工醫(yī)藥制造行業(yè)，為了進(jìn)一步提升化工廢水的排放指標(biāo)，往往會(huì)在厭氧工藝實(shí)施后，將缺氧水段和好氧水段進(jìn)行串聯(lián)。在缺氧水段通過(guò)菌體反應(yīng)分解形成有機(jī)酸物質(zhì)，降低了有機(jī)物的分子體積，同時(shí)有效轉(zhuǎn)化了部分不可溶解的有機(jī)物。經(jīng)過(guò)缺氧環(huán)境處理的物質(zhì)再流經(jīng)好氧池進(jìn)行生化處理，從根本上提升了污水的可生化比例和污水處理效率。

4.4回用工藝

針對(duì)化工制藥企業(yè)的污水回用工藝的探索，有利于水資源的重復(fù)再利用，有助于立體循環(huán)經(jīng)濟(jì)的形成。針對(duì)化工制藥企業(yè)的廢水的基本性質(zhì)，對(duì)于水資源的循環(huán)處理再利用，主要是針對(duì)濃度較低的廢水，例如生活廢水等。臭氧活性炭吸附工藝是目前廢水回用的應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)類型。臭氧（O3）作為兼顧消毒功能和氧化功能的有機(jī)體，結(jié)合活性炭的吸附功能可以有效緩解水中的異味和微型污染物質(zhì)等，該種廢水回用處理方法在歐洲已經(jīng)得到實(shí)踐和應(yīng)用，也稱之為生物活性炭法。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)表明，臭氧可以利用自身強(qiáng)大的氧化能力，在不添加生物制劑和化學(xué)藥劑的前提下，對(duì)水體實(shí)現(xiàn)深度脫色。另外對(duì)于水質(zhì)的渾濁度，臭氧活性炭同樣具備較強(qiáng)的吸附功能，有效降低水質(zhì)的渾濁度。臭氧活性炭的污水回用處理法，最值得關(guān)注的是對(duì)水質(zhì)中的氨氮等污染物的處理，氨氮是水環(huán)境污染的重要標(biāo)志，而且其自身具備較大的毒性，有致畸和致癌的風(fēng)險(xiǎn)。臭氧活性炭處理法可以通過(guò)臭氧的氧化功能將氨氮氧化成硝酸根離子，通過(guò)沙濾池的生物硝化和代謝同化，基本可以達(dá)到40%的消除比例。廢水中還存在著鐵錳等元素，水中的鐵和錳以氧化狀態(tài)存在，臭氧針對(duì)水中鐵錳等無(wú)機(jī)物的清除，首先可以借助自身的氧化功能對(duì)鐵錳離子進(jìn)行氧化，接著曝氣可以有效去除鐵錳成分。當(dāng)水體存在多種有機(jī)物與鐵錳混合時(shí)，臭氧的基礎(chǔ)氧化功能不足以實(shí)現(xiàn)去除鐵錳的目標(biāo)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)借助臭氧的強(qiáng)氧化劑，得以去除污水中的大部分鐵錳成分。根據(jù)與某化工制藥企業(yè)所在城市的雜用水水質(zhì)的對(duì)比試驗(yàn)表明，應(yīng)用臭氧活性炭處理過(guò)的低濃度廢水，最終出水的各項(xiàng)指標(biāo)低于中水回用的合格標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)如表1所示。最終得出結(jié)論，利用臭氧活性炭工藝處理醫(yī)藥化工企業(yè)的低濃度廢水，最終出水符合廢水的回用要求。

5結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)藥化工企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)要兼顧社會(huì)效益，密切關(guān)注企業(yè)內(nèi)部的廢水處理工作，結(jié)合企業(yè)的自身發(fā)展條件和所產(chǎn)廢水特點(diǎn)，發(fā)掘、選擇科學(xué)的廢水處理工藝，改善工業(yè)廢水污染的境況，以促進(jìn)企業(yè)自身和整個(gè)社會(huì)的和諧可持續(xù)發(fā)展。

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作者:楊永豐 單位:南京正大天晴制藥有限公司