戴世军
广西科伦制药有限公司 541805
摘要:结合实际,以制药行业水污染环境问题为研究对象,在分析制药废水组成以及特点的基础上,提出了制药行业水污染环境相关问题,同时,针对问题给出相关的防治措施,希望分析后能够给相关工作人员提供一些参考。
关键词:制药行业;水污染;环境;问题;防治措施
1 前言
今年来,随着国民经济的持续发展,人们对健康的要求不断提高,促使制药行业快速发展,制药工业总产值从2007年的6679亿元,上升到2017年的31749.56亿元,年增长率达到20%以上,伴随着制药工业的迅速发展,也产生了越发严重的废水治理问题,经过相关的统计数据分析,制药企业在日常生产中排放的废水,已经占到了全国废水总排放量的2%。大量的制药废水若直接排放到自然环境中,将严重的污染了地表水体,因此,全面治理制药废水已经成为迫在眉睫的问题,因此,研究制药行业水污染环境问题,且采取有效的措施进行处理对改善环境意义重大。
2 制药废水分类及特点
我国的药物体系总体上可分为抗生素类、化学合成类、中成药类三大类,相应的制药工业废水也可分为抗生素类生产废水、化学合成类生产废水、中成药类生产废水[4]。
2.1.1抗生素类生产废水
抗生素生产的药物的提取、精制、溶剂的回收及设备、地面冲洗等过程都会产水高浓度有机废水。高浓度废水间歇排放,酸碱性及温度变化较大,因此水质、水量波动比较大。CODcr含量高,主要为发酵残余基质及营养物、溶剂提取过程的萃取余液。废水成分复杂,碳氮营养比例失调(氮源过剩),硫酸盐、悬浮物含量高,含有难降解物质,抑菌作用的抗生素并且有毒性等,影响生化处理效果。若高、低浓度废水单独排放,有利于清污分流,分类处理。
2.1.2化学合成类生产废水
化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或中间体的过程,包括纯化学合成制药和半合成制药。与抗生素制药废水相比,化学制药废水的产生量小,并且污染物明确,种类也相对较少。
这类废水中残余的反应物、生成物、溶剂、催化剂等浓度高,COD浓度值可高达几十万毫克每升;合成反应的副产物无机盐往往残余到母液中;pH值变化大,导致酸水或碱水排放,中和反应的酸碱耗量大;一些原料或产物如酚类化合物、苯胺类化合物、重金属、苯系物、卤代烃溶剂等具有生物毒性,甚至对微生物有抑制作用。
2.1.3中成药类生产废水
中药生产是以天然要用植物为原料,经过洗药、破碎、煎煮、精制等工艺,废水中含有大量的有机物,主要为糖类、纤维素、蛋白质、木质素、淀粉、有机酸、生物碱等,还有一些泥沙、植物类悬浮物及无机盐的微细颗粒等。
中成药类制药废水水质成分复杂,带有颜色和气味;间歇排放,水质、水量波动较大;废水中SS浓度高,主要是动植物的碎片、微颗粒及胶体;废水中COD浓度高,如提取类制药为200-40000mg/L,有些浓渣水甚至更高;提取类制药废水BOD/COD值约在0.3,中成药类制药废水约在0.5,故经过预处理或前处理后一般适宜进行生物处理。
3 制药废水的来源
制药废水大致可分为生产过程排水、辅助过程排水和冲洗水及其它。
①生产过程排水,最主要的一类废水,包括废滤液、废母液、其他母液、精制纯化过程的溶剂回收残液等。该类废水最显著的特点是浓度高、酸碱性及温度变化大、含有药物残留。虽然水量未必很大,但是污染物含量高,在全部废水中的CODcr比例高、处理难度大。
②辅助过程排水,包括工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水、系统排污、水环真空设备排水、去离子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。此类废水污染物浓度低,但水量大且季节性强、企业间差异大,一些水环真空设备排水含有溶剂、CODcr含量高。
③冲洗水及其它,包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱(罐)冲洗水、地面冲洗水等。其中,过滤设备冲洗水污染物浓度也相当高,废水中主要是悬浮物;树脂柱冲洗水水量比较大,初期冲洗水污染物浓度高,并且酸碱性变化较大,也是一类主要废水[6]。
制药工业废水成分复杂,有机污染物种类多、浓度高、色度深。COD值和BOD值高且波动性大,废水的BOD5/COD值差异较大,NH3-N浓度高,毒性大,固体悬浮物浓度高等特点。导致制药废水处理难度非常大,处理成本高(例如:MVR法处理1吨水需要30元以上),企业难以承受,因此,必须对制药工业生产过程中的排污节点进行全程监控,控制源头,减少排污,并选择合理的污水处理工艺进行终端治理,方能有效提高废水治理效率,降低水环境污染问题。
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4 水污染防治措施
4.1 源头治理
制药行业生产工艺是一个复杂的供应系统,在实践过程中,由于用水量大,水污染比较多,因此,在源头治理上需要将污染的节点原理找出来,并且认真的做好污染生产工序以及污染因素以及污染排放的确定。同时按照水污染的出现机理,合理的选择工艺流程,要做好原材料生产配制与污染处理控制,保证中间过程的污染物料能够得到及时的回收。并且还需要弄清楚生产的原理以及原辅料投入点的污染控制,保证环境污染能够在源头上得到控制。
4.2 过程把控
为保证污水处理设施的正常运行,药厂需单独设立环境保护管理机构,对污水处理设施排口出水水质进行监测保证达标排放。制定污水处理站日常管理、应急处理方案,确保事故状况下超标排水得到妥善处置,不得对市政污水处理设施或者地表水体造成影响。
4.3 终端治理
积极推进新型制药废水治理技术的研究和推广,制药废水治理技术分为预处理技术和生化处理技术,常用的预处理技术有微电解、芬顿氧化、类芬顿氧化、臭氧氧化、混凝沉淀、多维电解、三效蒸发等,常用生化处理技术包括水解酸化、UASB、EGSB、ABR、IC反应器、CASS、AO、MBR等,由于制药工业废水成分复杂,有机污染物种类多、浓度高。COD值和BOD值高且波动性大,废水的BOD5/COD值差异较大,NH3-N浓度高,毒性大,固体悬浮物浓度高等特点。必须依据不同废水的特点,对各种处理方法进行合理组合,方能有效处理制药废水。
4.3.1化学制药废水处理工艺
(1)Fe/C微电解+厌氧SBR工艺。 应用微电解加厌氧处理工艺可以更好的处理制药厂所存在的高浓度废水。实验之后可以发现Fe/C比例处于30的时候处理效果最好,同时可以将BOD/COD提升到0.644,可生化性能得到了显著的提升。
(2)吹脱+厌氧+好氧工艺。 通过研究发现,选择使用吹脱+厌氧+好氧工艺可以有效的处理氯霉素、抗菌剂等废水。通过实验发现,经过处理之后,可以将废水中的COD去除大约70%,然后再经过好氧化处理可以再次消除60%,总体的处理率可以达到89%。
(3)电解+中和曝气+UASB+A/O工艺。李亚峰等[11]研究发现使用电解+中和曝气+UASB+A/O工艺可以有效的消除制药废水中所含有的COD、BOD5,同时将废水中的丙酮、甲苯、三乙胺等等有毒的物质清理掉。
4.3.2生物生化制药废水处理工艺
(下转第351页)
1)电解+水解酸化+CASS工艺
采用电解+水解酸化+CASS 工艺方法来进行制药废水的处理,一般都是经过电解法将高浓度的核黄素进行处理,将该溶液加入到废水、生活污水内可以一次进行水解酸化,CASS工艺处理之后可以具备更好的效果。经过大量的实验数据可以发现,电解预处理完成后,核黄素上清液的内部pH值会大大提升,最终达到6~9,同时将COD的浓度大大降低,可以去除71%左右。
(2)Fe-C处理工艺
利用Fe-C法对含有抗生素的制药废水进行处理,通过一系列的试验之后确定铁碳体积比设定为3:1,曝气量为100L/h,pH值为2.5,HRT为80min。这种处理方法应用之后可以将废水中的COD去除掉48.7%,还能够有效的改善pH值。通过数据研究分析可以发现,Fe-C对处理的废水进行预处理,可以更好的降低COD浓度指标,还能够使得废水中的可生化性得到巨大的改善。
5 展望
制药废水是一类成分复杂、生物毒性高、含难降解物质的有机废水,多采用物化处理作为预处理,厌氧、好氧多种工艺联合处理作为后续处理的方法,但是目前厌氧、好氧处理的单元操作较多,仍需开发高效率低能耗的复合设备。当然,制药废水的根本治理还在于推行绿色化生产工艺和清洁化生产管理,力求实施生产工艺的闭路循环,为企业的可持续发展提供有力保障。
参考文献:
[1]许淑青.物理吸附法处理制药废水的研究[J]. 甘肃科技. 2013(20).
[2]李亚峰,王欣,谢新立.预处理—UASB—A/O工艺处理高浓度制药废水[J].给水排水. 2012(05).
[3]许彦春,闫子鹏,严永江,许璐,吕纹.水解酸化—SBR工艺处理固体制剂和化学合成制药废水[J].给水排水. 2011(10).
[4]郭会灿.制药工业废水的特点及处理技术[J].河北化工. 2011(06).
[5]任健,马宏瑞,马炜宁,王立璇.Fe/C微电解-Fenton氧化-混凝沉淀-生化法处理抗生素废水的试验研究[J].水处理技术. 2011(03).
[6]CREASEY W. Biochemical effects of berberine[J]Biochemical Pharmacology,1979,28:1081-1084.
论文作者:戴世军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/13
标签:废水论文; 浓度论文; 工艺论文; 水污染论文; 水中论文; 悬浮物论文; 化学合成论文; 《防护工程》2018年第18期论文;