化学絮凝法处理制药废水应用研究进展

化学絮凝法处理制药废水应用研究进展

采用化学絮凝法处理制药废水具有高效、经济和操作简便等优点，与好氧/厌氧传统生化法、膜分离等方法联合起来可有效克服制药废水对活性功能性微生物的抑制性和对分离膜的长效性污染；同时大大提高废水的可生化性、改善废水水质特性，使处理后的出水水质接近或达到普通有机废水水质，从根本上解决了制药废水治理难的问题。文中就絮凝法在制药废水处理中的应用研究现状，以及影响制药废水絮凝处理的主要因素进行了论述。

标签：化学絮凝；制药废水；预处理；后续处理；影响因素

1 化学絮凝法原理

化学絮凝法的原理是由于存在双电层及某些物理因素，当加入与胶体粒子具有不同电性的离子溶液时，会发生凝结作用。当发生凝结作用时，胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和，不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒。当加入絮凝剂时，它会离子化，并与离子表面形成价键。为克服离子彼此间的排斥力，絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞，当粒子逐渐接近时，氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。碰撞一旦开始，粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集，较大颗粒粒子从水中分离而沉降。絮凝剂主要分为无机、有机和复合型絮凝剂三类。无机高分子絮凝剂有聚氯化铝（PAC）、聚硫酸铝（PAS）、聚硫酸铁（PFS）等高聚物。有机高分子絮凝剂则主要是聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物。

2 制药废水的种类以及水质分析

2.1 抗生素生产废水

抗生素是微生物、植物或动物在其生命过程中产生（利用化学、生物或生化方法）的化合物，其种类繁多，生产方式多样，其中以生物发酵的形式最多。抗生素废水主要包括发酵废水、酸碱废水、有机溶剂及洗涤废水等，其中发酵废水的有机物浓度较高，COD达几万mg/L，而且废水中的残余抗生素对微生物具有抑制作用，使生物处理效率降低。此外，该类废水悬浮物含量高、色度高。

2.2 生物制药废水

发酵类生物制药的过程是通过微生物的生命活动，产生可以作为药物或药物中间体的物质，再通过分离方法将它们分离出来的过程。此类物质生产过程排放的废水包括生产过程废水、辅助过程排水、冲洗水和厂内的生活污水。

2.3 化学制药废水

化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或其中间体的过程，

包括化学合成制药和半合成制药。由于合成制药的排水可以笼统的概括为母液类、冲洗废水、回收残液、辅助工程排水及生活污水。

2.4 其他制药废水

其他制药废水主要包括植物提取类制药废水，生物制品废水等。植物提取类制药废水因品种不同，差异很大，COD浓度从数百毫克每升到数千毫克每升不等。生物制品废水污染物较少，生化性较好。

3 化学絮凝法处理制药废水应用研究

3.1 预处理制药废水

由于制药废水，尤其抗生素废水中残留的有害药物成分、发酵中间产物和部分原料等对生化处理中的微生物可能产生强烈的抑制性，而目前制药废水一般都采用二级生化处理，为了达到理想的处理效果，不得不将处理流程加长，有效池容加大。尽管如此，处理效果依然很差，且基建投资和运行成本也都较高。利用化学絮凝法在预处理阶段将制药废水中的COD、色度、悬浮物和残留药物成分予以大幅度去除，降低废水的药物效能，使经过预处理的制药废水水质特性发生根本性改变，接近或达到普通有机废水的水质状况，为后续处理的顺利进行奠定基础。

3.2 后处理制药废水

将絮凝工艺作为制药废水的好氧/厌氧生物法或酸析法的后续处理工艺，用来去除污染物在厌氧生物降解和酸析法中产生的粒径较大、絮凝性能好的悬浮态和胶体态杂质，从而实现废水处理目标，是化学絮凝在该领域应用的典型。

3.3 对制药废水中有效成分的提纯和回收

化学絮凝法在制药废水处理中的另一大应用就是对废水中的有效成分进行提纯和回收。上世纪50年代以来制药废水的提纯主要集中在水提醇沉、调等电点加热两种工艺上，但传统提纯方法对有效成分的损失率很大，并且醇沉时间长、周期长，乙醇回收困难等问题导致成本过高，而调等电点加热工艺同样存在耗能高、收效低等缺陷，亟需改进。所以，对制药废水经济、高效的提纯处理应该是将生物絮凝和化学絮凝有机结合起来，但以化学絮凝为主，在不同絮凝阶段形成不同类型的杂质絮凝核心以实现对有效药物成分的提纯、回收。

4 结束语

总之，采用化学絮凝法可以实现对制药废水进行高效、经济的处理，但在实際处理过程中下列问题值得尤为注意：

①絮凝剂的优选、絮凝反应条件的控制是制药废水化学絮凝工艺经济、高效

运行的前提，这一点对于多品种的制药企业来说显得更为重要；

②在考察絮凝剂种类、操作条件对絮凝效果影响的同时，加强对絮凝动力学和絮凝模型的研究以便对絮凝过程更好地进行控制；

③化学絮凝法预处理的制药废水水质特性发生了根本性改变，为后续处理的顺利进行奠定基础，但絮凝反应产生大量脱水性和可调理性均较差的絮凝污泥，处理起来十分棘手，所以在实际处理过程中要给予充分的重视。

参考文献：

[1]王晓慧.抗生素工业废水厌氧生物处理技术研究[D].郑州：郑州大学，2005.

[2]夏元东，周立綮，武鹏昆.医药废水絮凝过滤预处理试验研究[J].青岛建筑工程学院学报，2002，23（4）：47-50.

[3]熊安华.抗生素制药废水的深度处理技术研究[D].北京：北京化工大学，2006.