國(guó)內(nèi)制藥廢水生物處理技術(shù)研究發(fā)展

制藥企業(yè)對(duì)環(huán)保工藝改造意識(shí)日漸高漲，我國(guó)有關(guān)研究部門(mén)提出了許多適宜處理制藥廢水的工藝技術(shù)。

業(yè)界專(zhuān)家預(yù)計(jì)，制藥工業(yè)將為達(dá)標(biāo)投入數(shù)百億元的環(huán)保資金

據(jù)環(huán)保部公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2009年我國(guó)制藥工業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)GDP不到3%，而污染排放總量則占到了6%，制藥行業(yè)更被國(guó)家環(huán)保部門(mén)確定為環(huán)境重點(diǎn)治理行業(yè)之一。而隨著《制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（下稱(chēng)“新《標(biāo)準(zhǔn)》”）全行業(yè)強(qiáng)制執(zhí)行的全面鋪開(kāi)，制藥企業(yè)能否通過(guò)環(huán)保大考，已經(jīng)成為一條決定企業(yè)生死存亡的“生命線(xiàn)”。

從幾年前原料藥企業(yè)成為排污重點(diǎn)監(jiān)管對(duì)象開(kāi)始，原料藥企業(yè)紛紛關(guān)停搬遷的消息不絕于耳。7月初，阿拉賓度（大同）生物制藥有限公司因水排放標(biāo)準(zhǔn)不過(guò)關(guān)被當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)勒令關(guān)停等待搬遷，而同在山西大同經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的7家原料藥和中藥企業(yè)項(xiàng)目亦因相同問(wèn)題被實(shí)施停產(chǎn)。這是自新《標(biāo)準(zhǔn)》全行業(yè)強(qiáng)制執(zhí)行以來(lái)，同一地區(qū)原料藥企業(yè)集中關(guān)停的第一例。

健康產(chǎn)業(yè)亦要關(guān)注排污

“醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)號(hào)稱(chēng)健康產(chǎn)業(yè)，我們生產(chǎn)出藥品就是為了保障百姓身體健康，而環(huán)境污染嚴(yán)重顯然有悖于行業(yè)發(fā)展初衷。醫(yī)藥行業(yè)不能做‘制藥救人，排污害人’的事情?！敝袊?guó)化學(xué)制藥工業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)副主任俞觀(guān)文認(rèn)為，我國(guó)作為世界上最大的原料藥生產(chǎn)基地，原料藥出口帶來(lái)的最大問(wèn)題即是資源消耗較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)品附加值較低。

據(jù)悉，目前我國(guó)每年生產(chǎn)化學(xué)原料藥將近1500種，總產(chǎn)量約80萬(wàn)噸。原料藥企業(yè)多采用化學(xué)法生產(chǎn)，污染嚴(yán)重，大型原料藥生產(chǎn)企業(yè)往往需要每年投入數(shù)千萬(wàn)元進(jìn)行技術(shù)改造，成本高昂。其中，由于化學(xué)原料藥產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)是流程長(zhǎng)，反應(yīng)復(fù)雜，副產(chǎn)物多，反應(yīng)原料常為溶劑類(lèi)物質(zhì)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，使得廢水中污染物組分繁雜，含量高、COD值高、有毒有害物質(zhì)多，生物難降解物質(zhì)多，這類(lèi)廢水往往治理難度大且處理成本高，是廢水治理中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

《醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào)》記者了解到，隨著環(huán)保壓力的加大，一些原料藥企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施新的工藝改造以替代舊有的高能耗、高污染的生產(chǎn)方式。據(jù)悉，魯抗醫(yī)藥已于2009年開(kāi)始采用7-ACA酶法直通工藝生產(chǎn)，運(yùn)用低污染、低能耗的酶法工藝替代高能耗、高污染的化學(xué)法生產(chǎn)7-ACA。而7-ACA的另一生產(chǎn)廠(chǎng)家聯(lián)邦制藥，在經(jīng)過(guò)前期輿論高度關(guān)注后，目前其在環(huán)保治理方面累計(jì)投入資金近1.6億元，對(duì)公司污水處理站原有廢氣處理系統(tǒng)的升級(jí)改造。

“環(huán)保就是制藥企業(yè)的生命線(xiàn)。環(huán)保的事情做好了，就是我們企業(yè)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力。在制藥行業(yè)里，如果環(huán)保沒(méi)有做好，就等于生產(chǎn)要被停止了?！甭?lián)邦制藥國(guó)際控股有限公司董事局主席蔡金樂(lè)表示。據(jù)其稱(chēng)，聯(lián)邦制藥的環(huán)保投入已經(jīng)占到公司總投資額14億元的11%。

據(jù)參與制定新《標(biāo)準(zhǔn)》的國(guó)家環(huán)境保護(hù)制藥廢水污染控制工程技術(shù)中心教授級(jí)高級(jí)工程師任立人調(diào)查，我國(guó)制藥企業(yè)尤其是發(fā)酵類(lèi)制藥企業(yè)，能夠到達(dá)新的排放標(biāo)準(zhǔn)——化學(xué)需氧量（COD）120mg/L以下的寥寥無(wú)幾。而根據(jù)新《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，現(xiàn)有企業(yè)或設(shè)備以及新建（改/擴(kuò)建）制藥企業(yè)或制藥設(shè)備，從今年7月開(kāi)始強(qiáng)制執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)界專(zhuān)家預(yù)計(jì)，制藥工業(yè)將為達(dá)標(biāo)投入數(shù)百億元的環(huán)保資金。

工藝創(chuàng)新探索正酣

從全行業(yè)強(qiáng)制執(zhí)行新《標(biāo)準(zhǔn)》，到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》重新修訂意見(jiàn)開(kāi)征，再到《侵權(quán)責(zé)任法》明確“排放即有責(zé)任”原則，在環(huán)保意識(shí)日益興盛的當(dāng)下，被喻為醫(yī)藥行業(yè)“排污大戶(hù)”的原料藥企業(yè)生產(chǎn)工藝創(chuàng)新勢(shì)在必行。

任立人向記者表示，目前，醫(yī)藥行業(yè)尤其是原料藥生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放是否達(dá)標(biāo)，已經(jīng)關(guān)系到企業(yè)的生死存亡，應(yīng)在限制企業(yè)排放的同時(shí)，加大對(duì)企業(yè)污染治理資金和技術(shù)支持力度，尋求有效的廢水處理技術(shù)為制藥企業(yè)攻克排污難題。

據(jù)了解，制藥廢水是較難處理的工業(yè)廢水之一。制藥工業(yè)廢水常用的處理方法大多為物化法、化學(xué)法、生化法、其他組合工藝等。而傳統(tǒng)的處理方法為化學(xué)方法，由于化學(xué)藥品昂貴，處理費(fèi)用較高，企業(yè)難以承受，況且化學(xué)方法又容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。目前較為理想的處理方法是物理、化學(xué)和生物相結(jié)合的方法。目前，國(guó)際上普遍采用的是厭氧-好氧組合技術(shù)處理制藥廢水。

由于制藥產(chǎn)品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)工藝和管理水平差別較大，使得污水處理方法顯示出各自的特點(diǎn)。

從帝斯曼將清潔生產(chǎn)的“綠色酶法”引進(jìn)中國(guó)開(kāi)始，制藥企業(yè)對(duì)環(huán)保工藝改造意識(shí)日漸高漲，我國(guó)許多研究部門(mén)也提出了許多適宜處理制藥廢水的工藝技術(shù)。以上海一家典型的化學(xué)原料藥生產(chǎn)廠(chǎng)為例，該原料藥廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中排出大量高濃度、高鹽份且有一定毒性的有機(jī)廢水，針對(duì)其原廢水處理裝置工藝的不足和缺陷，以及廢水難以生物降解的特性，探索試行新型三段序貫式水解-好氧工序?yàn)橹鞯墓に?，通過(guò)對(duì)占CODcr總量70%的高濃度廢水加強(qiáng)了回收預(yù)處理，對(duì)其廢水的處理效果明顯。

有業(yè)界專(zhuān)家表示，環(huán)保意識(shí)不僅關(guān)系到藥企的生存和發(fā)展，也對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式提出轉(zhuǎn)變需求，從觀(guān)念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新，到推行清潔生產(chǎn)，實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展低排放、低消耗的低碳經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排，已經(jīng)成為原料藥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新思路。

“原料藥企業(yè)必須走‘自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、技術(shù)支撐、引領(lǐng)未來(lái)’之路，自覺(jué)調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)品升級(jí)?！敝袊?guó)化學(xué)制藥工業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)副主任沈賢姬直言。

鏈接>>>廢水排放指標(biāo)的含義

化學(xué)需氧量（COD）：COD是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化水中的有機(jī)物質(zhì)所消耗的氧量，是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)。常用的氧化劑有重鉻酸鉀和高錳酸鉀，用CODcr表示，單位：mg/L。

生化需氧量（BOD）：BOD（BOD5表示5日生化需氧量）是指在溫度、時(shí)間都一定的條件下，微生物在分解氧化水中有機(jī)物的過(guò)程中所消耗的溶解氧量，單位：mg/L。

固體物質(zhì)含量（SS）：水中固體物質(zhì)包括懸浮固體和溶解性固體兩大類(lèi)。懸浮固體也稱(chēng)懸浮物質(zhì)或懸浮物，是指懸浮于水中的固體物質(zhì)，是反映水中固體物質(zhì)含量的一個(gè)常用的重要水質(zhì)指標(biāo)，常用SS表示，單位：mg/L。

酸堿強(qiáng)度（pH）：水的pH是常用的水質(zhì)指標(biāo)之一，表示水中酸、堿的強(qiáng)度。

1普通活性污泥法

目前,國(guó)內(nèi)外處理抗生素廢水比較成熟的方法是活性污泥法。由于加強(qiáng)了預(yù)處理,改進(jìn)了曝氣方法,使裝置運(yùn)行穩(wěn)定,到20世紀(jì)70年代已成為一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的制藥廠(chǎng)普遍采用的方法。普通活性污泥法的缺點(diǎn)是廢水需要大量稀釋,運(yùn)行中泡沫多,易發(fā)生污泥膨脹,剩余污泥量大,去除率不高,必須采用二級(jí)或多級(jí)處理。因此,近年來(lái),改進(jìn)曝氣方法和微生物固定技術(shù)以提高廢水的處理效果,已成為活性污泥法研究和發(fā)展的重要內(nèi)容。

2序批式間歇活性污泥法SBR法

SBR法具有均化水質(zhì)、無(wú)需污泥回流、耐沖擊、污泥活性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、占地少、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、基質(zhì)去除率高于普通的活性污泥法等優(yōu)點(diǎn),比較適合于處理間歇排放、水量水質(zhì)波動(dòng)大的廢水。SBR生物處理技術(shù)已經(jīng)廣泛用于城市污水、食品工業(yè)廢水等的處理中。目前,SBR法也已成功應(yīng)用于許多制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理中,如中藥材、四環(huán)素、慶大霉素等生產(chǎn)廢水的處理。但SBR法具有污泥沉降、泥水分離時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。在處理高濃度廢水時(shí),要求維持較高的污泥濃度,同時(shí),還易發(fā)生高粘性膨脹。因此,?？紤]在活性污泥系統(tǒng)中投加粉末活性炭PAC,這樣,可以減少曝氣池泡沫,改善污泥沉降性能及液-固分離性能、污泥脫水性能等,獲得較高的去除率。有制藥廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

3生物接觸氧化法

生物接觸氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn),具有較高的處理負(fù)荷,能夠處理容易引起污泥膨脹的有機(jī)廢水。在制藥工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理中,常常直接采用生物接觸氧化法,或用厭氧消化、酸化作為預(yù)處理工序,來(lái)處理?yè)錈嵯⑼?、抗生素原料藥、淄體類(lèi)激素等制藥生產(chǎn)廢水。接觸氧化法處理制藥廢水時(shí),如果進(jìn)水濃度高,池內(nèi)易出現(xiàn)大量泡沫,運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取防治和應(yīng)對(duì)措施。

4上流式厭氧污泥床UASB法

反應(yīng)器具有厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。UASB能否高效和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于反應(yīng)器內(nèi)能否形成微生物適宜、產(chǎn)甲烷活性高、沉降性能良好的顆粒污泥。但在采用UASB法處理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制藥生產(chǎn)廢水時(shí),通常要求SS含量不能過(guò)高,以保證COD去除率可在85%～90%以上。二級(jí)串聯(lián)UASB的COD去除率可達(dá)到90%以上。采用加壓上流式厭氧污泥床PUASB處理廢水時(shí),氧濃度顯著升高,加快了基質(zhì)降解速率,提高了處理效果[3]。上流式厭氧污泥床過(guò)濾器UASB+AF是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型復(fù)合式厭氧反應(yīng)器,它結(jié)合了UASB和厭氧濾池AF的優(yōu)點(diǎn),使反應(yīng)器的性能有了改善。該復(fù)合反應(yīng)器在啟動(dòng)運(yùn)行期間,可有效地截留污泥,加速污泥顆?；?對(duì)容積負(fù)荷、溫度、pH值的波動(dòng)有較好的承受能力。該復(fù)合式厭氧反應(yīng)器已用來(lái)處理維生素C、雙黃連粉針劑等制藥廢水。

5復(fù)合式厭氧反應(yīng)器

復(fù)合式厭氧反應(yīng)器兼有污泥和膜反應(yīng)器的雙重特性。復(fù)合式厭氧反應(yīng)器對(duì)乙4螺旋酶素生產(chǎn)廢水的處理表明,反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷率為8～13kg/m3·d,可獲得滿(mǎn)意的出水水質(zhì)。

6光合細(xì)菌處理法PSB

光合細(xì)菌PhotosynthesisBacteria,簡(jiǎn)稱(chēng)PSB中紅假單胞菌屬的許多菌株能以小分子有機(jī)物作為供氫體和碳源,具有分解和去除有機(jī)物的能力。因此,光合細(xì)菌處理法可用來(lái)處理某些食品加工、化工和發(fā)酵等工業(yè)的廢水。PSB可在好氧、微好氧和厭氧條件下代謝有機(jī)物,采用厭氧酸化預(yù)處理?？梢蕴岣逷SB的處理效果。對(duì)于某些非抗菌素類(lèi)生化藥物,可考慮采用光合細(xì)菌處理法與其他物化或生物處理技術(shù)相結(jié)合的工藝進(jìn)行廢水處理。

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