制药废水的特性
1制药废水的处理方法
制药废水的处理方法可归纳为:物理化学处理、化学处理、生化处理以及各种方法的组合等。每种治疗方法都有各自的优缺点。
1.1物理化学处理
根据制药废水的水质特点，需要物化处理作为生化处理的预处理或后处理工艺。目前物理化学处理方法主要有混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换、膜分离等。
1.1.1混凝法
该技术是目前国内外广泛采用的水质处理方法。广泛应用于制药废水的预处理和后处理，如中药废水中使用的硫酸铝和聚合硫酸铁。高效混凝处理的关键在于选择和投加性能优良的混凝剂。近年来，混凝剂的发展方向是从低分子向高分子聚合物发展，从单一成分和功能向复合发展。刘明华等人用他研制的高效复合絮凝剂F-1处理快速糖浆生产废水。当pH为6.5，絮凝剂投加量为300 mg/L时，废水的COD、SS和色度去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明显优于粉末活性炭(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。
1.1.2气浮
气浮通常包括充气浮选、溶气浮选、化学浮选和电解浮选。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置预处理制药废水，投加适当的药剂，COD平均去除率可达25%左右。
1.1.3吸附法
常用的吸附剂有活性炭、活化煤、腐植酸、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用粉煤灰吸附-两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果表明，吸附预处理对废水中COD的去除率达到41.1%，BOD5/COD值有所提高。
1.1.4膜分离法
膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可以回收有用物质，减少有机物排放总量。该技术的主要特点是设备简单，操作方便，无相变和化学变化，处理效率高，节能。Juana等人利用纳滤膜分离林可霉素废水，发现不仅降低了林可霉素对废水中微生物的抑制作用，而且回收了林可霉素。
1.1.5电解法
这种方法具有效率高、易操作等优点，受到人们的重视。同时电解有很好的脱色效果。Mars对核黄素上清液进行电解预处理，COD、SS和色度的去除率分别达到765、438+0%、83%和67%。
在1.2化学处理中使用化学方法时，部分试剂的过量使用容易导致水的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法(芬顿试剂、H2O2、O3)、高级氧化技术等。
1.2.1铁碳法
工业运行表明，以铁炭作为制药废水的预处理步骤，可大大提高出水的可生化性。娄茂兴等[9]采用铁炭-微电解-厌氧-好氧-气浮组合处理工艺处理红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水。铁炭处理后，COD去除率达到20%，最终出水达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)一级标准。
1.2.2芬顿试剂处理法
亚铁盐与H2O2结合称为芬顿试剂，可以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，紫外光(UV)和草酸盐(C2O42-)被引入Fenton试剂，大大增强了其氧化能力。程沧仓等[10]以TiO2为催化剂，9 W低压汞灯为光源，采用Fenton试剂处理制药废水，取得了脱色率100%，COD去除率92.3%的效果，硝基苯类化合物由8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
1.2.3这种方法可以提高废水的可生化性，对COD有很好的去除率。例如，Balcioglu用臭氧氧化法处理了三种抗生素废水。结果表明，不仅提高了BOD5/COD比值，而且COD去除率达到75%以上。
1.2.4氧化技术
又称高级氧化技术，汇集了现代光学、电学、声学、磁学、材料等相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化、湿式氧化、超临界水氧化、光催化氧化、超声波降解等。其中，紫外催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，特别适用于不饱和烃的降解，且反应条件温和，无二次污染，具有良好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波处理有机物更直接，所需设备更少。作为一种新的治疗方法，它正受到越来越多的关注。肖光权等[13]采用超声波-好氧生物接触法处理制药废水。在超声波处理60 s、功率200 w的条件下，废水的COD总去除率达到96%。
1.3生化处理
生化处理技术目前广泛应用于制药废水的处理，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧组合法。
1.3.1好氧生物处理
由于制药废水多为高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需要稀释原液，因此耗电量大，废水可生化性差，难以生化处理后直接排放。所以单独好氧处理不多，一般需要预处理。常用的好氧生物处理方法有活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环活性污泥法(CASS法)等。
1.3.2厌氧生物处理
目前，厌氧处理是国内外处理高浓度有机废水的主要方法，但单独厌氧处理后的出水COD仍然较高，一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发和设计，对运行条件进行深入研究。升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器(ABR)和水解法已成功应用于制药废水的处理。
(2)UBF·法麦文宁等人在UASB和UBF之间做了比较试验。结果表明，UBF是一种实用高效的厌氧生物反应器，具有反应液传质分离效果好、生物量大、生物种类多、处理效率高、运行稳定性强等特点。
(3)水解酸化法
水解池称为水解升流式污泥床(HUSB)，是一种改进的UASB。与全流程厌氧池相比，水解池具有以下优点:无需密封搅拌，无三相分离器，降低了成本，有利于维护；它能将污水中的大分子和难生物降解的有机物降解成小分子和易生物降解的有机物，提高原水的可生化性；反应迅速，池小，资金投入少，污泥减少。近年来，水解-好氧工艺在制药废水处理中得到广泛应用。如某生物制药厂采用水解酸化-两级生物接触氧化工艺处理制药废水，运行稳定，有机物去除效果显著。COD、BOD5和SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。
1.3.3厌氧-好氧等组合处理工艺
由于好氧处理或单独厌氧处理不能满足要求，厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在提高废水的可生化性、耐冲击性、投资成本和处理效果等方面明显优于单一处理方法，因此在工程实践中得到了广泛应用。
2制药废水处理工艺及选择
制药废水的水质特点使得大部分制药废水单靠生化处理是不可能达标的，因此在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设置调节池调节水质、水量和pH，并根据实际情况采用一些物化或化学方法作为预处理工艺，以降低水中的ss、盐度和部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，提高废水的可生化性，有利于废水的后续生化处理。
预处理后的废水可根据其水质特点采用厌氧和好氧工艺进行处理。如果对废水的要求很高，应在好氧处理过程之后继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资、运行维护等因素，做到技术可行、经济合理。总体工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。如陈明辉等人采用水解吸附-接触氧化-过滤组合工艺处理含人工胰岛素的综合制药废水，处理后的出水水质优于GB 8978-1996的一级标准。采用气浮-水解-接触氧化工艺处理化学制药废水，采用复合微氧水解-复合好氧-砂滤工艺处理抗生素废水，采用气浮- UBF-CASS工艺处理高浓度中药提取废水，均取得了良好的处理效果。
3.制药废水中有用物质的回收利用
推进医药工业清洁生产，提高原料利用率和中间产品、副产物的综合回收率，通过工艺改造减少或消除生产过程中的污染。由于某些制药生产过程的特殊性，其废水中含有大量可回收物质。处理这类制药废水，首先要加强物质回收和综合利用。如浙江义乌华谊制药有限公司利用固定刮膜蒸发浓缩结晶回收质量分数约30%的(NH4)2SO4和NH4NO3作为肥料或回用于其医药中间体废水中的铵盐，经济效益明显；某高科技制药企业采用吹脱法处理甲醛含量高的生产废水。甲醛气体回收后可制成福尔马林试剂，也可作为焚烧的锅炉热源。通过回收甲醛，资源得以持续利用，处理站投资成本可在4 ~ 5年内收回[33]，实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说，制药废水成分复杂，回收难度大，回收工艺复杂，成本高。因此，先进高效的制药废水综合处理技术是彻底解决污水问题的关键。