制藥廢水深度處理工藝技術(shù)研究分析

程魏

安徽普洛生物科技有限公司 安徽池州 247260

1 制藥廢水來源

作為制藥大國，我國制藥企業(yè)在全球都具有非常強(qiáng)的影響力。在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，制藥技術(shù)也隨之提升，制藥行業(yè)發(fā)展到了新的階段。從國際上來看，我國是原料藥第二生產(chǎn)大國，也是原料藥的主要出口國，年產(chǎn)量在100萬t以上，有1500多種藥物。目前，我國制藥業(yè)占據(jù)全球30%的產(chǎn)值和產(chǎn)量，并且占比還在持續(xù)上升，其中有一半出口到國外。但是,制藥行業(yè)發(fā)展也帶來了很多負(fù)面問題，其中最為重要的就是制藥廢水處理問題。制藥生產(chǎn)會采用多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原材料、輔助藥物，這些藥物合成路線復(fù)雜，生產(chǎn)中所生成的副產(chǎn)物會隨著廢水排出，廢水中含有大量的有機(jī)污染物，還有危害人類健康、生態(tài)環(huán)境的致命污染物，危害性非常大[1]。

2 制藥廢水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

制藥廢水中的化學(xué)物質(zhì)較多，成分較為復(fù)雜，常見的制藥廢水處理技術(shù)包括：厭氧處理影響抑制處理、好氧處理、厭氧處理、廢水深度處理等。這些處理技術(shù)可以將廢水中的污染物控制在生化抑制濃度以下，提升廢水生化性能，最終使制藥廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。想要確保制藥廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，制藥企業(yè)必須從工業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實施方案等方面出發(fā)，對制藥廢水特性進(jìn)行深度分析，找出更加符合實際情況的處理工藝。當(dāng)前，制藥企業(yè)的節(jié)水要求不斷提升，而淡水資源相對匱乏。制藥企業(yè)要結(jié)合制藥廢水污染治理標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制制藥廢水排放指標(biāo)，降低制藥廢水化學(xué)物質(zhì)排放限值。

3 制藥廢水深度處理技術(shù)

3.1 鐵刨花催化臭氧氧化

化工廢水常用的深度處理技術(shù)包括吸附、混凝沉淀、膜分離、生物法和高級氧化法等。其中，臭氧氧化法是一種常用的高級氧化技術(shù)，可以有效脫色，并提高廢水的可生化性，但單獨使用存在著處理成本高、對有機(jī)物氧化具有選擇性等缺點。近年來，過渡金屬催化臭氧氧化技術(shù)備受關(guān)注。其中零價鐵（ZVI）不僅能促進(jìn)臭氧分解生成HO·，還能通過鐵腐蝕產(chǎn)物的吸附共沉淀作用、以及高鐵離子等其它氧化劑的氧化作用進(jìn)一步提高難降解有機(jī)物的去除效果。而鐵刨花作為工業(yè)廢料，具有性質(zhì)活潑、成本低廉和安全無害等優(yōu)勢，是理想的臭氧氧化催化劑。已有研究表明，鐵刨花經(jīng)過10次連續(xù)使用后，依然能夠有效地催化臭氧氧化去除廢水中的有機(jī)污染物。因此筆者以鐵刨花為催化劑，催化臭氧氧化（O3/ZVI）制藥廢水生化出水中的有機(jī)物，以期出水COD能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3.2 鐵碳微電解處理法

鐵碳微電解處理法利用鐵屑、碳粒組成了原電池，利用金屬的腐蝕特性讓粒子發(fā)生沉降，并使廢水脫色，處理完畢后的廢水中的鐵離子會繼續(xù)反應(yīng)，生成大量Fe（OH）3，繼續(xù)吸附廢水中的重金屬和其他懸浮物，減少化工合成制藥廢水的有毒物質(zhì)。化工合成制藥廢水污染物類型多，負(fù)荷穩(wěn)定性差，采用直接處理的方式，效果并不理想，因此，可以采用鐵碳微電解法進(jìn)行預(yù)處理，該種處理方式不需要應(yīng)用其他能源即可完成對廢水的處理。以某化工合成制藥廢水為例，其BOD值為1450．5mg/L，COD值為6049．33mg/L，pH值為4，均值符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是不符合化工合成制藥廢水的整體排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，在處理前，可先采用鐵碳微電解處理法提高廢水pH值，調(diào)節(jié)酸堿度，并改善廢水色度，去除COD，提供廢水可生化性。

3.3 鐵碳微電解預(yù)處理甲硝唑

鐵碳微電解技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的有機(jī)廢水預(yù)處理工藝，是利用鐵碳填料自身所含鐵金屬和碳的電位差，以導(dǎo)電性廢水中的離子充當(dāng)電解質(zhì)，形成無數(shù)個微小原電池系統(tǒng)，使廢水中的有機(jī)污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，達(dá)到催化降解有機(jī)物，提高廢水可生化性的作用。并且在鐵碳微電解過程中還伴隨著電富集、物理吸附和混凝沉降等多種反應(yīng)，這增強(qiáng)了微電解對廢水的處理效果。經(jīng)過近30年發(fā)展，鐵碳微電解技術(shù)因其成本低廉、操作簡單、處理效果好等優(yōu)點受到越來越多的關(guān)注。本研究利用鐵碳微電解對甲硝唑制藥廢水（廢水）進(jìn)行預(yù)處理。先在燒杯靜態(tài)試驗中通過正交實驗考察廢水pH值、反應(yīng)時間、曝氣量3個因素對廢水COD去除效果的影響順序，然后通過單因素實驗確定實驗條件下3個因素的最佳工藝參數(shù)。然后連續(xù)動態(tài)試驗考察鐵碳微電解反應(yīng)柱在不同的廢水COD濃度、鐵碳填料與反應(yīng)裝置處理體積之比（固液比）對廢水COD去除效率的影響。最后在生化驗證試驗中持續(xù)運行鐵碳微電解反應(yīng)裝置并將出水通入生化柱中進(jìn)行生化處理，分析預(yù)處理對廢水可生化性的影響以及預(yù)處理工藝的穩(wěn)定性。廢水經(jīng)鐵碳微電解預(yù)處理后的COD去除效率在前7d穩(wěn)定，預(yù)處理的出水COD質(zhì)量濃度在9000mg/L左右，COD去除率基本保持在30%～40%之間，但之后隨著微電解柱使用時間的增加，鐵碳填料的不斷消耗，填料間間隙變小，且鐵碳填料的處理能力在變?nèi)?，?dǎo)致預(yù)處理的COD去除效率降低，出水COD迅速增大。另外，經(jīng)預(yù)處理后的出水在生化處理后廢水COD濃度降低了很多，生化處理后COD去除率平均為87．5%，而未經(jīng)預(yù)處理的廢水其COD去除率平均不到60%，這說明經(jīng)預(yù)處理后廢水的可生化性得到較大改善，鐵碳微電解+生化法處理甲硝唑制藥廢水是可行的[3]。

4 結(jié)語

為了降低制藥廢水對自然環(huán)境的負(fù)面影響，制藥企業(yè)和相關(guān)學(xué)者不斷加強(qiáng)制藥廢水處理技術(shù)的研究，針對傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的不足，大力研發(fā)新型處理技術(shù)，之，只有針對性地采用廢水處理技術(shù)（或技術(shù)組合），才能確保制藥廢水達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。