制药工业废水处理

制药工业废水的处理组长：张坤组员：刘忠明、唐文萌、季田羊六五二一工作室一、制药废水行业的现状制药生产过程中产生的有机废水是公认的严重环境污染源之一。我国制药工业存在着企业数量与生产品种多但规模小、布局分散的状况，在生产工程中还存在着原材料投入量大但产出比小、污染突出的问题。2009年，我国制药企业达到6807家，废水排放量总量达到52718万吨，制药工业占全国工业总产值的1.72%，而制药废水占工业废水排放总量的2.52%。因此，制药工业已被国家环保规划列入重点治理的12个行业之一，制药工业产生的废水则成为环境监测治理的重中之重。制药产生的污水因其污染物多属于结构复杂、有毒、有害和生物难以降解的有机物质，对水体造成严重的污染。同时工业污水还呈明显的酸、碱性，部分污水中含过高的盐分药厂。废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。1.0制药废水的危害CODBOD5总N悬浮物so42赖氨酸废水维生素B12废水2500~2900表1几种发酵类型制药废水（废母液）的水质情况废水种类青霉素废水维生素C废水D-核糖废水主要水质指标/(mg.L-1)约27800300009200025600约3898约346968500~114000约1490044200~735001680030000约70002028522015000二、药品生产过程排放的废水分为四类生产过程排水：如废滤液、废母液等辅助过程排水：如工艺冷却水等冲洗水：如设备、地面冲洗水等生活污水：与企业的人数有关，不是主要废水1432结合制药生产工艺和排污特点，可将制药废水分为生物发酵类、化学合成类、提取类、生物工程类、中药类及混装制剂类废水。三、制药废水的分类与特征3.1发酵类制药废水发酵类制药生产工艺及污水来源废水主要来源于发酵、过滤、提取过程以及精制过程产生的工艺废水、冲洗水，以及溶剂回收工序产生的高浓度有机废水、地面冲洗水和循环水等。3.2化学合成制药废水化学合成制药生产工艺及污水来源化学制药的反应过程千差万别，因此排水点无法统一概括，大致上包括母液类废水、冲洗废水、回收残液、辅助过程排水以及生活污水等部分。3.3提取类制药废水废水主要来源于原料清洗废水、提取废水、蒸汽冷凝水、精制废水、设备清洗水、地面清洗水等部分。3.4生物工程类制药废水废水来源于生产工艺废水、实验室废水、实验动物废水，生产工艺废水包括微生物发酵废液、提取纯化工序所产生的废液或残余液、发酵罐排放的洗涤废水等。产品产量小，水量小，但具有环境生物安全隐患。3.5混装制剂类制药废水废水来源主要包括水剂生产线洗瓶、纯水制备过程产生的酸碱废水，生产设备及包装容器洗涤水，厂房地面冲洗水。废水水质较简单，属中低浓度有机废水。3.6中药类制药废水废水来源于下脚料废液清洗水，提取工段废水，设备清洗水，辅助工段的清洗水。水质成分较复杂，溶解性物质、胶体和固体物质的浓度都很高；COD、SS浓度高，易于生物处理；水量间歇排放，水质波动较大，pH值经常变化；排放废水的温度较高，带有颜色和中药气味。目前制药废水采用的处理技术主要包括化学法、物理化学法、好氧生物法、厌氧生物法等多种方法。四、制药废水处理技术及工艺介绍如：化学处理，高级氧化技术、铁炭法、电解法、Fe—c法等物化处理，混凝沉淀法、气浮法、膜分离法等生化处理，厌氧法、好氧法、厌氧好氧联合法等新型处理，微波处理法、超声波处理法等4.1混凝沉淀法该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展使得混凝方法效过越来越好。4.2气浮法气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。在处理制药废水的时候，气浮法一般作为预处理的手段。4.3膜分离法膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。通常膜分离法法可回收有用的原料、成品等物质，减少有机物的排放总量。4.4电解法电解法是一种以改变废水中有机污染物的性质和结构为目标的物化处理技术，该法兼有氧化、还原和凝聚、气浮等多方面功能，电解法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。采用电解法进行预处理，COD、SS和色度的去除率均较高。4.5吸附法利用多孔性固体吸附废水中某些污染物，可以对污染物进行回收或去除，常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。4.6吹脱法当废水中氨氮浓度较高时，会对微生物产生抑制作用，制药工业废水中，经常采用吹脱法将氨氮进行预处理，方便后续生物处理。4.8高级氧化技术主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。利用反应过程中产生的具有强氧化作用的羟基自由基（HO·）进行化学氧化反应，可以将大部分物质氧化，对COD去除率很高。4.7铁炭法以Fe-C作为制药废水的预处理步骤，其出水的可生化性可大大提高。4.9好氧法由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、接触氧化法、SBR法、CASS法等。4.10厌氧法目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后续处理（如好氧生物处理）。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器（ABR）、水解法等。4.11厌氧－好氧联合法由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧－好氧、水解酸化－好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛应用。常用工艺包括厌氧—好氧工艺、水解酸化—A/O—催化氧化—接触氧化工艺、微电解—厌氧水解酸化—SBR工艺等工艺。五、制药废水处理技术及选择处理制药废水典型的组合工艺絮凝沉淀—水解酸化—SBR工艺絮凝沉淀—水解酸化—SBR工艺絮凝沉淀—水解酸化—SBR工艺絮凝沉淀—水解酸化—SBR工艺5.1絮凝沉淀—水解酸化—SBR工艺工艺流程如图：此工艺将厌氧水解处理作为各种生化处理的预处理，因不需曝气,大大降低了生产运行成本,可提高污水的可生化性,降低后续生物处理的负荷,大量削减后续好氧处理工艺的曝气量,降低工程投资和运行费用。5.2气浮-水解-好氧工艺工艺流程如图：利用气浮法单独对高浓度的生产废水进行预处理，可有效降低废水的有机物和COD，有利于进行后续生物处理。水解酸化较好地改善了废水的可生化性，为后续的好氧处理提供了条件。水解酸化后废水经过好氧处理，COD去除率较高。有实验表明在制药废水二级出水的混凝沉淀对比试验研究中发现，当混凝剂PAC的最佳混凝条件为投加量为120mg/L，pH=8，温度t=25℃时，CODCr的去除率可达74．12%，出水CODCr浓度在38．83～90．58mg/L之间，浊度的去除率达到89．98%。混凝沉淀工艺发展较早，因而技术成熟，具有设备简单，维护操作容易掌握，运行稳定的优点。但该工艺对溶解性物质的去除率较低，同时也难以彻底去除水中病原微生物、有毒有害微量污染物和生态毒性等。膜分离法是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离技术。由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等的特点，所以该技术在制药废水深度处理中的应用得到了人们的关注。目前膜分离技术深度处理制药废水的研究主要有纳滤、微滤、反渗透等。微滤可去除沉淀不能去除的包括细菌、病毒和寄生生物在内的悬浮物。超滤可去除腐殖酸和富里酸等大分子有机物，反渗透可用于降低矿化度和去除总溶解固体。用超滤和反渗透处理二级出水不仅能除去悬浮固体和有机物，而且能去除溶解的盐类和病原菌等，得到高质量的再生水。反渗透对二级出水的脱盐率达90%以上，水的回收率70%左右，COD和BOD的去除率85%左右，细菌去除率90%以上，并且对含氯化合物、氮化物和磷也有优良的脱除性能。但目前膜污染和投资运行费用较高制约了其在制药废水深度处理中的应用和发展。利用浸没一体式MBR工艺对某制药厂原污水处理工艺出水进行了深度处理中试试验，结果表明，该工艺在DO质量浓度分别为2，4，6mg/L时，出水COD去除率分别为63%，75%，80%，出水NH3－N的去除率分别为88.5%，93.6%和94%。有实验表明从上述制药废水的深度处理技术研究不难看出，利用单一的处理技术进行制药废水的深度处理有一定的局限性，或是不能确保做到达标排放，或是受成本的制约。近年来，国内学者将制药废水深度处理的研究重点放在多种单元技术的优化组合。因此，针对制药废水成分复杂、可生化性差、盐含量高等特点，探索物化方法、高级氧化技术与生物处理相结合的制药废水深度处理集成工艺将是未来制药废水深度处理研究领域的发展方向。六、小结THEEND谢谢