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)濟水平和醫(yī)療水平不斷提升，醫(yī)藥化工業(yè)的發(fā)展勢頭愈加迅猛。在醫(yī)療經(jīng)濟迅速崛起的同時，值得關注的是化工制藥隨之而來的污染物處理境況，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)濟性評價等方向，分別闡述了幾種醫(yī)藥化工處理廢水的工藝流程，并對工藝的可實施性進行了有效論證。

關鍵詞：醫(yī)藥化工；廢水處理；分析

醫(yī)藥化工企業(yè)在生產(chǎn)藥品過程中會排放大量成分復雜、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，且設備更新程度不足，導致經(jīng)濟效益低下，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)濟的可持續(xù)發(fā)展。由此，結合企業(yè)自身的基本條件和所產(chǎn)廢水的基本特點，分析和選擇適合的廢水處理工藝，有助于推動企業(yè)和相關行業(yè)向著更高效、更長遠的方向發(fā)展。

1關于醫(yī)藥化工廢水的概述

我國醫(yī)藥化工企業(yè)生產(chǎn)的藥品種類繁多，除了我國本土的中草藥，還包含抗生素、有機藥物和無機藥物。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雜多變。以生產(chǎn)工藝為切入點，藥物的生產(chǎn)工藝主要分為生物制藥和化學制藥，生物制藥是以糧食為源材料進行有機發(fā)酵和提煉，化學制藥是依靠化學反應完成制藥?；瘜W制藥的藥品制造工藝精細，各類藥品所含的輔料眾多，產(chǎn)量較大且回收率很低，隨之便會產(chǎn)生大量醫(yī)療廢料，同時在制藥反應過程中也會有很多的副產(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)或者高濃度的有機物等，更甚者可能存在具有毒性的綜合性物質(zhì)。無機鹽、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度，要根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的不同，對廢水進行分質(zhì)、分類，并有針對性地給予科學的廢水處理工藝，才能保障企業(yè)污水處理和排放符合國家規(guī)定的工業(yè)水污染物的合格標準。醫(yī)藥化工企業(yè)的廢水的來源主要分為以下幾種。

1.1生產(chǎn)工藝廢水

指的是制藥過程中產(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設備沖洗廢水

在制藥過程中需要對制藥設備進行定期沖洗，沖洗設備產(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設備冷卻水

許多消毒設備、制冷設備和水循環(huán)系統(tǒng)等需要冷卻工藝，期間會產(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簡單。

2醫(yī)藥化工廢水的處理原則

1）嚴格保證生產(chǎn)和排放的聯(lián)動性，結合每次生產(chǎn)活動的工藝流程和污水排放標準，針對廢料和廢水進行分流分質(zhì)，堅決杜絕廢水出現(xiàn)滲漏、污水外泄等安全事故的發(fā)生，嚴格把控生產(chǎn)工藝末端的污水排放管理。2）加強廢水處理水平和經(jīng)濟化指標的雙向達標?；卺t(yī)藥化工廢水的基本結構和特點，要強化對醫(yī)藥廢水的預處理工作，通過科學的預處理可以進一步提升有機物的可生化比例，有利于推動后期的生化系統(tǒng)平穩(wěn)運行。針對不同階段和不同工藝廢水的基本特點，對廢水進行清污和分流，并有針對性地選用性價比和可實施性更高的污水處理工藝，可以減少污水處理過程中對其他環(huán)節(jié)的不利影響，實現(xiàn)工藝的最優(yōu)化設計和實施，促進污水處理和經(jīng)濟成本的雙向保障。

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，主要分為化學法、物理法、生物法，還有物理化學結合法幾大類。

3.1化學法

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，應用堿性物質(zhì)中和，同理，廢水含堿較高，應用酸性物質(zhì)中和，從而使廢水最終呈現(xiàn)中性狀態(tài)，方便進一步處理。3.1.2氧化劑氧化法通過應用適量的氧化劑，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)。過程中所應用的氧化劑諸多，例如過氧化氫、臭氧等。其中芬頓氧化就是應用過氧化氫完成醇、酯類有機物的無機化轉(zhuǎn)換，該種氧化法的應用范圍廣泛。3.1.3混凝劑混凝法該種方法是利用混凝劑的膠結特性，通過向醫(yī)藥化工廢水中注入適量混凝劑，使之與廢水發(fā)生化學反應，并最終形成聚集性的膠狀物體。在反應過程中，將廢水中難以沉淀和降解的物質(zhì)集中起來，之后再通過基礎的沉淀法和過濾法，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。通過焚燒可以去除醫(yī)藥廢水中的諸多有機物成分，特別是針對有機物含量較高或者內(nèi)含高濃度無機鹽的醫(yī)藥化學廢水處理。焚燒氧化需要在氧氣含量較為充足的環(huán)境中進行，在廢水中有機物的燃燒過程中完成氧化反應，繼而形成二氧化碳和水等對環(huán)境沒有污染的氣體物質(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，其應用范圍也相對廣泛。

3.2物理法

3.2.1蒸餾法。蒸餾法是根據(jù)物理學中的熱力學，對混合液體進行加熱分離，通過蒸餾法有效分離廢水中的有用部分和無用部分，然后完成細節(jié)劃分和處理。3.2.2沉淀法。沉淀法是最基礎的物理處理方式，通過重力的作用使污染物分成懸浮和沉淀兩種狀態(tài)，該種方法主要針對懸浮污染物，通過沉淀后分離出懸浮污染物質(zhì)，繼而對懸浮物進行下一步處理。3.2.3過濾法。過濾法是廢水處理中相對簡單和基礎的處理方法。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，通過水過濾，為之后的進一步處理打好基礎。

3.3生物法

3.3.1好氧處理法。好氧處理廢水法就是通過往廢水中注入空氣，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，此時利用厭氧菌完成物質(zhì)分解是最合適的。因為厭氧細菌是一種可以生存在缺氧環(huán)境或者無氧環(huán)境里的細菌類型。普通細菌無法分解的有機物，可以利用厭氧細菌完成降解任務，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷等物質(zhì)。厭氧細菌法是針對高濃度有機廢水處理應用范圍較廣的處理方法。

3.4物理化學法

結合物理和化學的技術優(yōu)勢，形成了物理化學法，物理化學法利用物質(zhì)之間的交換轉(zhuǎn)移和變化，促進污染物質(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含鹽污水預處理

針對含鹽量較高的污水，不能直接采用常規(guī)的生物處理法的操作程序，因為過高的含鹽濃度容易對生化細菌的細胞造成超負荷的滲透壓，加之鹽分過濃會破壞微生物細胞活性，無法正常地完成細菌分解。所以先要針對污水進行鹽脫離處理，之后再進行常規(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，通過加熱汽化可以形成較為純凈的蒸餾水，蒸餾處理法的應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毫克每升都可以，相對而言，針對超高鹽含量的廢水，蒸餾方法的脫鹽效果和能耗更具優(yōu)勢。（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優(yōu)勢，實現(xiàn)納米級濾膜脫鹽，同時反滲透工藝可以幾乎脫離出全部鹽分。經(jīng)過膜分離方法，有效脫除無機鹽和有機物，濃縮和脫鹽同步進行，提高了有機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)的應用已經(jīng)相對成熟。

4.2含高濃度有機物污水預處理

制藥過程中產(chǎn)生的諸多有機物質(zhì)摻雜在廢水中，由于其中的有機物質(zhì)類別多樣，混合在污水中無法實現(xiàn)完全分離和分別治理。針對不同有機污染物的特點其處理方式也各有差異，從經(jīng)濟層面上講，針對高濃度有機廢水的復雜性處理，需要大量的資金投入作為支撐。在實踐過程中，醫(yī)藥化工行業(yè)發(fā)掘探索出結合鐵碳微電解法、芬頓氧化法以及混凝沉淀法三種工藝的高濃度有機物廢水處理方法，經(jīng)過多次試驗和處理實踐，充分驗證了該項技術的可實施性。其反應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成分中充分結合、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換和斷鍵，改變原有的大分子有機污染物質(zhì)狀態(tài)，縮小分子組成，通過降解，降低原有有機物的污染程度和毒害程度，使之成為低害或者無害的物質(zhì)。值得一提的是，經(jīng)過鐵碳微電解技術，結合芬頓氧化技術處理后的廢水的pH較低，而且污水懸浮物指標較高，在這種酸度較高的水環(huán)境下，在未經(jīng)過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)的正常進行，要對廢水投放堿性溶液來中和廢水的酸性，同時，為了降低懸浮物指標，要通過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)相關數(shù)據(jù)表明，應用復合式聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺混凝劑投放到混凝沉淀池，通過攪拌，可以強化絮凝效果，同時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，來達成對污水的分解和轉(zhuǎn)化。生化處理的對象主要是針對污水水下可降解性有機物，按照有機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，在生物反應過程中，必須要做到與氧氣隔絕，通過厭氧菌和兼性菌的微生物反應，完成降解任務。具體到醫(yī)藥化工企業(yè)的污水處理實踐中，針對生活廢水、雨水等中低濃度廢水，可以采用好氧菌處理法。另外，對于企業(yè)生產(chǎn)過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，使有機物的分解更加徹底。特殊的制藥工藝可能會產(chǎn)生較難降解的工業(yè)廢水，可以先應用缺氧水解酸化法，對廢水中的氨氮有機物進行反硝化處理，同時分解污水中的懸浮物，提高有機物的可降解程度，再配合好氧菌分解處理，使處理過的工業(yè)廢水最終達到行業(yè)規(guī)定的排放標準。厭氧工藝和好氧工藝的優(yōu)勢各有千秋，在我國的化工醫(yī)藥制造行業(yè)，為了進一步提升化工廢水的排放指標，往往會在厭氧工藝實施后，將缺氧水段和好氧水段進行串聯(lián)。在缺氧水段通過菌體反應分解形成有機酸物質(zhì)，降低了有機物的分子體積，同時有效轉(zhuǎn)化了部分不可溶解的有機物。經(jīng)過缺氧環(huán)境處理的物質(zhì)再流經(jīng)好氧池進行生化處理，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再利用，有助于立體循環(huán)經(jīng)濟的形成。針對化工制藥企業(yè)的廢水的基本性質(zhì)，對于水資源的循環(huán)處理再利用，主要是針對濃度較低的廢水，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用較為廣泛的技術類型。臭氧（O3）作為兼顧消毒功能和氧化功能的有機體，結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)得到實踐和應用，也稱之為生物活性炭法。根據(jù)相關試驗表明，臭氧可以利用自身強大的氧化能力，在不添加生物制劑和化學藥劑的前提下，對水體實現(xiàn)深度脫色。另外對于水質(zhì)的渾濁度，臭氧活性炭同樣具備較強的吸附功能，有效降低水質(zhì)的渾濁度。臭氧活性炭的污水回用處理法，最值得關注的是對水質(zhì)中的氨氮等污染物的處理，氨氮是水環(huán)境污染的重要標志，而且其自身具備較大的毒性，有致畸和致癌的風險。臭氧活性炭處理法可以通過臭氧的氧化功能將氨氮氧化成硝酸根離子，通過沙濾池的生物硝化和代謝同化，基本可以達到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，臭氧針對水中鐵錳等無機物的清除，首先可以借助自身的氧化功能對鐵錳離子進行氧化，接著曝氣可以有效去除鐵錳成分。當水體存在多種有機物與鐵錳混合時，臭氧的基礎氧化功能不足以實現(xiàn)去除鐵錳的目標，此時應當借助臭氧的強氧化劑，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)的對比試驗表明，應用臭氧活性炭處理過的低濃度廢水，最終出水的各項指標低于中水回用的合格標準。數(shù)據(jù)如表1所示。最終得出結論，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結束語

醫(yī)藥化工企業(yè)在追求經(jīng)濟效益的同時要兼顧社會效益，密切關注企業(yè)內(nèi)部的廢水處理工作，結合企業(yè)的自身發(fā)展條件和所產(chǎn)廢水特點，發(fā)掘、選擇科學的廢水處理工藝，改善工業(yè)廢水污染的境況，以促進企業(yè)自身和整個社會的和諧可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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作者:楊永豐 單位:南京正大天晴制藥有限公司