中藥制藥的廢水膜法處理技術方案

王彩紅

（海岳環(huán)境醫(yī)院（山東）有限公司，山東煙臺 264006）

0.引言

中藥制藥工藝是我國中醫(yī)技術的重要應用領域之一，在制藥行業(yè)中扮演著重要的角色，由于中醫(yī)制藥技術研究不足等因素的制約，在中藥制藥過程中不可避免地產(chǎn)生大量廢水，給工藝技術處理增加了一定的難度。長期以來，針對化學制藥廢水采用微生物制藥、化學制藥廢水的處理工藝，未與中醫(yī)制藥的本身特征相結合，因此在制藥廢水處理中存在著一定的局限性與不足，在我國中醫(yī)制藥企業(yè)發(fā)展過程中要求不斷改進廢水處理技術，廢水膜法處理技術的應用具有獨有的優(yōu)勢，本文對此進行探索。

1.中藥制藥的廢水膜法處理技術方案的理論應用探索

膜法水處理技術是當前清潔水資源的常見技術手段之一，具有先進分離材料，在使用過程中對環(huán)境的污染較少，在對環(huán)境、水、能源等多種物質處理過程中均發(fā)揮著顯著的應用優(yōu)勢[1]。在材料科學不斷發(fā)展的背景之下，當前我國膜技術應用也逐漸更為普遍，已經(jīng)形成了多種自主研發(fā)的膜技術應用體系，在針對中藥制藥廢水處理層面顯露出了重要的應用價值。其中較為集中的應用技術為全球膜生物反應器MBR技術，在中藥廢水處理層面當前已經(jīng)形成了超濾、微濾、反滲透及納濾等處理技術，顯著促進了針對中醫(yī)藥提取液的制備與濃縮，反滲透技術當前在很多中藥領域中均有應用，《中國藥典》收錄了該研究方法，當前很多制藥企業(yè)廣泛開發(fā)應用了連續(xù)電除鹽EDI與反滲透RO技術[2]。

2.中藥制藥的廢水膜法處理技術方案制定的相關內容

2.1 中藥制藥的廢水膜法處理技術方案的特種膜材料與裝備設計

當前很多中藥生產(chǎn)過程中均廣泛采用了分離技術，該技術的使用情況在一定程度上影響了中藥資源的開發(fā)利用效率以及中藥工藝的能耗情況。中藥制藥傳統(tǒng)作業(yè)過程中采用了醇沉工藝，此項技術運用過程中存在著一定的局限性，在中藥廢水處理層面具有一定的局限性。陶瓷膜微濾技術的引用與運用則能夠對原有的中藥處理技術進行一定改良，在對中藥的處理過程中聯(lián)合運用了材料化學工程理論與方法[3]。中藥水提液的化學構成成分極為復雜，要求在此種中藥化學環(huán)境之下設計一種分離膜，由此對中藥進行一定處理。膜技術的開發(fā)與運用在中藥管理過程中起著重要的作用，能夠達到良好的節(jié)能減排效果，并達到良好的高效分離效能。

在中藥制藥的廢水膜法處理技術開發(fā)過程中研究了201種中藥方、復方等，從而獲知中藥廢水處理中的數(shù)萬膜分離工藝參數(shù)，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術以及大數(shù)據(jù)處理技術對各項參數(shù)進行綜合分析，找出其中存在的規(guī)律，研究得出中藥水提液膜分離中的理化參數(shù)集。對重要溶液環(huán)境構建相應的綜合評價機制，構建動態(tài)化的中藥溶液環(huán)境參數(shù)，要求參數(shù)易獲取、易測量[4]。有效解決當前中藥廢水膜潤濕、膜污染處理中的一些關鍵性技術問題，對此選取適宜的中藥特種膜材料，并對選取的各種材料進行有效組裝分析。從而最終實現(xiàn)針對中藥廢水的物料膜有效分離。

在選擇之后對膜的適用性進行綜合論證與分析，對選用的膜工藝技術進行優(yōu)化研究。保證特種膜材料的選用與中藥構成成分之間有效分離，由此使得在研究過程中保證所得到的產(chǎn)物能夠符合中藥應用的臨床特征，更好地保證臨床用藥的有效性與安全性[5]。膜工藝設計及運用中要求有效實現(xiàn)中藥物料膜的分離，能夠與具體的中藥運用情況相結合，增強該工藝運用有效性。通過該技術的運用最終保證所得的中醫(yī)藥物符合當前臨床治療有效性、安全性的要求。由此在膜工藝運用過程中提升中藥分離效率，將原有較為粗放的中醫(yī)生產(chǎn)管理向著綠色發(fā)展方向轉變，不斷優(yōu)化中藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并降低中藥廢水處理效率。

2.2 中藥制藥的廢水膜法處理技術方案的膜法資源性成分回收與廢水消解

當前針對中藥制藥廢水處理可以廣泛采用超濾UF/微濾MF與反滲透處理機制，在廢水的深度處理層面具有顯著的應用優(yōu)勢。在作業(yè)過程中，有效利用了物理處理手段，使用的處理膜具有較高的隔絕能力，能夠自動分離去除廢水中的離子、納米級粒子。雙膜法運用過程中能夠有效處理廢水中的生物堿、黃酮、有機酸等物質，并依據(jù)廢水處理特征及要求，針對蛋白質類、鞣質類等大分子類物質構建降解處理方式，當前在很多中醫(yī)制藥方式中均有應用[6]。

例如：中藥脈絡寧注射液廢水處理過程中，使用雙膜法工藝進行廢水處理，在作業(yè)完成之后，在原液中化學需氧量COD81.57mg·L-1，總氮TN含量7674mg·L-1，膜濾液化學需氧量COD1.02mg·L-1，總氮TN含量49.2mg·L-1，化學需氧量COD去除率98.71%，總氮TN去除率98.61%。可見中藥脈絡寧注射液廢水使用雙膜法工藝針對化學需氧量COD、總氮TN的去除率均較高，均超過98%，見表1。

表1 中藥脈絡寧注射液廢水膜過指標數(shù)值分析

針對中藥脈絡寧注射液廢水制定廢水膜法處理方案技術，首先使用超濾膜回收廢水中的綠原酸、咖啡酸等有機酸，并留住廢水中的大分子有機物，常見的有淀粉、果膠、蛋白質等。透過液通過一定的截留處理之后得到可回收利用的藥效物質，此類物質在再次回收利用過程中具備一定的應用價值，對此進行論證分析。此外在中藥制藥廢水中也具有一些回收難度較大以及整體經(jīng)濟價值不大的溶液，對此進行MBR處理，經(jīng)過最終處理之后，保證MBR出水水質中化學需氧量COD低于150mg/L，并保證滲透的透過液化學需氧量COD低于60mg/L。

廢水膜法處理技術方案的制定與運用與傳統(tǒng)中藥廢水處理技術相比具有顯著的應用價值，有效優(yōu)化了工業(yè)廢水的處理效率，不斷優(yōu)化了企業(yè)內部各項處理工藝流程滿足，縮短了原有的生物處理流程，實現(xiàn)了對相關物質的有效開發(fā)利用，有效加強了各項設備的利用效率，并縮短了針對中藥廢水的處理時間，提升了工業(yè)廢水處理效率[7]。

3.中藥制藥的廢水膜法處理技術方案的應用案例

3.1 案例設計

研究重慶某制藥企業(yè)的廢水處理情況，制定廢水膜法處理技術。該企業(yè)制藥廢水排放總量400m3/d，出水原水以及出水水質情況見表2。

表2 某制藥企業(yè)原水以及出水水質

對原有的廢水特性進行分析可知，原水色度250～ 450倍，BOD420mg/L-1～6100mg/L-1，水溫25℃ ～ 7 0℃，COD1200mg/L-1～ 12200mg/L-1，pH值在6～9，SS500mg/L-1～ 2900mg/L-1。出水中色度≤55倍，BOD≤20mg/L-1，水溫25℃～70℃，COD≤100mg/L-1，SS≤70mg/L-1。原有廢水呈現(xiàn)弱酸性，各種類型的水質成分較為復雜，進水水質呈現(xiàn)出較大波動性，部分成分的降解難度較大，甚至會在一定程度上抑制微生物的成長。由此在工藝設計過程中采用氣浮+UBF+CASS工藝，這是工業(yè)制藥廢水膜法處理的常見工藝類型之一，包括4項處理技術，分別為氣浮系統(tǒng)+UBF池+OWQE（Outlet Water Quality Ensuring）系統(tǒng)+CASS池[8]。

在工藝處理與優(yōu)化過程中，在調節(jié)池內部完成制藥廢水的預沉以及預酸化，通過預處理之后，降低后續(xù)物質處理中的污染負荷以及降解難度。氣浮+UBF+CASS工藝運用過程中對脫出色度層面作用顯著，有效解決了當前中藥廢水中的色度處理難題，通過針對制藥廢水的高效厭氧處理顯著提升了廢水處理過程中的可生化性能，能夠降低廢水處理中的氧氣負荷。在當前中醫(yī)藥品種類不斷豐富的背景之下，當前氣浮+UBF+CASS工藝應用的末端構建了OWQE系統(tǒng)，以此保證出水之后的水質，使得處理之后的水質能夠符合水質質量。在當前自動化技術不斷發(fā)展的背景之下，當前氣浮+UBF+CASS工藝運用過程中也廣泛采用了PLC自控系統(tǒng)，一旦在工藝處理過程中出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，則及時報警予以處理，由此增強工藝處理技術的穩(wěn)定性與可靠性。

3.2 治理效果

在應用廢水膜法處理技術之后，對該技術的實際應用效果以及廢水處理效果進行分析，聯(lián)合當?shù)丨h(huán)境監(jiān)測部門進行數(shù)據(jù)采樣與分析，見表3。

表3 某制藥企業(yè)原水以及出水水質

該中藥制藥廠具有多種制藥藥物，制得的產(chǎn)品有復方丹參、雙黃蓮等，藥物制備的原料有植物的根莖葉以及具有藥用價值動物構成部分，如皮毛、角、骨頭等，在制備過程中按照中醫(yī)藥物的制備原則與工作思路進行作業(yè)，在多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中均可能產(chǎn)生廢水，例如車間煎煮廢水與提取液、濃縮與制劑車間廢水、車間洗藥與泡藥廢水、分離車間殘渣、蒸汽冷凝水與樹脂酸堿液的中和水等。本文研究該處理工藝中的原水、氣浮出水、CASS出水、預酸化出水、UBF出水、最終出水中的相應物質含量。通過對處理之后水源監(jiān)測情況可見，原水色度390倍，BOD2588mg/L-1，pH值6.0，COD6155mg/L-1，SS936mg/L-1；氣浮出水色度110倍，BOD2770mg/L-1，pH值7.1，COD4485mg/L-1，SS198mg/L-1；CASS出水色度30倍，BOD14.0mg/L-1，pH值6.9，COD53.2mg/L-1，SS46.4mg/L-1；預酸化出水色度340倍，BOD3885mg/L-1，pH值7.2，COD6226mg/L-1，SS705mg/L-1；UBF出水色度55倍，BOD568.9mg/L-1，pH值7.0，COD876.1mg/L-1，SS112mg/L-1；最終出水色度32倍，BOD13.9mg/L-1，pH值6.8，COD53.4mg/L-1，SS46.6mg/L-1。氣浮+UBF+ CASS工藝的運用在制藥廢水處理中取得了良好的應用效益，針廢水中各項雜質的處理效率均超過90%，最終各項出水指標均符合相關要求，針對各個子單元的廢水處理均達到了預期效果。從該工程實際實施層面分析，該制藥廢水處理造價145.0萬元，其中每噸水消耗的費用為0.93元，包括處理過程中的耗電費用、作業(yè)人員人工費用、中醫(yī)藥材費用等。處理過程中的占地面積為455m2。該技術運用過程中采用了自動化作業(yè)方式，處理效果較為穩(wěn)定，達到了良好的綜合運用效益。

4.結語

本文研究顯示，中藥制藥的廢水膜法處理技術方案運用過程中具有顯著的應用優(yōu)勢，在中醫(yī)制藥廢水處理過程中較為便捷，設備選用較為便捷，在分離過程中無相變以及化學變化，針對廢水處理效率較高并且較為節(jié)能，對促進中醫(yī)制藥工程的發(fā)展具有重要的意義。