化学 707
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前言
制药工业废水主要包括四大类：抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水、各种制剂生产过程中的洗涤水和冲洗废水。其废水具有成分复杂、有机质含量高、毒性高、色泽深、含盐量高等特点，特别是生化性能差，排放间歇性，是一种难以处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水逐渐成为重要的污染源之一，如何处理这类废水是当今环保的难题。
制药废水的处理方法
制药废水的处理方法可归纳为：理化处理、化学处理、生化处理及多种方法的结合等，每种处理方法各有优缺点。
理化处理
根据制药废水的水质特点，在处理过程中需要理化处理作为生化处理的前处理或后处理过程。目前应用的理化处理方法主要有混凝、气浮、吸附、氨浮、电解、离子交换和膜分离等。
1.凝血
该技术是国内外常用的水质处理方法，广泛应用于中药废水硫酸铝、聚硫酸铁等医药废水的前处理和后处理。有效凝血治疗的关键是正确选择和配给性能优异的混凝剂。近年来，混凝剂的发展方向已从低分子量向聚合物聚合物，从单组分功能向复合型发展。
2.气浮
充气气浮
溶气浮选
电解气浮
气浮通常包括充气气浮、溶气浮选、化学气浮和电解气浮。新昌制药厂采用CAF涡流气浮装置对制药废水进行预处理，使用适量化学品平均去除COD率约25%。
3.吸附法
常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸、吸附树脂等。 武汉建民制药厂采用煤灰吸附-两段式好氧生物处理工艺处理其废水。结果表明：吸附预处理对废水的COD去除率为41.1%，BOD5/COD值有所提高。
4.膜分离法
膜技术，包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质并减少排放的有机物总量。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。Zhu Anna等利用纳滤膜分离杰希霉素废水，发现不仅降低了杰希霉素对废水中微生物的抑制作用，还回收了杰希霉素。
5. 电解
该方法具有效率高、操作方便等优点，受到重视，电解法具有良好的脱色效果。研究人员采用电解法对核黄素上清液进行预处理，COD、SS和色素的去除率分别为71%、83%和67%。
化学处理
在应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学方法包括铁碳法、化学氧化还原法（试剂、H2O2、O3）、深氧化技术等。
1.铁和碳法
工业操作表明，使用Fe-C作为制药废水的预处理步骤，可以大大提高出水的生物降解性。娄茂兴等采用铁-炭-微电解-厌氧-好氧-好氧-气浮联合处理工艺，对甲基血霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水进行处理，铁碳处理后COD去除率达到20%，最终出水达到国家《污水综合排放标准》（-1996）一级标准。
试剂处理
亚铁盐与H2O2的结合称为试剂，可有效去除传统废水处理技术无法去除的难熔有机物。随着研究的深入，试剂中引入了紫外光（UV）和草酸盐（C2O42-），大大增强了其氧化能力。以TiO2为催化剂，以9W低压汞灯为光源，对制药废水进行试剂处理，脱色率为100%，COD去除率为92.3%，硝基苯化合物由8.05mg/L降低至0.41mg/L。
3.氧化法
该方法可以提高废水的生物降解性，对COD有很好的去除率。结果表明，BOD5/COD的比值不仅增加，而且COD的去除率也大于75%。
4.氧化技术
又
称先进氧化技术，汇集了现代光学、电学、声学、磁学、材料等类似学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化、湿法氧化、超临界水氧化、光催化氧化和超声波降解。其中，紫外光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，且反应条件相对温和，无二次污染，具有良好的应用前景。与紫外线、热线、压力等处理方法相比，有机物的超声波处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方式，它正受到越来越多的关注。肖光泉等采用超声-好氧生物接触法处理制药废水，在超声处理60s、功率200w的条件下，废水总COD去除率达到96%。
生化处理
生化处理技术目前广泛应用于制药废水的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧厌氧等组合法。
1.好氧生物处理
由于制药废水大多是高浓度有机废水，在进行好氧生物处理时需要稀释原溶液，因此耗电量大，废水的生物降解性差，直接生化处理后难以达标排放，因此单独进行好氧处理并不多， 通常需要预处理。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、顺序间歇活性污泥法（SBR法）、循环活性污泥法（CASS法）等。
（1）深井曝气法
深井曝气是一种高速活性污泥系统，具有氧气利用率高、占地面积小、处理效果好、投资少、运行成本低、无污泥膨胀、污泥产量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬季废水处理的效果。深井曝气池中高浓度有机废水经生化处理后，COD去除率达到92.7%，说明处理效率非常高，对下一步处理极为有利，对工艺处理出水标准起着决定性作用。
（2）AB法
AB法是超高负荷活性污泥法。AB工艺中BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率普遍高于常规活性污泥法。其突出优点是A段负荷高，抗震负荷能力强，对pH值和有毒物质的缓冲作用大，特别适用于处理浓度高、水质和水量变化较大的污水。杨俊石等采用水解酸化-AB生物工艺处理抗生素废水，工艺时间短，节能，处理成本低于同类废水化学絮凝-生物处理方法。
（3）生物接触氧化
该技术结合了活性污泥和生物膜法的优点，具有体积大、污泥产量低、抗冲击性强、工艺运行稳定、管理方便等优点。许多项目采用两阶段方法，旨在驯化不同阶段的优势菌株，充分发挥不同微生物种群之间的协同作用，提高生化效应和抗冲击性。在项目中，常采用厌氧消化和酸化作为预处理工艺，采用接触氧化处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化-两段式生物接触氧化工艺对制药废水进行处理，运行结果表明，该工艺处理效果稳定，工艺组合合理。随着该工艺技术的逐渐成熟，应用领域也更加广泛。
（4）SBR法
SBR法具有抗冲击荷载能力强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资少、运行稳定、基质去除率高、除氮除磷效果好等优点，适用于水量和水质波动较大的废水处理。采用SBR工艺处理制药废水的试验表明，曝气时间对工艺的处理效果有较大影响。设置缺氧段，特别是缺氧和有氧交替重复设计，可以显著提高治疗效果。在反应罐中加入PAC的SBR强化工艺可以显著提高系统的去除效果。近年来，该工艺日趋完善，在制药废水处理中得到广泛应用，采用水解酸化-SBR法处理生物制药废水，出水水质达到-1996一流标准。
2.厌氧生物处理
目前国内外高浓度有机废水的处理主要以厌氧法为主，但单独采用厌氧法处理后出水COD仍然很高，一般需要后处理（如好氧生物处理）。目前，仍需加强高效厌氧反应器的研制设计，对运行条件进行深入研究。在制药废水处理中最成功的应用包括上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床（UBF）、厌氧挡板反应器（ABR）、水解法等。
（1） UASB法
UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需额外污泥回流装置等优点。采用UASB法处理卡那霉素、氯化酶、VC、SD、葡萄糖等医药生产废水时，通常要求SS含量不宜过高，以保证COD去除率在85%~90%以上。二次串联UASB的COD去除率可达90%以上。
（2）UBF法
有学者对UASB和UBF进行了对比试验，结果表明，UBF具有反应液传质分离效果好、生物质大、生物种类多、处理效率高、运行稳定性强等特点，是一种实用高效的厌氧生物反应器。
（3）水解酸化法
这
水解池的全称是水解上升流污泥床（HUSB），这是一种改进的UASB。与全过程厌氧罐相比，水解罐具有以下优点：不需要密封、搅拌，没有三相分离器，降低了成本，有利于维护;能将污水中的大分子和不可生物降解的有机物降解成小分子、易生物降解的有机物，提高原水的生物降解性;响应速度快，储罐尺寸小，基础设施投资少，污泥量减少。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-两段式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、SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。
3. 其他联合处理工艺
由于好氧处理或单独厌氧处理往往不能满足要求，因此厌氧-好氧、水解酸化-好氧等组合工艺在提高废水的生物降解性、抗冲击性、投资成本和处理效果方面表现出明显优于单一处理方法的性能，因此在工程实践中得到了广泛的应用。
--生物联合处理
凝血--生化膜联合处理方法
铁炭----凝固--生物联合处理方法
气浮--UASB--SBR联合处理方法
UASB - 活性污泥 - 接触氧化的联合处理
电解--中和--UBF--CASS联合处理方法
好氧-缺氧-凝血-化学联合治疗
例如，某制药厂采用厌氧-好氧工艺处理制药废水，BOD5的去除率为98%，COD的去除率为95%，处理效果稳定;结果表明，整个串联工艺对废水质量变化具有较强的抗冲击能力，COD去除率可达86%~92%，是处理制药废水的理想工艺选择。在医药中间体药用废水的处理中，采用水解酸化-A/O-催化氧化-接触氧化工艺，当进水COD在/L左右时，出水COD小于300mg/L;采用生物膜-SBR法处理含有生物难降解物质的制药废水，COD的去除率可达87.5%~98.31%，远高于单纯生物膜法和SBR法。
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