制药废水深度处理工艺技术研究分析

程魏

安徽普洛生物科技有限公司 安徽池州 247260

1 制药废水来源

作为制药大国，我国制药企业在全球都具有非常强的影响力。在社会经济不断发展背景下，制药技术也随之提升，制药行业发展到了新的阶段。从国际上来看，我国是原料药第二生产大国，也是原料药的主要出口国，年产量在100万t以上，有1500多种药物。目前，我国制药业占据全球30%的产值和产量，并且占比还在持续上升，其中有一半出口到国外。但是,制药行业发展也带来了很多负面问题，其中最为重要的就是制药废水处理问题。制药生产会采用多样、结构复杂的原材料、辅助药物，这些药物合成路线复杂，生产中所生成的副产物会随着废水排出，废水中含有大量的有机污染物，还有危害人类健康、生态环境的致命污染物，危害性非常大[1]。

2 制药废水处理技术发展现状

制药废水中的化学物质较多，成分较为复杂，常见的制药废水处理技术包括：厌氧处理影响抑制处理、好氧处理、厌氧处理、废水深度处理等。这些处理技术可以将废水中的污染物控制在生化抑制浓度以下，提升废水生化性能，最终使制药废水达到排放标准。想要确保制药废水达到排放标准，制药企业必须从工业设计、生产实施方案等方面出发，对制药废水特性进行深度分析，找出更加符合实际情况的处理工艺。当前，制药企业的节水要求不断提升，而淡水资源相对匮乏。制药企业要结合制药废水污染治理标准，严格控制制药废水排放指标，降低制药废水化学物质排放限值。

3 制药废水深度处理技术

3.1 铁刨花催化臭氧氧化

化工废水常用的深度处理技术包括吸附、混凝沉淀、膜分离、生物法和高级氧化法等。其中，臭氧氧化法是一种常用的高级氧化技术，可以有效脱色，并提高废水的可生化性，但单独使用存在着处理成本高、对有机物氧化具有选择性等缺点。近年来，过渡金属催化臭氧氧化技术备受关注。其中零价铁（ZVI）不仅能促进臭氧分解生成HO·，还能通过铁腐蚀产物的吸附共沉淀作用、以及高铁离子等其它氧化剂的氧化作用进一步提高难降解有机物的去除效果。而铁刨花作为工业废料，具有性质活泼、成本低廉和安全无害等优势，是理想的臭氧氧化催化剂。已有研究表明，铁刨花经过10次连续使用后，依然能够有效地催化臭氧氧化去除废水中的有机污染物。因此笔者以铁刨花为催化剂，催化臭氧氧化（O3/ZVI）制药废水生化出水中的有机物，以期出水COD能满足排放标准[2]。

3.2 铁碳微电解处理法

铁碳微电解处理法利用铁屑、碳粒组成了原电池，利用金属的腐蚀特性让粒子发生沉降，并使废水脱色，处理完毕后的废水中的铁离子会继续反应，生成大量Fe（OH）3，继续吸附废水中的重金属和其他悬浮物，减少化工合成制药废水的有毒物质。化工合成制药废水污染物类型多，负荷稳定性差，采用直接处理的方式，效果并不理想，因此，可以采用铁碳微电解法进行预处理，该种处理方式不需要应用其他能源即可完成对废水的处理。以某化工合成制药废水为例，其BOD值为1450．5mg/L，COD值为6049．33mg/L，pH值为4，均值符合国家排放标准，但是不符合化工合成制药废水的整体排放标准，因此，在处理前，可先采用铁碳微电解处理法提高废水pH值，调节酸碱度，并改善废水色度，去除COD，提供废水可生化性。

3.3 铁碳微电解预处理甲硝唑

铁碳微电解技术是一种经济有效的有机废水预处理工艺，是利用铁碳填料自身所含铁金属和碳的电位差，以导电性废水中的离子充当电解质，形成无数个微小原电池系统，使废水中的有机污染物发生氧化还原反应，达到催化降解有机物，提高废水可生化性的作用。并且在铁碳微电解过程中还伴随着电富集、物理吸附和混凝沉降等多种反应，这增强了微电解对废水的处理效果。经过近30年发展，铁碳微电解技术因其成本低廉、操作简单、处理效果好等优点受到越来越多的关注。本研究利用铁碳微电解对甲硝唑制药废水（废水）进行预处理。先在烧杯静态试验中通过正交实验考察废水pH值、反应时间、曝气量3个因素对废水COD去除效果的影响顺序，然后通过单因素实验确定实验条件下3个因素的最佳工艺参数。然后连续动态试验考察铁碳微电解反应柱在不同的废水COD浓度、铁碳填料与反应装置处理体积之比（固液比）对废水COD去除效率的影响。最后在生化验证试验中持续运行铁碳微电解反应装置并将出水通入生化柱中进行生化处理，分析预处理对废水可生化性的影响以及预处理工艺的稳定性。废水经铁碳微电解预处理后的COD去除效率在前7d稳定，预处理的出水COD质量浓度在9000mg/L左右，COD去除率基本保持在30%～40%之间，但之后随着微电解柱使用时间的增加，铁碳填料的不断消耗，填料间间隙变小，且铁碳填料的处理能力在变弱，导致预处理的COD去除效率降低，出水COD迅速增大。另外，经预处理后的出水在生化处理后废水COD浓度降低了很多，生化处理后COD去除率平均为87．5%，而未经预处理的废水其COD去除率平均不到60%，这说明经预处理后废水的可生化性得到较大改善，铁碳微电解+生化法处理甲硝唑制药废水是可行的[3]。

4 结语

为了降低制药废水对自然环境的负面影响，制药企业和相关学者不断加强制药废水处理技术的研究，针对传统废水处理技术的不足，大力研发新型处理技术，之，只有针对性地采用废水处理技术（或技术组合），才能确保制药废水达到行业排放标准。