一、制药废水处理技术

1.物化处理

根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理 1.1混凝法

工艺流程图：

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。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在25%左右。

常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附——两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示，吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。

1.4 膜分离法

工艺流程图：

该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。采用电解法预处理核黄素上清液，COD、SS和色度的去除率分别达到71%、83%和67%。

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。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法（fenton试剂、H2O2、O3）、深度氧化技术等。

2.1 铁炭法

2.2 Fenton试剂处理法

工艺流程图：

采用该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。如Balcioglu等对3种抗生素废水进行臭氧氧化处理，结果显示，经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75%以上。

又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，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。

工艺流程图：

生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧——厌氧等组合方法。

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、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法（CASS法）等。

深井曝气是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。东北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生化处理后，COD去除率达92.7%，可见用其处理效率是很高的，而且对下一步的治理极其有利，对工艺治理的出水达标起着决定性作用。

（2）AB法

工艺流程图：

该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序，采用接触氧化法处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化——两段生物接触氧化工艺处理制药废水，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。

SBR法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适合处理水量水质波动大的废水。

工艺流程图：

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，一般需要进行后处理（如好氧生物处理）。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。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。

UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时，通常要求SS含量不能过高，以保证COD去除率在85%——90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达90%以上。

2）UBF法

工艺流程图：

水解池全称为水解升流式污泥床（HUSB），它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将废水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。近年来，水解——好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用，如某生物制药厂采用水解酸化——二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和SS的去除率分别为90.7%、92.4%和87.6%。

3.3 厌氧——好氧及其他组合处理技术

此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。白晓慧等采用厌氧——膜生物反应器工艺处理COD为25 000 mg/L的医药中间体酰氯废水，选用杭州化滤膜工程公司生产的ZKM-W0.5T型膜组件，系统对COD的去除率均保持在90%以上；Livinggston等利用专性细菌降解特定有机物的能力，首次采用了萃取膜生物反应器处理含3，4-二氯苯胺的工业废水，HRT为2 h，其去除率达到99%，获得了理想的处理效果。尽管在膜污染方面仍存在问题，但随着膜技术的不断发展，将会使MBR在制药废水处理领域中得到更加广泛的应用。

制药废水处理技术及选择

预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。总的工艺路线为预处理——厌氧——好氧——（后处理）组合工艺。如陈明辉等采用水解吸附—接触氧化—过滤组合工艺处理含人工胰岛素等的综合制药废水，处理后出水水质优于GB8978——1996的一级标准。气浮——水解——接触氧化工艺处理化学制药废水、复合微氧水解——复合好氧——砂滤工艺处理抗生素废水、气浮——UBF——CASS工艺处理高浓度中药提取废水等都取得了较好的处理效果。

HDIC与CASS复合工艺处理高浓度制药废水

某制药企业以青霉素类及头孢菌素类粉针生产为主，其小型青霉素类原料药合成车间产生的废水主要分两类：一是粉针剂车间洗涤、洗瓶、化验室排水等废水，COD浓度较低，采用水解／生物接触氧化工艺处理；二是来自原料合成过程中结晶、提纯等工序母液的排放，洁净区的清场、消毒等环节的排水，这类废水主要污染物有丁醇、丙酮等有机溶剂、少量的抗生素原粉及较高浓度的NaCI、KCI等盐类，COD浓度较高，水量波动较大，水质实测结果见表1。

2、废水处理技术的确定

各工序设计处理效果见表2。

HDIC(厌氧多循环反应器)将EGSB和IC两种工艺相结合，在已有的IC反应器基础上增加EGSB出水回流，并设置了内回流和沼气回流，强化了反应器内循环，使得液体上升流速增大，容积负荷高且产气量大；颗粒污泥的沉降速度远大于液体的上升流速，颗粒污泥不会因为液体的紊动而流失，保证了反应器内的污泥浓度；反应器的启动时间短，高径比大，占地面积小。由于厌氧出水水质一般达不到排放标准，仍需后接好氧处理。

3、工艺说明

预处理单元主要包括：格栅、斜板沉淀池和凋节水解池，其中调节水解池设置潜水搅拌，保证水质混合均匀。由于原水为制药废水，水解酸化时可能产生有害气体，为避免产生二次污染，调节池集中排气，经活性炭吸附后外排。

生物处理部分为主体工艺，包括HDIC反应器和CASS反应池。

①HDIC反应器在EGSB的基础上，增加了一个无外加动力的内循环系统，进一步加强了反应器内污泥和沼气的内循环作用，提高了反应器内的液相流速，从而加大了反应器的容积负荷，提高了去除效率，其结构如图2所示。

③布水系统是厌氧反应器的关键配置，它对于污泥与进水充分接触、最大限度地利用反应器的污泥是十分重要的。布水系统兼有配水和水力搅动作用，为了保证这两个作用的实现，需要满足如下原则：进水装置的设计使分配到各点的流量相同；进水管不易堵塞；尽可能满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，防止局部产生酸化现象。

3．2．2 CASS反应池

3．3 污泥处理

3．4主要构筑物及设备

4、处理效果与效益分析

4．1．1 HDIC反应器

启动期间投加淀粉厂HDIC反应器的颗粒污泥，初始进水COD＜5000 mg／L，当出水VFA＜200mg／L，pH、ALK、COD正常，即进入提高负荷阶段；在进入提高负荷阶段后，控制出水VFA、pH、ALK、COD指标。调试后期即2009年3月以后．尽管进水COD值较高，出水COD仍在较低的范围之内，系统进入稳定运行。每天监测COD两次，间隔12 h取样一次，17个月的检测结果表明HDIC总体处理效率高于设计值。

4．1．2 CASS池

② 当CASS池负荷过高时，系统会产生大量泡沫，并伴有污泥上浮，出水SS明显增加的现象，此时可通过投加少量的絮凝剂PAC、增加曝气量、调节C︰N︰P值、提高污泥浓度等措施，经2——3 d的调整，系统得到恢复。

该处理工程于2009年4月通过当地环保部门的监测验收，实测结果见表4(3次实测值的平均值)。

②该工艺充分发挥了厌氧处理的优势，耐冲击负荷能力强，产泥量少；并可根据进水水质的变化随时进行调整，适合在类似制药废水处理中应用。

③自控部分采用PLC监控系统，对工艺过程及设备进行控制和管理，保证了整个废水处理系统经济、安全的运行