【案例】高浓度制药废水预处理工艺选择比较

项目概述

某药业有限公司主要生产化学合成原料药、医药中间体，其产生的废水主要为工艺废水、地坪清洗废水、设备清洗水、水环真空泵排水、质检废水、废气处理系统排水、锅炉排水、生活污水、循环水系统排水、 纯化水系统排水 等，废水最大日产生废水量593.396m ³ /d（116468.574m ³ /a），主要污染因子为 pH、COD、BOD5、SS、NH ₃ -N、TN、TP、氯化物、硫酸盐、总锌、总铜、甲苯、二氯甲烷、氟化物、石油类、动植物油。

生产物料主要有： 洛伐他汀、腺苷、3TA-2、腺嘌呤、二丙基膦酰乙酸甲酯、右旋环氧氯丙烷等物质。

预处理工艺选择

根据《制药工业污染防治可行技术指南 原料药（发酵类、化学合成类、提取类）和制剂类》（HJ1305-2023）中物化处理技术，项目高浓度废水可以采用以下方式进行预处理：

混凝沉淀/气浮

该技术通过投加混凝剂使水中难以自然沉淀或上浮的胶体物质以及细小的悬浮物聚集成较大颗粒，然后通过沉降或气浮实现固液分离。

适用于发酵类、提取类悬浮物浓度较高废水的预处理和制药废水生化处理后的深度处理。

可有效去除制药废水中总磷、色度、SS、胶体等。

SS 的去除率可达 90%以上。常用的混凝剂有铝盐、铁盐、聚合盐类等，絮凝剂常用聚丙烯酰胺等。

混凝、气浮的设计与管理应符合 HJ 2006、HJ 2007 要求。

吸附过滤

该技术适用于悬浮物浓度较低废水的处理，如经生化处理后的制剂类制药废水的深度处理。

可有效去除制药废水中 CODCr、色度、SS 等。

SS 的去除率可达 90%以上。 常用滤料有石英砂、无烟煤、白云石等。

常用无烟煤和石英砂双层滤料，滤层厚度一般为 1m～1.2m，滤速为 8 m/s～10m/s。过滤的设计与管理应符合 HJ 2008 要求。

臭氧氧化

该技术适用于含苯、酚、醛、氰等污染物废水的处理，常结合固液态催化剂或紫外线（UV）光催化用于难降解制药废水的预处理或制药废水深度处理。

可生化性（BOD5/CODCr）可提高到 0.3 以上，CODCr 去除率可达 40%以上。臭氧投加量宜采用试验确定，接触时间一般为 1 h～3 h。

微电解（Fe-C）

该技术适用于氧化还原电位较高的化学合成类制药废水生化处理前的预处理，可提高废水的可生化性。

适宜偏酸性条件，水力停留时间宜为 0.5 h～1.5 h，为防止铁碳板结，应设曝气系统。

可生化性（BOD5/CODCr）可提高到 0.3 以上，CODCr去除率为 30%～40%。

芬顿氧化

该技术适用于难降解的化学合成类制药废水生化处理前的预处理和原料药生产废水生化处理后的深度处理。

具有加药种类多、成本较高，且产生较多物化污泥、增加废水中的盐分等特点。

包括传统芬顿、光芬顿、微电解芬顿等。采用该技术处理制药废水，pH宜为 3～4，水力停留时间宜为 2 h～4 h。CODCr去除率可达 60%以上。芬顿氧化的设计与管理应符合 HJ 1095 要求。

氧化吸附

该技术适用于制药废水的深度处理，近中性条件下（pH 5～6）在生化出水中投加双氧水和二价铁盐（过氧化氢和二价铁的摩尔比为 0.5～1），通过氧化和吸附作用去除难生物降解有机物。可单独使用或与聚合硫酸铁等絮凝剂配合使用，CODCr去除率为 50%～70%。

中低温湿式氧化

该技术适用于高浓度发酵类、化学合成类制药废水的预处理。

采用该技术时，温度宜控制在 120 ℃～250 ℃，压力控制在 4MPa 以下。可生化性（BOD5/CODCr）可提高到 0.3以上，CODCr去除率可达 40%以上。

吹脱

该技术适用于 NH ₃ -N 浓度大于 1000mg/L 的制药废水处理。采用该技术时，pH 控制在10～13，温度控制在 30℃～50℃，常温条件下蒸汽用量为 200 kg/t 废水～300kg/t 废水。

NH ₃ -N 去除率为 70%～96%，氨可回收利用。

产生的碱性有机恶臭气体，可采用水吸收或酸吸收的方法处理后达标排放。

强制水解

该技术适用于发酵类抗生素（如四环类、大环内酯类、多肽类等）制药废水生化处理前的预处理，可降低生物抑制性，提高可生化性，控制废水中耐药基因传播。

该技术通过调节温度、pH、加入固体碱催化剂等方式，加快废水中抗生素的水解，抗生素去除率可达 99%以上。

膜分离

该技术适用于制药废水脱盐及再生回用，通常包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。

废水进入膜系统前一般需进行砂滤和精密过滤等预处理。膜分离工艺的设计与管理应符合 HJ579 要求。

工艺推荐

针对化学制药废水成分复杂、难降解、生物抑制性强的特点， 采用微电解＋芬顿氧化+混凝沉淀的组合处理工艺对废水进行预处理。

铁碳微电解工艺是利用零价铁和活性炭之间的电位差，形成和Fe ²⁺ 与废水中的大分子有机化合物发生氧化还原反应，提高废水的可生化性。

该工艺成本低廉、高效无毒，是环境友好的绿色预处理技术。在废水中加入适量的H ₂ O ₂ ，可以与微电解反应过程中释放的Fe ²⁺ 形成Fenton系统，生成氧化性更强的·OH。

研究表明，铁碳微电解和Fenton氧化的协同作用具有更大的成本优势，并能保证较高的COD去除率 。

（ 来源：环保尖兵 ）