制藥廢水污染控制策略分析

史 偉

（濱州市生態(tài)環(huán)境局博興分局，山東 濱州 256500）

制藥工業(yè)的發(fā)展改善了公眾的健康水平，為國家經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻，但與此同時，其廢水排放問題也對環(huán)境安全造成了負面影響，甚至危害居民健康。所以，針對制藥廢水開展研究工作，并制定有效的處理方法已成為當務(wù)之急。

1 制藥廢水污染特征分析

1.1 產(chǎn)污節(jié)點

發(fā)酵類生物制藥借助微生物本身的特性，對有機原料進行過濾等操作，通過提煉生產(chǎn)藥品，該類藥品包括抗生素、氨基酸、有機酸、酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)等多種類型[1]。在制藥過程中排放的廢水主要有以下幾類。

1.1.1 主生產(chǎn)過程排水

排放廢水涉及溶劑回收殘液、廢濾液等類型。和其他廢水相比，此類廢水具有較強毒性、pH值不穩(wěn)定，且藥物成分占據(jù)較大比例。盡管水量相對較小，但由于污染情況嚴重，所以處理難度較大。

1.1.2 輔助生產(chǎn)過程排水

廢水類型涉及蒸餾設(shè)備冷凝水、動力設(shè)備冷卻水等。污染物濃度在正常水平之下，但水量相對較大，且具備季節(jié)性特點，不同的制藥企業(yè)廢水成分各不相同。

1.1.3 沖洗水

沖洗水一般由地面、過濾設(shè)備沖洗水等構(gòu)成，相較于其他廢水，其水質(zhì)并不穩(wěn)定。以過濾設(shè)備沖洗水為例，其懸浮物含量遠超正常水平，所以一旦控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會導(dǎo)致嚴重的污染。

1.1.4 生活污水

一般由食堂排水、洗浴廢水等構(gòu)成，企業(yè)人數(shù)變動或管理模式不合理，都會對該類型廢水的排放造成影響，但其并不在制藥企業(yè)主要廢水的范疇之內(nèi)。

1.2 污染特征

發(fā)酵類制藥廢水通常具備以下特性：（1）排污節(jié)點數(shù)量較多，污染程度存在顯著差異，因此可為“清污分流”提供便利；（2）污染物濃度遠超正常水平，以廢母液為例，其每毫升廢水的COD值普遍不低于一萬毫克；（3）通過間歇方 式執(zhí)行排放工作，性質(zhì)不穩(wěn)定，對調(diào)節(jié)池規(guī)格的要求較高；（4）水中存在微生物，不易降解，甚至還會生成抑制反應(yīng)，在生產(chǎn)期間投入的大量化學(xué)物質(zhì)，包括消泡劑等都會形成抑制作用，對微生物活動造成制約；（5）氮含量占據(jù)較大比例，發(fā)酵制藥廢水中氮物質(zhì)分為氨氮、有機氮兩種類型，無法通過生物處理實現(xiàn)排放目標，通常情況下，BOD5/N的數(shù)值在1～4左右，并不符合正常營養(yǎng)需求，其中厭氧、好氧的比例分別為60:1、20:1，從而加快了微生物代謝的速率[2]；（6）硫酸鹽濃度在正常水平之上，硫酸銨在發(fā)酵氮源的范疇之內(nèi)，在開展精制等工作時，硫酸可調(diào)節(jié)pH值，但用量過多會導(dǎo)致硫酸鹽濃度大幅度上升，加大處理難度；（7）通常來說，此類廢水的顏色較為突出，隸屬于真色。

2 污水處理技術(shù)控制策略分析

2.1 制藥廢水的處理流程及方法

此類廢水對處理技術(shù)的要求較高，效果也十分顯著。在工作期間，企業(yè)需要嚴格落實預(yù)處理環(huán)節(jié)，確保廢水毒性不會超過抑制劑濃度，改善可生化水平，為處理工作的順利開展奠定基礎(chǔ)；應(yīng)用好氧、厭氧等技術(shù)，針對廢水開展處理工作，確保最終數(shù)值符合排放要求[3]。

2.1.1 預(yù)處理

預(yù)處理環(huán)節(jié)是為了將廢水毒性控制在正常水平，適當改善可生化性，為處理工作提供便利。預(yù)處理方法一般由高級氧化法、混凝分離法等技術(shù)構(gòu)成，技術(shù)呈現(xiàn)出多樣化的特點。

2.1.2 生物處理

生物處理技術(shù)能夠有效清理污染物，有效提升處理效率，生物處理技術(shù)包括好氧、厭氧處理技術(shù)。好氧工藝是廢水處理中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，近幾年大部分企業(yè)都引入了好氧生化處理裝置，具體工藝包括活性污泥法、深層曝氣法、序批式間歇活性污泥法等；厭氧工藝涉及厭氧消化、水解酸化等步驟，以厭氧消化為例，在操作期間，企業(yè)必須提前準備好升流式厭氧污泥床、IC反應(yīng)器等設(shè)備，以保證處理工作順利進行。

2.1.3 深度處理

從深度處理層面來說，常規(guī)工藝包括臭氧生物活性炭、膜生物反應(yīng)器、超濾技術(shù)等，完全可以滿足廢水處理需求。想要保證處理效果達到預(yù)期，相關(guān)人員還須在實踐工作中論證工藝性能，只有找出工藝過程中的缺陷，采取科學(xué)的整改措施，才能順利實現(xiàn)排放目標。

2.2 污水處理技術(shù)控制策略分析

綜上所述，相較于其它廢水，生物制藥廢水的水質(zhì)和水量具有較強的波動性，想要保證方法的合理性，充分發(fā)揮各種處理方法的優(yōu)勢，必須對下述關(guān)系進行明確界定。

2.2.1 物化處理與生物處理的關(guān)系

生物處理方法成本較低，出于節(jié)約資金的考慮，生物處理法被廣泛應(yīng)用，但其也存在一定缺陷，包括去除效果不佳、無法完全降解有機物等，且由于相關(guān)國家調(diào)控政策的落實，其排放壓力也大幅度上升[4]。物化處理方法在工作效率及針對性方面占據(jù)極大優(yōu)勢，理論上，如果不考慮經(jīng)濟成本，該方法的處理效果可以排在第一位。其中高級氧化技術(shù)具備較強的代表性，其處理效果不會被污染物種類所干擾，但資金需求量相對較大，大部分技術(shù)都必須投入化學(xué)藥品，以提升動力，所以經(jīng)濟性、實用性不高。國內(nèi)學(xué)者張子間[5]對微電解+Fenton法及電解法的優(yōu)勢和缺陷進行了深入分析和對比，認為微電解法的效果更為顯著，成本也較低。所以，在預(yù)處理環(huán)節(jié)，物化處理技術(shù)的可行性居第一位，相關(guān)人員應(yīng)對其可生化性予以高度重視，將資源損耗維持在正常水平。高級氧化技術(shù)主要由微波氧化、超聲氧化和微電解法等技術(shù)類型構(gòu)成，發(fā)展前景十分可觀。

2.2.2 好氧處理與厭氧處理的關(guān)系

（1）厭氧微生物解毒功能十分突出，能夠有效提升廢水處理水平，順利實現(xiàn)廢水排放目標。（2）和好氧處理相比，厭氧處理具備較高的敏感度，在開展廢水處理工作時可以通過厭氧水解的形式，將污染物毒性控制在較低水平，從而為后續(xù)處理工作提供便利。（3）若廢水濃度在正常水平以上，則應(yīng)選擇厭氧處理方法。但由于殘留有機物的顏色較深，同時伴有惡臭，因此也必須通過好氧法予以處理。綜上所述，在處理發(fā)酵類制藥廢水的過程中，應(yīng)該將好氧、厭氧兩種方法結(jié)合到一起。

2.2.3 普通處理與深度處理的關(guān)系

常規(guī)生化處理模式能夠?qū)U水毒性控制在正常水平，但與此同時，也必須開展深度處理工作。想要達到水資源循環(huán)利用的目標，就必須將污水深度處理工作落實到位。制藥廢水雖然處理難度較高，但其中可回收物質(zhì)不在少數(shù)，包括抗生素和蛋白質(zhì)等[6]。在制藥廢水中，提取有價值的可回收物，除了可以降低菌種處理難度，還可以實現(xiàn)效益最大化，減少資源損耗，保障環(huán)境安全。其中，膜技術(shù)的實施效果最為顯著，包括MBR、NF、MR等技術(shù)類型，如今該技術(shù)已在回收處理領(lǐng)域得到了廣泛運用，前景十分可觀，同時也是后續(xù)研究的主要方向。

2.3 管理與政策性策略

從相關(guān)實踐結(jié)果可知，借助現(xiàn)有技術(shù)解決污染問題幾乎是不可能的，廢水治理也是如此。想要提升廢水處理效率，維持環(huán)境生態(tài)平衡，我們就必須站在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)等不同角度，選擇多種方法共同進行治理，確保達到預(yù)期目標。

2.3.1 產(chǎn)業(yè)政策

相關(guān)部門需要適當提升市場準入門檻，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以此推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。目前，業(yè)內(nèi)普遍存在重復(fù)建設(shè)問題，競爭不斷加劇。最近幾年，國內(nèi)制藥業(yè)處于上升階段，原料藥生產(chǎn)僅次于美國，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從事原料藥生產(chǎn)的公司數(shù)量已經(jīng)超過了一千家，而原料藥種類更是在一千三百種以上，平均每年的產(chǎn)量不會低于200萬噸，在國際市場占據(jù)兩成以上的比例，其中大約一半都用于出口，在世界貿(mào)易額中的占比在四分之一左右。在此背景下，國內(nèi)相關(guān)部門必須積極提升行業(yè)門檻，針對行業(yè)準入制度開展整改工作，將清潔生產(chǎn)原則落實到位，從根本上控制制藥廢水產(chǎn)量。

2.3.2 經(jīng)濟與管理手段

2.3.2.1 政府層面

（1）執(zhí)行區(qū)域限批政策；（2）制定合理的經(jīng)濟政策，包括綠色保險和信貸等，對出口退稅目錄進行適當修改；（3）所有從業(yè)公司都必須嚴格遵守ISO14000規(guī)范，將清潔生產(chǎn)落實到位；（4）集中開展廢水處理工作，不僅要保證處理技術(shù)的科學(xué)性，還需要引入第三方治理模式。

2.3.2.2 企業(yè)層面

（1）在生產(chǎn)期間，制藥企業(yè)必須樹立正確的制藥理念，減少資源損耗，避免惡性競爭。（2）在提升生產(chǎn)效率的過程中，企業(yè)應(yīng)該對環(huán)保問題予以高度重視，將污染物排放量控制在最低水平，提高水資源的循環(huán)利用率。這樣，企業(yè)不但能夠增加經(jīng)濟收入，維護環(huán)境安全，還能夠促進行業(yè)整體發(fā)展，保障市場的長久運行。

2.4 采取全方位控制策略

制藥廢水的產(chǎn)生存在于生產(chǎn)活動的所有階段，首先是主生產(chǎn)過程污水涉及廢母液、廢濾液等，污染物濃度遠超標準之上；其次是輔助生產(chǎn)過程，動力設(shè)備冷卻水等廢水雖然濃度不高，但水量相對較大；最后則是生活污水。企業(yè)要實現(xiàn)對制藥污水的規(guī)范處理，必須制定科學(xué)的控制措施，將廢水污染程度維持在合理范圍，并在掌握不同環(huán)節(jié)廢水差異的基礎(chǔ)上，選擇差異化的處理模式，包括梯度處理和清污分流等，避免出現(xiàn)嚴重的污染問題。

2.5 采取全過程控制策略

從處理環(huán)節(jié)來說，通常而言，對制藥廢水的處理，首先是預(yù)處理，借助調(diào)節(jié)池的功能，將廢水和顆粒物分離出來，實現(xiàn)首次過濾，將完成分離操作的廢水倒入初沉池中，靜置一段時間；其次是酸化處理，在完成初沉操作的基礎(chǔ)上，需要將廢水倒入酸化池中，并將濃度控制在較低水平，為后續(xù)微生物降解提供便利；之后是在微生物菌劑的作用下，將一級處理操作落實到位；最后是深度處理，主要通過曝氣生物濾池實現(xiàn)操作，符合標準的廢水可以執(zhí)行排放操作。在處理過程中，企業(yè)必須嚴格落實管理及控制工作，不達標的廢水不能排放。

2.6 科學(xué)選取技術(shù)控制措施

2.6.1 物化處理技術(shù)

在操作期間，企業(yè)可以結(jié)合廢水特點，選擇使用膜分離法或吸附法等。膜分離處理法對設(shè)備的要求不高，操作難度較低，不存在化學(xué)反應(yīng)，能夠有效提升處理效率，當需要從廢水中回收有用組分時，膜分離技術(shù)有其獨特的優(yōu)勢。

2.6.2 高級氧化技術(shù)

工藝設(shè)計Fenton試劑、鐵碳微電解等技術(shù)類型，處理效果十分顯著，可以為操作人員提供便利。

2.6.3 生物處理技術(shù)

該技術(shù)在廢水處理工作中十分常見，氧化溝的負荷不高，出水水質(zhì)也較為優(yōu)越，但因為占地面積等因素的制約，其發(fā)展具有局限性；接觸氧化法在容量方面占據(jù)極大優(yōu)勢，但對進水濃度存在強制性要求，每升廢水的COD濃度必須在一千毫克以下；隨著時代的不斷進步，SBR工藝也逐漸在我國得到了應(yīng)用，并憑借其優(yōu)越的處理能力得到了諸多專業(yè)人士的認可。

3 結(jié)語

一般來說，制藥廢水處理的技術(shù)比較復(fù)雜，污染物類型也十分多樣，且毒性相對較大。隨著制藥工業(yè)水污染物排放標準的出臺，對此類廢水處理也提出了更高的要求，因此，本研究具有較強的現(xiàn)實意義。該標準適用于生產(chǎn)各種劑型產(chǎn)品的制藥工業(yè)企業(yè)，傳統(tǒng)醫(yī)藥制藥工業(yè)企業(yè)的水污染防治與管理也適用于本標準。當中藥類制藥工業(yè)企業(yè)提取某種特定藥物成分時，應(yīng)執(zhí)行提取類制藥工業(yè)水污染物排放標準。

單獨憑借某種技術(shù)進行制藥廢水處理工作，從而確保排水目標順利實現(xiàn)，幾乎是不可能的。相關(guān)企業(yè)必須制定合理的處理技術(shù)及工藝組合，目前看來膜集成、高級氧化等技術(shù)的處理效果和發(fā)展前景都十分可觀。