1、制藥工業發展概述

　　目前我國制藥工業占全國工業總產值的1.7%，污水排放量卻占全國污水排放量的2%，制藥工業被列入環保治理的12個重點行業之一，制藥工業產生的廢水稱為環境監測治理的重中之重。制藥行業廢水中含有的主要污染物有懸浮物(SS)、化學需氧量(CODcr)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)、氰化物及揮發酚等有毒有害物質。制藥廢水屬于難處理的工業廢水之一，其因藥物種類不同、生產工藝不同，其成分差異大，組分復雜，污染物量多，廢水具有CODcr濃度較高、生化性差、生物毒性強等顯著特點，給治理帶來了極大的困難。

　　2、制藥工業廢水深度處理工藝研究

　　2.1“三效蒸發+鐵碳微電解+芬頓氧化+厭氧處理+好氧處理+絮凝沉淀”工藝

　　針對合成類及發酵類的制藥工業廢水，多數采用“預處理+生化處理+深度處理的工藝”，如：“氣浮+水解+SBR+濾池”“微電解+UASB+CASS+濾池”等工藝，但均都無法取得較好的處理效果，其工藝本身對抗生素類的制藥污水適應性更強，而對于合成及發酵類制藥工業污水的處理能力上存在一些缺陷。

　　目前通常所講的高含鹽量和高COD制藥廢水的綜合處理工藝，對鹽分質量濃度高達25%(硫酸鈉、氯化鈉、氯化鎂、溴化鈉、溴化鉀、亞硫酸氫鈉等)，COD質量濃度高達200000～400000mg/L(乙醇、甲醇、二氯甲烷、苯胺、苯甲醛、甲苯等)的廢水進行處理。

　　(1)將高含鹽量、高COD的制藥廢水進行三效蒸餾預處理。使廢水進入三效蒸發器之后進行蒸餾，根據廢水中有機溶劑沸點的不同，使低沸點的溶劑進行蒸出回收，繼續蒸餾直至廢水中有固體開始析出，停止蒸餾，降溫冷卻，這樣就可以直接將有機溶劑、水、鹽分進行分離，避免了利用萃取法時浪費過多萃取劑，同時也將高含量的鹽直接去除。所得的廢水COD質量濃度可降至90000mg/L以下。

　　(2)進行鐵碳微電解反應，將第一步所得水體經鐵碳微電解填料曝氣處理，鐵碳微電解填料與水體體積比例為1∶5，水力停留時間為90min，pH控制在2～3。此時調整曝氣量，起到使廢水得到充分混合的效果即可。所得的廢水COD質量濃度可降至60000mg/L以內。

　　(3)將第二步水體進行芬頓氧化反應。將鐵碳微電解反應出水pH控制在3～4，在水體中加入雙氧水、草酸鹽和亞鐵離子，并同時用紫外線或可見光照射水體。所得的廢水COD質量濃度可降至5000mg/L。

　　(4)然后進行絮凝沉淀，絮凝劑采用聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺兩種。

　　(5)進行厭氧處理后廢水COD質量濃度可降至2500mg/L以內，厭氧菌顆粒性污泥在厭氧池中的填充率為35%，在厭氧池中的水力停留時間為HRT=45h，厭氧菌顆粒污泥的污泥濃度為20000mg/L。

　　(6)所得水體進行好氧處理，好氧活性污泥在好氧池的填充率為25%，在好氧池中的水力停留時間為HRT=12h，好氧活性污泥的污泥濃度為2500mg/L。

　　(7)所得水體進行最后絮凝沉淀處理。聚合氯化鋁的投加量為70mg/L。所得的廢水其COD質量濃度可降至60mg/L，達到排放標準。

　　采用三效蒸餾技術，三效蒸餾可以將有機溶劑、水、鹽分直接分離，三效蒸發器運行穩定、高效節能、使用壽命長，經過三效蒸發器之后分離的固體可以進行焚燒處理，利用效率較高，同時減少固廢的產生，避免二次污染，符合清潔生產的要求。采用鐵碳微電解填料，產生的亞鐵離子可以為后續的芬頓氧化提供一定的藥劑、節約一定的成本。鐵碳微電解時，可以大大提高微生物的可生化性。工藝最后一步加入聚合氯化鋁(PAC)進行絮凝沉淀，可以使總磷的去除效率達到95%，同時可以去除一定的懸浮物、色度和懸浮物，最后達標排放。

　　2.2“生化處理+V型過濾+一級反滲透+高密池+碟管式納濾+DTRO”工藝

　　以某公司制藥廢水的日產生量為18000t/d。該公司的污水處理系統直接對制藥廢水進行處理，得到的原生化出水直接進入機械式蒸汽再壓縮(Mechanical Vapor Recompression，MVR)系統進行蒸發結晶。由于廢水中的COD偏高、懸浮物含量高、硬度高，使得MVR需要頻繁清洗，導致MVR整套系統處理能力達不到設計能力的80%，而且能耗極高。

　　經改造后制藥廢水的分鹽處理方法包括以下步驟：

　　(1)對制藥廢水進行生化處理后，加入NaClO進行殺菌處理，得到生化來水。生化來水先進入集水池，通過提升泵打入V型濾池進行過濾，除掉來水中的懸浮物。V型濾池濾后水的出水濁度普遍小于10NTU。

　　(2)將V型濾池產水引入濾池產水池，在濾池產水池中進行沉降，使水體的濁度≤10NTU。然后將廢水的pH調至6~7。濾池產水池的出水進入一級DTL反滲透系統，進行一級除鹽及濃縮。一級DTL反滲透系統采用苦咸水膜，運行最大壓力為75bar，將一級DTL反滲透系統的回收率設計為80%。一級DTL反滲透系統的出水分為兩部分，透過液(簡稱“產水”)排入中間水池，濃縮液(簡稱“濃水”)排入高密池系統進行下一步處理。

　　(3)由于經過一級DTL反滲透系統的處理后，濃水中的鹽質量濃度是生化來水的4~5倍，因此濃水中的結垢離子質量濃度非常高。需要將一級DTL反滲透系統的濃水引入高密池系統進行軟化處理，然后進入二級DTL反滲透系統處理。一級DTL反滲透系統的產水引入中間水池。軟化處理在高密池系統中進行，采用液堿法。軟化加入的藥劑主要是液堿、PAC及PAM，軟化出水進入軟化產水池。

　　(4)將高密池產水，即軟化出水用HSO將pH調至6~7后，進入砂濾器進行過濾，除去SS后進入砂濾產水池。砂濾產水池的出水由提升泵送入二級DTL反滲透系統進行二級濃縮減量。二級DTL反滲透系統采用海水膜，運行最大壓力為90bar。二級DTL反滲透系統的出水包括濃水和產水。將二級DTL反滲透系統的產水引入中間水池，與一級DTL反滲透系統的產水混合，脫鹽處理后得到回用水。

　　(5)二級DTL反滲透系統的濃水進入碟管式納濾(Disc-Tube Nanofiltration，DTNF)系統，進行分鹽處理。DTNF系統的出水包括濃水和產水，濃水提純后進入二價鹽蒸發結晶裝置。DTNF膜片采用納濾膜形式，其運行壓力≤90bar。

　　(6)DTNF的產水進入產水碟管式反滲透(Disc-Tube Reverse Osmosis，DTRO)系統，進行濃縮處理。DTRO系統的出水包括濃水和產水，濃水提純后進入一價鹽蒸發結晶裝置，產水引入中間水池進行回用。DTRO膜片采用運行壓力膜形式，其運行壓力為70～80bar。在某工況中，DTRO濃水經提純處理蒸發結晶后，得到的一價鹽中的NaCl純度≥98.8%。

　　經過改造后的制藥廢水的分鹽處理方法，膜系統濃縮液經預處理后進入分鹽系統，實現了廢水中NaCl及Na2SO4的濃縮分離，為進一步實現資源回收無害化處理提供了一種可能，同時解決了蒸發結晶系統結晶難、品質差的問題。

　　2.3“預處理+三效蒸發+生化處理+活性炭過濾”工藝

　　北方某制藥公司，高濃度有機廢水排放量約150t/d，低濃度廢水排放量約350t/d，采用本工藝處理系統建立廢水處理站，其設計規模為500t/d，其中，高濃度有機廢水通過高濃度廢水預處理單元、加藥間、三效蒸發單元反應后，匯合低濃度廢水統一集中進入生化處理單元、污泥壓濾單元及活性炭過濾的深度處理單元處理，最終水質達標排放、污泥壓濾外運，具體指標如表1—2所示。

　　綜上所述，經過本系統后，COD去除率可達到96%，BOD去除率可達到86%，SS去除率可達到54%，氨氮去除率可達82%，滿足制藥公司原料藥生產排出的高濃度有機廢水和低濃度廢水的高效處理系統。

　　通過“鐵碳還原+催化氧化+混凝氣浮+三效蒸發”的組合工藝進行預處理后進入后續生化系統。前段預處理系統采用目前比較先進的物理與化學相結合的處理方法，使難降解廢水達到生化處理要求。并且預處理工藝可以根據水質的具體情況進行隨機組合，具有靈活性。

　　3、結語

　　目前國內制藥廢水處理基本都采用多種處理技術聯合使用的方式，但大多存在工藝流程復雜、成本較高、處理效率低等缺點，因此尋求一種處理效率高、運行費用低、運行穩定、維護管理方便的工藝技術，是亟待研究的方向和思路。