國內制藥廢水生物處理技術研究發展
制(zhi)(zhi)藥(yao)企業對環(huan)保(bao)工(gong)(gong)藝(yi)改造意識日漸高漲，我國(guo)有關研究(jiu)部門提出了(le)許多適宜(yi)處理制(zhi)(zhi)藥(yao)廢(fei)水的工(gong)(gong)藝(yi)技術。
業界專家(jia)預計，制藥(yao)工業將為達標(biao)投入(ru)數(shu)百(bai)億元的環保資金
據環(huan)保(bao)(bao)部(bu)(bu)公(gong)開(kai)數(shu)據顯(xian)示(shi)，2009年我(wo)國(guo)制(zhi)藥(yao)(yao)工業(ye)(ye)總(zong)產值占(zhan)全(quan)國(guo)GDP不(bu)到(dao)3%，而(er)污染排放(fang)總(zong)量則占(zhan)到(dao)了6%，制(zhi)藥(yao)(yao)行(xing)業(ye)(ye)更被國(guo)家環(huan)保(bao)(bao)部(bu)(bu)門確定(ding)為環(huan)境重點治理行(xing)業(ye)(ye)之一。而(er)隨著《制(zhi)藥(yao)(yao)工業(ye)(ye)水污染物排放(fang)標(biao)準》（下稱“新《標(biao)準》”）全(quan)行(xing)業(ye)(ye)強(qiang)制(zhi)執(zhi)行(xing)的全(quan)面(mian)鋪開(kai)，制(zhi)藥(yao)(yao)企業(ye)(ye)能(neng)否通過環(huan)保(bao)(bao)大(da)考，已經成為一條(tiao)決定(ding)企業(ye)(ye)生死存亡(wang)的“生命線”。
從幾年前原料藥(yao)企業成為排(pai)污重點監管對象(xiang)開始，原料藥(yao)企業紛紛關(guan)停搬遷的消息不絕于耳。7月初，阿拉賓度(du)（大(da)(da)同）生物(wu)制藥(yao)有限(xian)公司因水排(pai)放標準(zhun)不過關(guan)被當地環保部(bu)門(men)勒令關(guan)停等待搬遷，而同在山西大(da)(da)同經濟開發區(qu)的7家原料藥(yao)和中藥(yao)企業項目亦(yi)因相同問題被實施(shi)停產。這(zhe)是自新《標準(zhun)》全行業強制執(zhi)行以來，同一地區(qu)原料藥(yao)企業集(ji)中關(guan)停的第一例。
健康產業亦要關注排污
“醫藥產業號(hao)稱健康產業，我(wo)們(men)生產出藥品(pin)就是為了保障百姓身體健康，而(er)環境污染嚴(yan)重(zhong)顯(xian)然有(you)悖(bei)于行(xing)業發(fa)展初衷。醫藥行(xing)業不能做(zuo)‘制藥救人，排污害人’的事情。”中(zhong)國(guo)化學制藥工業協會專家委員會副(fu)主任俞觀文認(ren)為，我(wo)國(guo)作為世界上最大(da)的原(yuan)料藥生產基地，原(yuan)料藥出口帶(dai)來(lai)的最大(da)問題即是資源消耗較高，對環境污染嚴(yan)重(zhong)，產品(pin)附加值較低。
據悉，目前(qian)我(wo)國每(mei)年生產(chan)化(hua)學原(yuan)料(liao)藥將近1500種(zhong)，總產(chan)量(liang)約80萬噸(dun)。原(yuan)料(liao)藥企業(ye)多(duo)(duo)采用化(hua)學法生產(chan)，污(wu)染(ran)嚴重(zhong)，大型原(yuan)料(liao)藥生產(chan)企業(ye)往往需要每(mei)年投入數(shu)千萬元進行技術改造，成(cheng)本高(gao)(gao)昂。其中，由(you)于(yu)化(hua)學原(yuan)料(liao)藥產(chan)品的(de)生產(chan)特點是(shi)流(liu)程(cheng)長，反應復雜(za)，副(fu)產(chan)物多(duo)(duo)，反應原(yuan)料(liao)常為溶(rong)劑類物質或環狀(zhuang)結構的(de)化(hua)合物，使得廢水中污(wu)染(ran)物組分(fen)繁(fan)雜(za)，含量(liang)高(gao)(gao)、COD值高(gao)(gao)、有(you)(you)毒有(you)(you)害物質多(duo)(duo)，生物難(nan)(nan)降解物質多(duo)(duo)，這類廢水往往治理難(nan)(nan)度大且處理成(cheng)本高(gao)(gao)，是(shi)廢水治理中的(de)難(nan)(nan)點和重(zhong)點。
《醫(yi)藥(yao)經(jing)濟報》記者了解到，隨著環保壓(ya)力的(de)(de)加大，一些(xie)原料藥(yao)企業已經(jing)開始實施新的(de)(de)工藝改造以替(ti)代(dai)舊(jiu)有(you)的(de)(de)高(gao)能耗(hao)、高(gao)污(wu)染(ran)的(de)(de)生產(chan)方式(shi)。據悉，魯抗(kang)醫(yi)藥(yao)已于(yu)2009年(nian)開始采用(yong)7-ACA酶(mei)法直通工藝生產(chan)，運用(yong)低(di)污(wu)染(ran)、低(di)能耗(hao)的(de)(de)酶(mei)法工藝替(ti)代(dai)高(gao)能耗(hao)、高(gao)污(wu)染(ran)的(de)(de)化學法生產(chan)7-ACA。而7-ACA的(de)(de)另一生產(chan)廠家聯邦制藥(yao)，在經(jing)過前期輿論高(gao)度關注后，目前其在環保治理(li)(li)方面累計投入資金近1.6億元，對(dui)公司污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)站原有(you)廢氣處(chu)理(li)(li)系(xi)統的(de)(de)升級改造。
“環保就(jiu)(jiu)是制(zhi)藥(yao)(yao)企(qi)業的生(sheng)命線。環保的事(shi)情做好(hao)了，就(jiu)(jiu)是我們企(qi)業強有(you)力的競爭力。在制(zhi)藥(yao)(yao)行業里，如(ru)果環保沒有(you)做好(hao)，就(jiu)(jiu)等于生(sheng)產(chan)要被停止(zhi)了。”聯邦(bang)制(zhi)藥(yao)(yao)國際控股有(you)限公司(si)董事(shi)局主席(xi)蔡金樂表示。據其稱(cheng)，聯邦(bang)制(zhi)藥(yao)(yao)的環保投(tou)(tou)入已經(jing)占到公司(si)總投(tou)(tou)資額14億元(yuan)的11%。
據參與制定新(xin)《標準(zhun)(zhun)》的(de)(de)國(guo)家(jia)環境保(bao)護制藥廢水污(wu)染控制工(gong)程技術中心教(jiao)授級高級工(gong)程師(shi)任立人調(diao)查，我國(guo)制藥企業(ye)尤其是發酵(jiao)類制藥企業(ye)，能夠到達(da)新(xin)的(de)(de)排放標準(zhun)(zhun)——化學需(xu)氧量(liang)（COD）120mg/L以(yi)下的(de)(de)寥(liao)寥(liao)無幾(ji)。而根據新(xin)《標準(zhun)(zhun)》規(gui)定，現有企業(ye)或(huo)設備(bei)以(yi)及新(xin)建（改/擴建）制藥企業(ye)或(huo)制藥設備(bei)，從(cong)今年(nian)7月開始強制執行(xing)新(xin)標準(zhun)(zhun)。業(ye)界(jie)專家(jia)預計，制藥工(gong)業(ye)將為達(da)標投入數(shu)百億元的(de)(de)環保(bao)資金(jin)。
工藝創新探索正酣
從全行業(ye)(ye)強制執行新(xin)《標準(zhun)》，到《惡臭污染(ran)物排放標準(zhun)》重新(xin)修訂(ding)意見開征，再到《侵權責(ze)任法》明確“排放即(ji)有責(ze)任”原(yuan)則，在(zai)環保(bao)意識日益(yi)興盛的當(dang)下，被喻(yu)為醫藥(yao)行業(ye)(ye)“排污大戶”的原(yuan)料藥(yao)企業(ye)(ye)生產工藝創新(xin)勢在(zai)必(bi)行。
任立人向記者表示，目前，醫藥(yao)行(xing)業(ye)尤其是原料藥(yao)生產企業(ye)的(de)廢水(shui)排(pai)(pai)放(fang)是否達標，已經關系(xi)到企業(ye)的(de)生死存亡，應在限制(zhi)企業(ye)排(pai)(pai)放(fang)的(de)同時(shi)，加大對(dui)企業(ye)污(wu)染治(zhi)理資金和技術支持力度，尋(xun)求(qiu)有效的(de)廢水(shui)處理技術為制(zhi)藥(yao)企業(ye)攻克(ke)排(pai)(pai)污(wu)難題。
據了解，制藥(yao)(yao)廢(fei)水(shui)(shui)是較難處(chu)理的(de)工業廢(fei)水(shui)(shui)之(zhi)一。制藥(yao)(yao)工業廢(fei)水(shui)(shui)常用(yong)的(de)處(chu)理方(fang)(fang)法大多為物化(hua)(hua)法、化(hua)(hua)學法、生化(hua)(hua)法、其他組(zu)合工藝(yi)等。而傳統的(de)處(chu)理方(fang)(fang)法為化(hua)(hua)學方(fang)(fang)法，由(you)于化(hua)(hua)學藥(yao)(yao)品昂貴(gui)，處(chu)理費用(yong)較高，企業難以承受，況且(qie)化(hua)(hua)學方(fang)(fang)法又容易(yi)對環(huan)境(jing)造成二次污染。目前較為理想的(de)處(chu)理方(fang)(fang)法是物理、化(hua)(hua)學和生物相結合的(de)方(fang)(fang)法。目前，國際上普遍采用(yong)的(de)是厭氧-好氧組(zu)合技術處(chu)理制藥(yao)(yao)廢(fei)水(shui)(shui)。
由于(yu)制(zhi)藥產品種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo)，生產工藝和管理水平差(cha)別(bie)較大，使得污水處(chu)理方法(fa)顯(xian)示出各自(zi)的特點。
從帝斯曼將清潔生產的(de)(de)(de)“綠色酶法”引進中(zhong)國開(kai)始(shi)，制藥企業對(dui)(dui)環(huan)保(bao)工(gong)藝(yi)(yi)改造意識日(ri)漸(jian)高(gao)漲，我國許(xu)多(duo)研究部(bu)門也提出了(le)許(xu)多(duo)適(shi)宜處(chu)理(li)制藥廢(fei)水的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)技術。以(yi)(yi)上海一家(jia)典型的(de)(de)(de)化學原料(liao)藥生產廠為例，該原料(liao)藥廠在生產過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)排出大量(liang)高(gao)濃度、高(gao)鹽份且有一定毒性(xing)的(de)(de)(de)有機廢(fei)水，針(zhen)對(dui)(dui)其(qi)原廢(fei)水處(chu)理(li)裝置(zhi)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)不足和缺(que)陷，以(yi)(yi)及廢(fei)水難以(yi)(yi)生物降解的(de)(de)(de)特性(xing)，探索(suo)試行新(xin)型三段(duan)序貫式水解-好氧工(gong)序為主(zhu)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)，通過(guo)(guo)對(dui)(dui)占CODcr總(zong)量(liang)70%的(de)(de)(de)高(gao)濃度廢(fei)水加強了(le)回收(shou)預處(chu)理(li)，對(dui)(dui)其(qi)廢(fei)水的(de)(de)(de)處(chu)理(li)效果明(ming)顯。
有(you)業(ye)界專(zhuan)家表(biao)示(shi)，環保意識(shi)不僅(jin)關(guan)系到(dao)(dao)藥企的(de)生存(cun)和發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，也對企業(ye)的(de)經濟發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)方式(shi)提出轉(zhuan)變需求，從(cong)觀念(nian)創(chuang)(chuang)新、技術創(chuang)(chuang)新、工藝創(chuang)(chuang)新，到(dao)(dao)推行清潔生產(chan)，實施循環經濟，發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)低排放、低消耗的(de)低碳經濟，節能減排，已經成為原料(liao)藥企業(ye)可持(chi)續(xu)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)新思路。
“原料(liao)藥企業必(bi)須走‘自(zi)(zi)主創新、重點跨越、技術支撐、引(yin)領未(wei)來(lai)’之路，自(zi)(zi)覺調整產業和產品結構，推進(jin)產業轉(zhuan)型和產品升級(ji)。”中國(guo)化(hua)學制藥工(gong)業協會專家委員會副主任沈賢姬直言。
鏈接>>>廢水排放指標的含義
化(hua)學需氧(yang)(yang)量（COD）：COD是指在一定條件(jian)下，用強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)氧(yang)(yang)化(hua)水(shui)中的(de)有機物質(zhi)所消耗的(de)氧(yang)(yang)量，是一項重要(yao)的(de)水(shui)質(zhi)指標。常用的(de)氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)有重鉻酸鉀和高(gao)錳(meng)酸鉀，用CODcr表(biao)示，單位：mg/L。
生(sheng)化(hua)需氧(yang)量(liang)（BOD）：BOD（BOD5表示5日(ri)生(sheng)化(hua)需氧(yang)量(liang)）是指在(zai)溫度、時間都一定的條件下，微(wei)生(sheng)物在(zai)分解氧(yang)化(hua)水中(zhong)有(you)機物的過(guo)程中(zhong)所消耗的溶(rong)解氧(yang)量(liang)，單位：mg/L。
固體(ti)(ti)(ti)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)含(han)量（SS）：水(shui)(shui)(shui)中固體(ti)(ti)(ti)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)包括懸浮固體(ti)(ti)(ti)和溶解性(xing)固體(ti)(ti)(ti)兩大(da)類(lei)。懸浮固體(ti)(ti)(ti)也稱懸浮物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)懸浮物(wu)，是(shi)指懸浮于水(shui)(shui)(shui)中的固體(ti)(ti)(ti)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)，是(shi)反映(ying)水(shui)(shui)(shui)中固體(ti)(ti)(ti)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)含(han)量的一個常用(yong)的重要水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)指標(biao)，常用(yong)SS表(biao)示，單(dan)位：mg/L。
酸(suan)堿強度（pH）：水的(de)(de)pH是常用的(de)(de)水質指標之一，表示(shi)水中(zhong)酸(suan)、堿的(de)(de)強度。
1 普通活性污泥法
目前,國(guo)內(nei)外處理抗生素廢水(shui)比較成熟的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)是活性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)。由(you)于加強(qiang)了預處理,改進(jin)(jin)了曝(pu)氣方(fang)(fang)法(fa)(fa),使裝(zhuang)置(zhi)運行(xing)穩定,到(dao)20世紀70年代(dai)已(yi)成為一些工業發(fa)達國(guo)家的(de)(de)制(zhi)藥廠(chang)普(pu)遍采用的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。普(pu)通活性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)的(de)(de)缺點是廢水(shui)需要(yao)大量稀釋(shi),運行(xing)中(zhong)泡沫多,易發(fa)生污泥(ni)(ni)膨脹(zhang),剩余污泥(ni)(ni)量大,去除(chu)率不高(gao),必須采用二(er)級(ji)或多級(ji)處理。因此,近年來,改進(jin)(jin)曝(pu)氣方(fang)(fang)法(fa)(fa)和微生物固定技術以提高(gao)廢水(shui)的(de)(de)處理效果,已(yi)成為活性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)研究和發(fa)展的(de)(de)重要(yao)內(nei)容(rong)。
2 序批式間歇活性污泥法(SBR法)
SBR法具(ju)有(you)均化水(shui)(shui)(shui)質、無需(xu)(xu)污泥(ni)回流、耐沖擊、污泥(ni)活性高、結構簡單、操作靈(ling)活、占地少、投資省、運行穩(wen)定、基質去除率(lv)高于普通的(de)(de)(de)活性污泥(ni)法等(deng)優點(dian),比較適合于處(chu)理間(jian)歇排放(fang)、水(shui)(shui)(shui)量水(shui)(shui)(shui)質波動(dong)大的(de)(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)。SBR生(sheng)物處(chu)理技術(shu)已經廣(guang)泛用于城市污水(shui)(shui)(shui)、食品工(gong)業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)等(deng)的(de)(de)(de)處(chu)理中。目前,SBR法也(ye)已成功(gong)應用于許(xu)多(duo)制藥(yao)(yao)工(gong)業生(sheng)產廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理中,如中藥(yao)(yao)材、四環素、慶大霉素等(deng)生(sheng)產廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理。但SBR法具(ju)有(you)污泥(ni)沉降(jiang)(jiang)、泥(ni)水(shui)(shui)(shui)分離時(shi)間(jian)較長的(de)(de)(de)缺點(dian)。在處(chu)理高濃度(du)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)時(shi),要(yao)求維持較高的(de)(de)(de)污泥(ni)濃度(du),同時(shi),還易發生(sheng)高粘性膨脹(zhang)。因(yin)此,常考慮(lv)在活性污泥(ni)系統中投加粉(fen)末活性炭(tan)(PAC),這樣,可以減少曝氣池泡沫,改(gai)善(shan)污泥(ni)沉降(jiang)(jiang)性能(neng)(neng)及液(ye)-固分離性能(neng)(neng)、污泥(ni)脫水(shui)(shui)(shui)性能(neng)(neng)等(deng),獲得較高的(de)(de)(de)去除率(lv)。有(you)制藥(yao)(yao)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)需(xu)(xu)要(yao)處(chu)理的(de)(de)(de)單位，也(ye)可以到(dao)污水(shui)(shui)(shui)寶項目服務平(ping)臺咨(zi)詢具(ju)備類似(si)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理經驗(yan)的(de)(de)(de)企業。
3 生物接觸氧化法
生(sheng)物接(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)法兼有活性(xing)污泥法和生(sheng)物膜法的特點,具(ju)有較高的處理(li)(li)負荷,能夠處理(li)(li)容易(yi)引起污泥膨脹的有機廢(fei)(fei)水(shui)。在制藥(yao)工業生(sheng)產廢(fei)(fei)水(shui)的處理(li)(li)中,常常直接(jie)(jie)采用生(sheng)物接(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)法,或用厭氧消化(hua)(hua)、酸化(hua)(hua)作為預處理(li)(li)工序(xu),來處理(li)(li)撲熱(re)息痛、抗生(sheng)素原料藥(yao)、淄體(ti)類(lei)激(ji)素等制藥(yao)生(sheng)產廢(fei)(fei)水(shui)。接(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)法處理(li)(li)制藥(yao)廢(fei)(fei)水(shui)時(shi),如果進水(shui)濃度高,池內易(yi)出現大(da)量(liang)泡(pao)沫,運行時(shi)應采取防治(zhi)和應對措施。
4 上流式厭氧污泥床(UASB)法
反(fan)應(ying)(ying)器(qi)具有(you)厭氧消化效率(lv)高、結構簡單等優點(dian)。UASB能(neng)否(fou)高效和穩定運(yun)行的(de)(de)關鍵在(zai)(zai)于反(fan)應(ying)(ying)器(qi)內能(neng)否(fou)形成微生(sheng)物適宜(yi)、產(chan)甲烷活性(xing)高、沉降(jiang)性(xing)能(neng)良好的(de)(de)顆粒污(wu)泥(ni)。但(dan)在(zai)(zai)采用(yong)UASB法處理(li)卡那霉素、氯(lv)酶素、VC、SD和葡(pu)萄糖等制藥生(sheng)產(chan)廢水(shui)時,通常(chang)要求SS含量不(bu)能(neng)過(guo)(guo)高,以保證COD去除率(lv)可(ke)在(zai)(zai)85%～90%以上(shang)(shang)。二級串聯UASB的(de)(de)COD去除率(lv)可(ke)達到90%以上(shang)(shang)。采用(yong)加壓(ya)上(shang)(shang)流式(shi)厭氧污(wu)泥(ni)床(PUASB)處理(li)廢水(shui)時,氧濃度顯著升(sheng)高,加快了基質(zhi)降(jiang)解速率(lv),提高了處理(li)效果[3]。上(shang)(shang)流式(shi)厭氧污(wu)泥(ni)床過(guo)(guo)濾器(qi)(UASB+AF)是近年來發展(zhan)起來的(de)(de)一種新型復(fu)合(he)(he)式(shi)厭氧反(fan)應(ying)(ying)器(qi),它結合(he)(he)了UASB和厭氧濾池(AF)的(de)(de)優點(dian),使反(fan)應(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)性(xing)能(neng)有(you)了改善(shan)。該復(fu)合(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)在(zai)(zai)啟動(dong)運(yun)行期間,可(ke)有(you)效地截留(liu)污(wu)泥(ni),加速污(wu)泥(ni)顆粒化,對容積負荷、溫度、pH值的(de)(de)波動(dong)有(you)較好的(de)(de)承(cheng)受能(neng)力。該復(fu)合(he)(he)式(shi)厭氧反(fan)應(ying)(ying)器(qi)已用(yong)來處理(li)維(wei)生(sheng)素C、雙黃(huang)連(lian)粉針劑等制藥廢水(shui)。
5 復合式厭氧反應器
復合式厭(yan)(yan)氧反(fan)應器兼有污泥(ni)和膜反(fan)應器的(de)(de)雙(shuang)重特性。復合式厭(yan)(yan)氧反(fan)應器對乙4螺旋酶素生產廢水(shui)的(de)(de)處理表明,反(fan)應器的(de)(de)COD容(rong)積負荷(he)率為8～13kg/m3·d,可獲(huo)得(de)滿(man)意的(de)(de)出水(shui)水(shui)質。
6 光合細菌處理法(PSB)
光(guang)合(he)細(xi)菌(PhotosynthesisBacteria,簡稱(cheng)PSB)中(zhong)紅假單胞菌屬的(de)(de)許多菌株能以小分子有機(ji)物(wu)作(zuo)為供氫體和(he)碳源,具有分解和(he)去除有機(ji)物(wu)的(de)(de)能力。因此,光(guang)合(he)細(xi)菌處(chu)理(li)(li)法可用來處(chu)理(li)(li)某(mou)些食品加工(gong)、化(hua)(hua)工(gong)和(he)發酵等工(gong)業的(de)(de)廢(fei)水。PSB可在好(hao)氧(yang)、微(wei)好(hao)氧(yang)和(he)厭氧(yang)條件下代謝有機(ji)物(wu),采用厭氧(yang)酸化(hua)(hua)預(yu)處(chu)理(li)(li)常可以提(ti)高PSB的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果(guo)。對于(yu)某(mou)些非抗菌素類生(sheng)化(hua)(hua)藥物(wu),可考慮采用光(guang)合(he)細(xi)菌處(chu)理(li)(li)法與(yu)其他物(wu)化(hua)(hua)或生(sheng)物(wu)處(chu)理(li)(li)技術相結合(he)的(de)(de)工(gong)藝進行廢(fei)水處(chu)理(li)(li)。
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