制药废水处理工艺汇总

1、制药废水处理工艺汇总目前，制药企业在工业生产中产生的废水因成分复杂、 有机物含 量 高、 毒性大、色度深和含盐量高， 特别是生化性差、 且间歇排放等， 成 为是国内污染最严重、 最难处理的工业废水之一。 笔者总结了制药 工 业废水处理常用的技术。制药废水， 顾名思义， 就是制药厂在生产中成药或西药时所产生 的 废水。制药废水主要包括抗生素生产生物制药废水、合成药物 生产 化学制药 废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗 涤水 和冲洗废水四大类。制药废水的特点药物的生产过程， 决定了制药废水的特点。 药物的生产是通过化 学 合成工艺和药用植物中别离提纯得到原料药，其因药物种类不同， 生产

2、工艺不同且流程复杂， 原辅材料种类多， 生产过程对原料和中间 体质 量控制严格，物料净收率较低，副产品多，导致制药废水具有成 分差异 大，组分复杂，污染物量多， COD 高， BOD5 和 CODcr 比值 低且波 动大，可生化性很差，难降解物质多，毒性强，间歇排放，水 量水质及 污染物的种类波动大等特点，给治理带来了极大的困难。制药废水的组成我国制药工业主要为生物制药、 化学制药和中草药生产， 对应着 上 面提到的抗生素生产废水、合成药物生产化学制药废水、中成 药生 产废水。生物制药是采用微生物对各种有机原料进行发酵、过滤、提炼， 从 而生产各种抗生素、 氨基酸及一些药物中间体； 化学制药是

3、采用化 学 反响工艺，将有机原料和无机原料等制成药物中间体及合成药剂； 中草 药生产是对中草药材进行加工、 提取制剂或中成药， 生产工艺主 要包 括原料的前处理和提取制剂。其废水的来源和组成总结于下表 中。类型 抗生 素生 产废水来源组成发酵滤液、提取的萃余 液、蒸馏釜残液、吸附废 液和导管废液等主要含菌丝体、剩余营养物质、代谢产物和有机溶剂等。有机物浓度很高，COD可高达500020000mg/L , BOD 可达10000mg/L , SS 浓度2000可到达 5000 23000mg/L, TN 到达 600 1000mg/L合成药物废水合成工艺中因反正步骤 多、产品转化率低而造成 的原

4、料损失、副产物，有 机溶剂等含有种类繁多的有毒有害化学物质，如甾体类化合 硝基类化合物、苯胺类化合物、哌嗪类和氟、 铜及有机溶剂乙醇、苯、氯仿、石油醚等有机物、 和废酸碱等污染物物、汞、铬金属中成 洗涤、煮药、提纯别离、天然生物有机物， 如有机酸、 蒽醌、木质素、 生物碱、药生 蒸发浓缩、制剂等工序中 单宁、鞣质、蛋白质、糖类、淀粉等产废 所排出清洗废水、别离水水、蒸发冷凝水、药液流失水等制药废水的危害制药废水虽然因产品、原料、工艺方法的不同而水质各异，但总的 来说，制药废水有机污染物含量高、毒性物质多、难生物降解物质多、含盐量高，是一种危害很大的工业废水。随意排放会对环境造成极大危害。1、消

5、耗水中的溶解氧 有机物在水体中进行生物氧化分解时，都会消耗水中的溶解氧。有机物含量过大就会使水体缺氧或脱氧，从而造成水中好氧水生物死 亡，厌氧微生物大量繁殖，缺氧消化产生甲烷、硫 化氢、醇、氨、胺 等物质，进一步抑制水生生物，使水体发黑发臭。2、破坏水体生态平衡某些药剂及其合成的中间体往往具有一定的杀菌或抑菌作用，从而影响水体中细菌、 藻类等微生物的新陈代谢， 并最终破坏这一水体 整 个的生态系统平衡。例如当水中含青霉素、四环素和氯霉素时，可抑制绿藻的生长。3、药物代谢产物对环境的污染制药废水中污染物之间或与水体中物质发生化学反响，产生新的污染。例如，亚硝胺类物质是一种强致癌物。而在制废水中如

6、果含有土 霉素、哌嗪、 吗啉和氨基匹林等物质，在酸性介质中即可与亚硝酸 钠 作用产生二甲基亚硝胺。制药废水处理技术制药废水常用的处理方法为：物化法、化学法、生化法、其他组 合 工艺等。由于制药废水中含有大量的有机污染物， 所以制药废水的水质特 点 使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标， 所以在生化 处 理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池调节水质水量和 pH ，且根据实际情况采用某种 物 化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及局部COD ,减少废水中的生物抑制性物质， 并提高废水的可降解性， 以利于废水 的 后续生化处理。1、物化法根据制药废水的水质特点， 在其处理过

7、程中需要采用物化处理作 为 生化处理的预处理或后处理工序。 目前应用的物化处理方法主要包 括 混凝、气浮、吸附、吹脱、电解、离子交换和膜别离法等。混凝法 混凝法是目前国内外普遍采用的一种处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，通过投加化学药剂，使其产生吸附中和微粒间电荷、压缩扩散双电层而产生的凝聚作用，破坏废 水中胶 体的稳定性，使胶体微粒相互聚合、集结，在重力作用下 沉淀。高 效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混 凝剂，如硫 酸铝、聚合氯化铁铝 、聚合硫酸铁和聚合氯化硫酸 铝铁等。混 凝剂的开展方向是由低分子向聚合高分子开展，由成 分功能单一型 向复合型开展。工艺参数

8、 药剂投加量：PAC投加量125 %o, PAM投加量2-10 mg/L ;混 凝沉淀法混凝时间： 1530 min ，沉淀时间： 2555 min ；气浮 法 反响时间： 510 min ,气浮时间： 1025 min 。气浮法气浮法, 就是使废水中能够产生足够量的微小气泡。 使固液气 三 相污染物质能形成悬浮状态, 在外表张力和浮力等作用下, 微小 气泡粘附在欲被去除的污染物颗粒上， 粘合体密度小于水 而上 浮到水面，从而使水中污染物被别离去除。 气浮法通常包 括充 气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。在 制药工 业废水处理中，可用于如庆大霉素、土霉素、麦迪霉素 等废水的 处理

9、。吸附法吸附法指利用多孔性固体吸附废水中污染物， 以回收或 去除污染物，从而使废水得到净化的方法。常用的吸附剂有活性 炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。中成药、米菲司酮、双氯 灭痛、洁霉素、扑热息痛、维生素 B6 等产生的废水常用煤灰或 活性炭吸附作预处理。电解法 电解法是用电解的原理，使本原废水中有害物质通过电解过程 在 阳、阴两极上分别发生氧化和复原反响转化成为无害物质。 电解 法可以改变废水中有机污染物的性质和结构， 具有高效、易操作 等优点，同时又有很好的脱色和提高可生化性的效果。 例如采用 电解法预处理核黄素上清液， COD、 SS 和色度的去 除率分别 到达 71%、83%和 67

10、%0。膜别离膜别离法该技术包括反渗透、纳滤膜、纤维膜。优点是在 产生环境效益的同时又可回收有用物质，设备简单、操作方便、 处理效率高、节约能源。吹脱法当氨氮浓度大大超过微生物允许的浓度时， 在采用生物处理过 程 中，微生物受到 NH3 - N 的抑制作用， 难以取得良好的 处理效 果。赶氨脱氮往往是废水处理效果好坏的关键。 因此在制药工 业废水处理中， 常用吹脱法来降低氨氮含量， 如乙胺碘呋酮废 水的赶氨脱氮。技术适用性适用于 NH3-N 浓度高于 5000 mg/L 的废水。吹脱效果随 pH 值 上升而提高，水温低时吹脱效果低。可行工艺参数停留时间0.51.5 h , pH 811，塔高6米

11、时，气液比 2200 2300，布水负荷率180 m3/m2 d。污染物削减和排放 氨氮去除率 60-90% 。2、化学法采用化学方法时， 某些试剂过量会导致水体二次污染， 因此在设 计 前应做好相应实验研究工作， 且化学药品昂贵。 化学法主要有铁碳 电 解法、臭氧氧化法和 Fenton 试剂法。铁碳微电解法 铁碳法是在不通电的情况下， 利用填充在废水中 的微电解材料 自身产生 1.2V 电位差对废水进行电解处理，以达 到降解有机 污染物的目的。 以 Fe-C 作为制药废水的预处理步骤， 其出水 的可生化性可大大提高。臭氧氧化法臭氧被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂， 具有很强的氧化能 力， 采

12、用臭氧氧化技术处理有机废水， 具有反响速度快、 无二 次污染 等优点。能提高抗生素废水的 BOD COD ，提高废水 的可生 化性，同时对 COD 有较好的去除率。工艺参数臭氧投加量 2030mg/L ，接触时间 12 h 。 污染物削减及排放 可生化性可提高到 BOD5/COD0.3 ， COD 去除率可达 50% 。 Fenton 试剂处理法 亚铁盐和双氧水的组合称为 Fenton 试剂，它 能有效去除传统 废水处理技术无法去除的难降解有机物。 随着 研究的深入， 又 把紫外光 UV 、草酸盐 C2O42- 等引入 Fenton 试剂中，使 其氧化能力大大加强。该方法设备简单，易于实现工

13、业放大， 是一种有较好开发前景的处理青霉素废水的方法。 可 行工艺参数摩尔浓度 Fe2+ ：H2O2=1:3 ，pH:24 ，停留时间： 25 h 。 污 染物削减及排放COD去除率可达60%以上。高级氧化技术聚集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成 果， 主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反响条件也比拟温和，无二次污染，具有很好的应用前景。3、生化法生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术。 由于制药废 水 中有机物浓度很高，所以一般需要用厌氧

14、和好氧相结合的方法才能 取 得好的处理效果。下表总结了厌氧和好氧各个方法的工艺特点：优/缺点备注通常要求进水中 SS含量1000mg/L，适用于高浓度制药 废水。中温3540oC 条件下，COD容积负荷510kg/m3 d。常温条 件下，COD容积负荷上流式厌氧厌氧消化效率高、结构简单、污 泥床法水力停留时间短、无需另设污UASB 法泥回流装置。35kg/m3 d。结合了 UASB和厌氧滤池AF的 优点，使反响器的性能有了改 善。厌氧复合床UBF上流式厌氧 污泥床过滤 器UASB+AF水解酸化法具有反响液传质和别离效果 好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强。厌氧折流板 结构简单、

15、污泥截留能力强、COD容积负荷高于 2kg/m3 d，HRT 般大于12 ;池内可填装填 料，推荐采用弹性立体填料，填 装 率3050% ;可适量曝气，但应保证 DO0.5mg/L。可将有机大分子降解，改善原 水的可生化性；反响迅速、池 子体积小，投资少，并能减少 污泥量；不需密闭、搅拌，不 设三相别离器，降低了造价并 利于维护适于处理高浓度有机污水、悬浮物浓度很高的污水、含有毒物是对有毒、难降解废水处 理中有特殊的作用。膨胀颗粒污 EGSB厌氧反响器对有机物的去泥床除率高达85%以上，运行稳定，(EGSB )出水稳定。改良了曝气方法，使装置运行稳定。活性污泥法缺点是废水需要大量稀释，运 行中

16、泡沫多，易发生污泥膨胀， 剩余污泥量大，去除率不咼。可用于SS含量高的和对微生物 有毒性的废水处理和高浓度有机 废水处理。废水需大量稀释， 运行中泡沫多， 易发生污泥膨胀， 剩余污泥量大， 去除率不咼，常必须米用二级或 多 级处理。氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费低、不存在污泥膨胀、产泥低。其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。东北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生化处理 后，COD去除率达92.7% 。对、十I1BOD COD SS P高、水质水量变化较大的污水。法。法。序批式间歇活性污泥法(SBR)具有均化水质、无需污泥回流、 耐冲击、

17、污泥活性高、结构简 单、操作灵活、占地少、投资省、 运行稳定、基质去除率咼 于普 通的活性污泥法等优点。缺点是污泥沉降、泥水别离时 间较 长。常在活性污泥系统中投加粉末活 性炭(PAC)以减少曝气池泡沫。比 较适用于处理间歇排放、 水量水 质 波动大的废水，如中药材、四环素、 庆大霉素等生产废水的处 理。处理 青霉素制药废水时，可以克服常规 好氧法能耗高、稀释水量大以及厌 氧法预处理要求 高、运行费用高的 缺点。循环式活性污泥法(CASS 法)对难降解有机物的去除效果更 好；进水过程是连续的，单个池 子可独立运行；比SBR法的抗 冲击能力更好。是将SBR的反响池沿长度方向分 为两局部，前部为生

18、物选择区也称 预反响区，后部为主反响区。SBR及CASS均适用于COD浓度在3000mg/L以下的废水，COD容积 负荷12kg/m3 d，出水溶解 氧控制在2mg/L左右。产酸菌和产甲烷菌分置，各自 两相厌氧消发挥最大活性，较单相厌氧消化法化工艺的处理能力和效率大大提高。不仅能利用物理吸附作用，还生物活性碳能充分利用附着微生物对污染物的降解作用，大大提高 COD去除率，氨氮、色度的去除率生物流化床具有容积负荷高、反响速度快、占地面积小等优点。生物流化床常以工厂烟道灰等做生物膜法生物相丰富，具有一定消化脱常见的有曝气生物滤池、空气 氮功能。驱也较高。缺点是费用较高。1kg/m323mg/L料装填率适用于COD浓度在2000mg/L以 d以下，出水溶解氧集活性污泥和生物膜法的优下的废水。COD容积负荷一般推荐采用组合填料，填生物接触氧于一体，具有容积负荷高、污 化法泥产量少、抗冲击能 5070%。COD去除力强、工 艺运行稳