摘要：制药废水环境污染问题日渐凸显，随着2015年《水污染防治行动计划》的实施，制药企业面临的环保压力也越来越大。本文分析了制药废水的来源和特性，总结了制药废水的各种处理技术，提出了以生物技术为根本、高级氧化以及物化法为前提的多组合工艺是未来的发展方向。
随着人们生活水平的不断提升，健康理念越来越受到大家的重视，制药行业也得到了快速的发展，但是制药行业废水污染问题也逐渐凸显。制药行业的工业生产总值占全国的2.1%，但是其污水排放量和化学需氧量的排放量约占全国的3%以上，制药行业也是我们国家环境保护重点治理的行业之一。环境保护部于2010年强制实施了《制药工业水污染物排放标准》，对发酵类制药、化学合成类制药、提取类制药、中药类制药、生物工程制药及混装制剂类制药等六类进行了排放标准限制。根据有关调查资料表明，化学类废水排放达标率不足10%，发酵类制药废水排放达标率不到12%，制剂类废水排放达标率不到三分之一。随着2015年《水污染防治行动计划》的实施，制药企业面临的环保压力也越来越大，采取有效的污水处理技术满足达标排放已迫在眉睫。
一、制药废水的来源和水质特性
药品种类繁多，生产过程也千差万别，制药工业废水排放根据生产工艺一般分为生物制药生产废水、化学制药生产废水、中成药生产废水以及制剂类药物生产废水四大类。生物制药主要是指抗生素类药物的生产，废水主要来自过滤、发酵、生物反应、萃取、结晶等过程。废水成分主要是发酵的菌丝体、微生物代谢产物、添加一些有机溶剂、残留的营养物质和残留的抗生素等物质。生物制药类废水具有有机污染物浓度高、有毒有害物质含量高、可生化性差等特点。化学制药主要是指利用化学反应生产药品或中间体的过程。废水中有机物含量高、毒性物质种类多、中间体残留多、无机盐浓度高。中药类生产废水主要来自药材的冲洗、蒸煮以及各种制剂等过程。中药类生产废水中悬浮物浓度高、含有大量的药渣、生物碱、木质素和糖类，色度普遍比较高，有机物浓度高且变化大，污染物种类多。
二、制药废水处理技术进展
由于不同的制药企业废水成分差别大、污染物种类繁多，毒性物质强，因此选择的处理方法也都不一样。根据制药废水处理的基本过程，参考常规废水处理的基本方法，制药废水处理方法一般可分为物理法、化学法和生物法三大类别。1.物理法。物理法通常用于预处理过程，或者是深度处理工艺。通过简单的物理法并不能达到满足排放标准的目的，但是可以大大降低一些污染物的浓度，减轻后续处理工艺的污染负荷，常见的物理方法主要有吸附、气浮、混凝沉淀及膜分离法等。吸附法是通过吸附材料对污染物的吸附特性，降低污染物质的含量。常见的吸附剂主要有活性炭、吸附树脂、腐殖酸等材料。采用混凝、活性炭吸附工艺对制药废水二级生化出水中有机物的去除进行了混凝和吸附组合处理后,总COD去除率达到76%,满足排放标准。采用粉末活性炭对黄连素脱铜废水中Cu2+的去除效果进行了研究，在pH为2.5左右时，粉末活性炭投加量为30g/L时，废水中99%的Cu2+被去除。采用吸附强化混凝工艺对制药废水生化尾水进行了处理研究，采用磁吸附强化混凝深度处理技术对TOC、CODCr、TP、蛋白质、腐殖酸和多糖的去除率均较高。气浮法主要应用于制药废水预处理过程中，通常和其他工艺进行联合使用提高污染物的去除效果。采用电催化絮凝—涡凹气浮等组合工艺处理对合成与发酵混合制药废水进行了研究，结果显示采用电催化和涡凹气浮可分别提高废水的可生化性和去除约17%的COD。混凝也是制药废水中最常见的预处理工艺。采用混凝—离心法预处理对维生素制药废水进行了研究。实验结果显示，预处理后的废水COD浓度从进水20000mg/L处理到出水8000mg/L左右，有机物的去除率高达60%，大大降低了后续生化处理的有机负荷，为选择有效的生化处理工艺创造了有利的条件。对制药厂车间废水进行了研究，结果显示，以PAM为絮凝剂，添加氯化钙能有效地提高有机物的去除率，采用强化混凝法处理扬州某制药厂废水，实验结果显示以聚合氯化铝作为混凝剂，pH为5左右，混凝剂的投加量为200mg/L，有机污染物的去除率为89%，处理效果显著。2.化学法。化学法是废水处理最传统的方法之一，主要包括氧化法、电解法以及高级氧化法等方法，通常作为制药废水的预处理过程或者是后续的强化处理工艺。采用铁铜内电解法对制药废水进行了预处理研究，试验结果显示，高工艺对COD去除率最高可达90%。采用铁碳微电解/H2O2耦合类Fenton联合处理工艺，对制药企业的生化处理出水进行了深度处理研究，实验结果表明，该工艺对有机污染物的去除率为72%；H2O2对铁碳微电解法有显著的增强作用。用Fenton氧化法对阿维菌素、盐霉素废水经厌氧—好氧工艺处理后的废水进行深度处理研究，结果显示，废水COD去除率达到72％，COD浓度由224mg/L降低到64mg/L。采用Fenton-超声联合工艺对盐酸金刚烷胺生产废水进行了研究，结果显示该工艺对金刚烷胺制药废水中TOC去除效果最高达到65.6%，二者协同作用大大提高了去除效果。3.生物法。生物法是制药废水处理中最常见的方法，主要是通过微生物的合成和分解等作用降解废水中的污染物。生物处理技术运行成本低，处理效果稳定，在制药废水处理中被广泛采用。采用UASB－加压曝气生物反应器处理工艺对制药废水进行了研究，研究结果显示，联合工艺处理后的出水水质均能满足《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904—2008)的要求。采用生物过滤氧化反应池（BIO-FOR）对混装制剂废水进行了研究，结果显示BIOFOR池对有机物的平均去除率达73%，氨氮的平均去除率为57%，出水均能满足《混装制剂类制药工业水污染物排放标准》（GB21908—2008）要求。采用A2O法+生物滤池+絮凝沉淀组合技术对抗生素类制药废水进行了研究，实验结果表明，组合工艺对有机污染物、氨氮、总磷的平均去除率分别为81%、67%、98%,组合工艺运行可靠，出水效果稳定，出水水质均能满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级排放标准要求。采用UASB-A/O工艺对制药废水进行了研究，处理结果显示，在进水有机污染物浓度高达38000mg/L时，组合工艺对有机污染物去除率为98%，出水均能满足相关设计标准的要求。采用水解酸化/好氧—臭氧—曝气生物滤池工艺对制药工业园区综合废水进行了研究，研究结果表明，该工艺出水化学需氧量浓度均在50mg/L以下,色度小于4倍,出水水质均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准的要求。采用两级水解酸化复合好氧工艺对辽宁某制药厂综合制药废水进行了研究，研究结果表明，化学需氧量去除率能达到78%以上，氨氮的去除率为99%，出水水质均能满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB21.1627-2008)的排放要求,出水水质毒性检测显示,水质毒性由中等毒性变成低毒毒性。
三、结语和展望
不同的制药企业废水成分差别大、污染物种类繁多，毒性物质强，仅仅依靠单一的污水处理技术显然不能满足排放标准的要求。近些年大家研究的热点是通过组合工艺，分段设计，进行不同的优化组合，可以达到满足出水水质的要求。比如电解、芬顿氧化、高级氧化技术的快速发展，给预处理提供了很好的选择，再结合生物处理工艺可以较好地达到处理效果。因此，结合制药废水的特点，以生物技术为根本、高级氧化以及物化法为前提的组合工艺是未来的发展方向。
作者：康爱彬 霍鹏 何晓云 王立璇
