关键词：制药废水；处理技术；研究进展

                 进入 21 世纪，我国制药行业高速发展，药品生产企业数量越来越多，行业规模不断扩大，已成为世界上第二大原料药生产国。伴随制药行业的不断发展，制药废水呈现爆发式的增加，排放量占总工业废水排放量的 3% 左右。制药过程具有原料及生产的复杂性，不同原料在使用过程中，会产生制药中间体以及代谢产物，也会产生较多的高浓度、高毒性以及难以降解的废水，成为国家环境保护工作中重点治理的产业之一。在大多数国家和地区的废水以及地表水中均检测发现近百种药物以及代谢产物，制药废水的处理逐渐引起全社会的关注。

                  1 制药废水产生的原因

                  从工艺层面上分析，制药废水可以划分为合成药物生产废水、中成药制药废水、生物法制药生产发酵废水等 [1]。合成类药品是通过有机以及无机原料，通过化学反应以及中间体反应过程获取产品，这一生产特性决定了化学合成类制药废水组成成分是结晶母液以及残余生产物等，因此使用的主要处理方法是生物法、物理法以及化学法。中成药生产过程包括不同的生产环节，如动植物或者是矿物等不同原料的提取以及分类等，使用的药物种类较多，因此产生的废水成分具有差异性。通常情况下，中药类制药废水成分比较复杂，水质水量也有较大的波动，但其中的生化性较好，可以使用生物法进行处理。生物法制药生产发酵废水主要是微生物发酵产生的废液、提取及纯化过程中生产的残余液体、发酵罐排放的洗涤废水等，多使用化学法以及生物法处理 [2]。

                    2 制药废水处理技术

                     2.1 物理处理技术

                    2.1.1 混凝法

                     混凝法的使用原理将混凝剂应用于废水中，使用这一措施的主要作用是借助其吸附以及中和电荷的作用，使废水中的胶体逐渐丧失稳定性，在凝结作用产生后可以继续发挥沉淀作用。混凝法技术的应用可以有效降低污染物的浓度，改善废水的生物降解性，但沉淀阶段存在的污泥会形成二次污染，这是混凝法技术应用的弊端之一。混凝法处理技术在整体处理阶段中需要贯穿始终，包括预处理阶段、中间处理阶段以及最终处理阶段，制药试剂中有毒物质浓度较大，使用这一处理技术可以降低废水中有毒物质的含量，也可以有效解决除臭等问题。

                     2.1.2 吸附法

                     吸附法处理技术属于比较简单的物理处理方式，通过多孔性固体产生的吸附作用，将其放入废水中可以有效去除部分污染物质，具有净化作用。比较常见的吸附性固体有活性炭、吸附树脂等 [3]。

                     2.1.3 电解法

                     电解法处理技术是通过电解作用，使污染物离子在电场作用下产生定向运动，从而去除废水中污染物。电解法处理技术主要特点是操作简单、脱色效果好，相关研究表明，在 pH 值为 2 的情况下，使用 12 V 电压电解 4 h，其中污染物的去除率可以达到60% 以上。

                         2.1.4 气浮法

                         气浮法处理技术是通过相应方式导致水中产生大量的气泡，其与废水中的污染物产生微粒粘附作用，最终形成气浮体上升至水面，从而去除污染物，主要使用的方式有充气气浮、化学气浮以及电解气浮等 [4]。

                        2.2 生物法处理技术

                       生物法处理技术是通过微生物的新陈代谢作用，将水中有机物转化为二氧化碳、水等无机物。通过工艺处理合成依托度酸残留较高的制药废水（药物残余达到 7 500 mg/L），研究结果显示，使用生物法处理技术可以保证其中 90% 左右的药物残余去除，由于在处理过程中会生成硝酸盐以及硫化物抑制，采用预氧化工艺处理后其去除率可以达到 100%。通过移动床生物膜反应器（Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR）工艺处理技术，以间歇式以及连续式使用方式分别处理制药废水，结果表明这一处理方法对废水中的污染物去除率较高，并且间歇式处理方式效果更佳。相关研究人员利用厌氧膜生物反应器（Anaerobic Membrane Bioreactor，AnMBR）处理技术，进行制药废水的处理试验，发现甲醇作为唯一使用碳源情况下，去除率可以达到 97%，制药废水作为唯一碳源情况下，去除率仅有 78% 左右，且反应器内存在的微生物群落也有一定区别。还有部分研究人员使用升流式厌氧填料床反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，UASB）技术应用于发酵类制药废水处理中，发现水力的停留时间主要是在 2.5 ～ 4.0 d，负荷情况显示为 0.6 ～ 2.0 g/d，去除率为 95% 左右，满足排水标准。UASB 处理技术主要应用在提取类高盐制药废水中，其停留时间设置为 48 h，在处理之后去除率为 41.3% 左右。其反应器配备主要有三相分离器，有效分离气体、液体以及固体，在反应器中可以有效维持较高的污泥浓度，处理效率突出，同时承受较高有机负荷，在中高浓度有机废水排出中应用比较广泛。

                         厌氧出水之后，使用膜生物反应器（Membrane BioReactor，MBR）及序列间歇式活性污泥法（SequencingBatch Reactor Activated Sludge Process，SBR）处 理，这 两 种 工 艺 的 去 除 率 分 别 为 94%、92%，相 比 于UASB、AnMBR 处理技术，MBR 以及 SBR 的处理效果显然更好 [5]。 

                       2.3 化学处理技术

                      化学处理技术是使用相关化学试剂与污染物反应进行处理的方式，若试剂使用过量会造成二次污染，因此工作人员应重视试剂用量的控制，在使用之前需要在实验室进行相应的研究，确定精确的用量配比。

                       2.3.1 臭氧氧化技术

                       臭氧氧化技术是借助臭氧的强氧化能力对有机废水进行相应处理，O3、OH- 会生成更具氧化能力的自由基，这种物质可以对不同类型的有机物质进行同时氧化。技术使用过程中，其产生的优势是反应比较迅速，同时二次污染的弊端可以解决。去除制药废水中污染物质。结合相关研究数据显示，针对阿莫西林制药废水处理过程中，将 pH 数值设定为 5.5 情况下，其中数值占据 90% 左右的药物会在 5 min 内被O3 氧化，但仅使用 O3 进行氧化处理时，未设置 pH 值环境下，氧化能力也不够显著 [6]。基于上述情况，臭氧利用率有效提升，利用组合工艺处理技术比较适合，提高净化处理效果。

                         2.3.2 Fenton 试剂处理技术

                          Fenton 试剂处理技术是将亚铁盐作为催化剂，在相应环境中产生强氧化作用，促成多种有机分子分解，具有处理废水作用。这一技术的使用不需要高温高压条件，但氧化能力较低，在处理后的废水中含有过量铁离子。试验结果表明，使用 Fenton 试剂法可以有效处理胃必治制药废水，可以使用相应浓度的 FeSO4 和质量分数为 3% 的 H2O2 构成体积比为1 ∶ 2 的混合溶液，反应时间控制在 90 min，温度设置为 60 ℃，添加比例为 150 mL/L，最佳条件下去除率高达 90%。

                        2.3.3 光催化氧化技术

                        光催化氧化技术的实际处理前景比较广阔，在使用过程中催化剂主要是 N 型半导体，借助紫外线部分进行光辐射，构成自由基，具有氧化能力，这种物质可以氧化多种污染物质。光催化方式技术效果比较显著、简易性高，可以对物质进行还原氧化，脱色效果显著，二次污染问题可有效解决，但是由于使用单一光效果并不好，因此还需要继续深入研究再投入生产。

                       3 结语

                        制药废水成分比较复杂，水质波动较大，并且废水中存在较多的毒性物质以及有机物，需要多工艺组合以提高废水处理的效果。

                        原标题：制药废水处理技术研究进展

                        原作者：展光伟