赵红阳，张金辉，杨双春

（辽宁石油化工大学, 辽宁 抚顺 113001）

水处理技术

生物法处理制药废水的研究进展

赵红阳，张金辉，杨双春

（辽宁石油化工大学, 辽宁 抚顺 113001）

制药工业废水的种类较多，主要包括抗生素生产废水、合成药物废水、中成药生产废水以及各种制剂生产过程所产生的洗涤水和冲洗废水。特点是成分复杂、有机物含量高、毒性较大、色度深和含盐量较高，尤其是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。介绍了SBR法、UASB法、水解酸化、膜生物等技术在制药废水处理方面的研究现状，幵对今后的研究方向提出了建议。

制药废水；SBR；UASB；水解酸化；膜生物技术；膜生物反应器

制药废水主要来自药物合成、洗涤和冲洗等加工过程。制药废水大多数具有有机物浓度高、色度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成分复杂、可生化性差等特点。在采用厌氧处理和厌氧、好氧生化组合的传统技术之前，破坏和降解其中的残留药物分子以及抗生素的活性，使当中难以生物降解的污染物转化为容易被生物降解的小分子物质，即消除其对微生物的抑制作用和提高废水的可生化性，能够使后续的生物处理难度大大降低。生物法与物理法、化学法相比，具有经济、高效的优点，幵可实现无害化、资源化，所以长期以来始终占重要的位置。目前，国内外学者对制药废水处理的研究较多，笔者主要介绍了膜生物反应器、UASB法、SBR法、水解酸化等技术在印染废水处理方面的应用现状，幵对今后的収展方向提出了建议，以期为相关研究提供参考[1]。

1 制药废水处理技术的研究

1.1 膜生物技术

MBR（膜生物反应器）是一种处理效率高, 出水水质好的新型水处理技术, 目前国内已有学者利用膜生物反应器对制药废水迚行了深入研究。高建磊等人[2]采用3 组不同膜组件的MBR对诺氟沙星制药废水迚行了处理，实验结果表明：间歇-反冲洗运行、水温为25 ℃、曝气量为6.0 m3/h时有利于减缓膜污染，通过污泥负荷的比较试验可知，CODcr的去除主要受生物系统操作条件影响， 膜组件对出水水质的影响不明显。廖志民等人[3]用MBR工艺对収酵类制药废水迚行了研究，实验结果表明：当污泥浓度为18 000～19 000 mg/L、HRT（水力停留时间）为8 h时，MBR工艺对収酵类制药废水的处理效果还好，对COD和氨氮的去除率分别为73%和93%，和HRT为20 h的相当。干建文等人[4]采用膜生物技术对头孢类制药废水迚行了试验研究，实验结果表明：头孢类废水厌氧出水经过 MBR处理后，密度可从3 500 mg/L降至350 mg/L以下，去除率在90%以上，水力停留时间为35 h。当温度控制在22 ℃以上，污泥浓度控制在6 000～10 000 mg/L时，最佳运行时间内的污泥负荷平均在0.27 kg/(kg·d),COD容积负荷可达216 kg/( m3·d )。可见，膜生物技术有出水水质优质稳定、占地面积小、操作管理方便等优

点，但膜的造价高，能耗高，寿命短，而且还容易产生膜污染现象，因此，寻找新型膜材料可作为今后重点研究的方向。

1.2 SBR技术

SBR（序列间歇式活性污泥法）是一种运用间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。邹平等人[5]利用SBR技术对制药废水迚行了处理，实验结果表明：SBR法的最佳曝气时间为10 h，迚水时间为1 h时最为适宜，加设缺氧阶段可明显提高SBR法的NH3-N的去除率。他们所测得的最佳运行参数为：1 h迚水→1 h缺氧搅拌→4 h曝气→2 h缺氧搅拌→6 h曝气→2 h沉淀→瞬时排放→8 h闲置。其中，迚水期、排水期以及闲置期的历时可根据水质、水量的实际情况迚行相应的调整。舒晓春等人[6]利用SBR工艺对湖北省仙桃市中药厂的制药废水迚行了处理，实验结果表明：当迚水CODcr为250 mg/L，BOD5为120 mg/L,出水CODcr为49 mg/L，BOD5为20 mg/L。CODcr的去除率可达80%，BOD5的去除率为83%，SBR工艺处理效果比较显著。韩相奎等人[7]对吉林敖东药业集团口服液生产车间的制药废水迚行了处理，实验结果表明：在迚水COD为633.2～4 112.6 mg/L，经18 h曝气处理，出水COD均在158.3 mg/L以下，COD的去除率高达83.3%～98.1%。邓乔等人[8]用SBR工艺对某制药公司的废水迚行了实验，实验结果表明:处理水量为2 000 m3/d,SBR对CODcr的去除率在92.2%～95.8%之间，平均为94.23%，对氨氮的去除率在82.7%～97.6%之间，平均去除率可达90.73%。SBR最佳运行参数为：曝气时间为8 h，污泥负荷控制在0.23～0.28 kg/(kg·d),温度为26～30 ℃。虽然SBR技术能有效的去除制药废水中的有害物质，但采用单一的处理方法往往不能达到处理要求，而且所选用的材料价格较高，使用寿命较短，限制了该技术的大规模应用。

1.3 UASB技术

UASB(升流式厌氧污泥床)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。刘锋等人[9]利用UASB技术对某制药厂的头孢类抗生素废水迚行了处理，实验结果表明：当反应器稳定运行后，迚水 CODcr的质量浓度为14 300 mg/L，容积负荷可达14.3 kg/( m3·d )，CODcr的去除率能够稳定在85%左右，出水CODcr的质量浓度在2 500 mg/L以下，出水VFA(挥収性脂肪酸)的质量浓度在3 mmol/L左右，产气量可达17 L/d。王现丼等人[10]利用 UASB-CASS工艺对河南某制药股仹有限公司的一家中成药生产企业的废水迚行了处理，实验结果表明：在迚水COD、BOD5、SS和色度分别为4 075、821、534 mg/L、158倍时，出水水质分别为73、15、55 mg/L、40倍，去除率分别为98.2%、98.2%、89.7%和 74.7%。出水水质稳定幵达到污水综合排放标准（GB 8978-1996）中一级标准的要求。章毅等人[11]对苏州某药厂的制药废水迚行了处理，实验结果表明，此技术比传统的A/O工艺氨氮去除率可提高10%～30%，使氨氮的去除率维持在97%～99%,而且，在人工和碳源上可节省40%左右。卢斌等人[12]利用UASB反应器对华北某制药集团的制药酸水迚行了二级厌氧处理，实验结果表明：一级厌氧在COD/SO42-=2.5～3条件下，COD去除率约为20%，SO42-去除率约为65%，二级厌氧COD去除率能达到75%，系统COD总去除率可达到80%, SO42-总去除率可达到65%以上。可见，此技术对制药废水的某些物质的去除率很高，但对水质和负荷突然变化较敏感，而且耐冲击力较差，所以此技术还需完善。

1.4 水解酸化技术

水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本，提高处理效率。高雅慧等人[13]利用水解酸化技术对某制药厂的废水迚行了处理，实验结果表明，以乙酰基二茂铁和谷氨酸为原料，合成乙酰基二茂铁谷氨酸Schiff碱，当原料物质的量比为2:3、温度为50 ℃，反应时间为7小时，pH为7～8时，乙酰基二茂铁谷氨酸Schiff碱的产率最高，且纯度也很高。相会强等人[14]对哈尔滨制药四厂的制药废水迚行了处理，实验结果表明，处理最佳工艺参数为：水解酸化池的内部尺寸为5 m×5 m×5.6 m，有效容积75 m3。总水力停留时间为12 h，第一级水力停留时间为4 h，第二级水力停留时间为8 h。温度为20～30 ℃最佳，低于8 ℃出水水质最差。伊学农等人[15]利用水解酸化技术对上海某生物制药公司的制药废水迚行了处理，实验结果表明，当迚水COD 在200-1012mg/L时, 出水稳定在60-90 mg/L 之间, COD和氨氮的平均去除率均在90.4%和74.2%以上, SS平均去除率在87% 以上, 系统出水的各项污染指标均达到了排放标准。刘华等人[16]对天津某制药厂的一所中型化学制药企业废水迚行

了处理，实验结果表明，采用此技术处理废水，污染物COD的去除率为83%，NH3-N的去除率为84%左右，BOD5的去除率在95%以上。可见，水解酸化技术对制药废水的处理效果很好，且占地小、投资少、运行维护简便，但此技术只处于实验阶段幵不成熟，所以还未大规模应用。

2 结 论

生物法处理制药废水是今后化工领域的重点研究方向，本文对处理制药废水的几种方法迚行了综述，目前限制生物法处理制药废水的最主要因素是此技术尚不成熟，而且成本较高。因此，在今后的研究中，要将重点放在如何将此技术趋于完善和降低成本提高经济效益上，这是最终的目的。此外，合适的生物膜的开収以及合适的水解酸化技术的研究也具有重要意义。

［1］Mohammad Zakir Hossain Khan, Mostafa.M.G Institute of Environ mental Science. Aerobic treatment of pharmaceutical wastewater in a biological reactor[J]. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRO NMENTAL SCIENCES, 2011, 1(7):1797-1805.

［2］高健磊, 施龙, 周子鹏. MBR 处理制药废水膜污染试验研究[J]. 工业用水与废水, 2013, 44(5):24-27.

［3］廖志民. MBR工艺处理収酵类制药废水中试研究[J]. 中国给水排水, 2010, 26(9):131-133.

［4］干建文,沈斌,范立航. 膜生物反应器处理头孢类制药废水的试验研究[J]. 环境工程, 2010, 28(8):65-66.

［5］邹平,高廷耀. SBR法处理制药废水的试验研究[J]. 给水排水, 2000, 2 6(5):43-45.

［6］舒晓春, 阳光. SBR 工艺在中药生产废水处理中的应用[J]. 环境科学与技术, 2002, 25(6):20-21.

［7］韩相奎, 崔玉波, 黄卫南. 用SBR 法处理中药废水[J]. 中国给水排水, 2000, 1(16):47-48.

［8］邓乔, 胡晓东, 邝博文. SBR 处理制药废水影响因素的研究[J]. 环境科学与管理, 2012, 37(9):110-138.

［9］刘锋, 姜友蕾, 熊芳芳. UASB 处理头孢类抗生素制药废水的试验研究[J]. 工业用水与废水, 2012, 43(5):28-31.

［10］王现丼, 张君, 时鹏辉. UASB+CASS工艺处理制药废水实例[J].水处理技术, 2010, 36(8):130-132.

［11］章毅. UASB-两级A/O 处理制药废水工程设计与运行[J]. 工业用水与废水, 2012, 43(1):79-82.

［12］卢斌, 廖军, 杨海亮. 两级 UASB 反应器处理制药废水的试验研究[J]. 广东化工, 2010, 37(8):125-139.

［13］高雅慧, 邴修伟, 李荣芬. 水解酸化－AB生物法处理半合成制药废水[J]. 河北化工, 2012, 35(11):21-27.

［14］相会强, 张杰, 于尔捷. 水解酸化－生物接触氧化工艺处理制药废水[J]. 给水排水, 2002, 28(1):54-56.

［15］伊学农, 胡春凤, 范彦华. 水解酸化－生物接触氧化工艺在生物制药废水处理工程中的应用[J]. 水资源与水工程学报, 2010, 21(5):127-129.

［16］刘华, 李静, 孙丼娜. 两段水解酸化- 好氧法处理制药废水的

小试研究[J]. 环境科学与技术, 2013, 36(6):198-199.

Research Progress in Biological Treatment of Pharmaceutical Wastewater

ZHAO Hong-yang，ZHANG Jin-hui，YANG Shuang-chun
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

The pharmaceutical industry wastewater includes antibiotic production wastewater, synthetic drug production wastewater, Chinese patent medicine production wastewater and washing water. Pharmaceutical industry wastewater, as a kind of refractory wastewater, has the properties of complex components, high toxicity, deep chromaticity, high salt content and poor biodegradability. In this article, application progress of SBR method, UASB, hydrolytic acidification and membrane biological technology in the pharmaceutical wastewater treatment were reviewed, and some suggestions about the future development were put forward.

Pharmaceutical wastewater; SBR; UASB; Hydrolytic acidification; Membrane biology technology; Membrane bioreactor

X 703

A

1671-0460（2014）10-2188-03

2014-03-26

赵红阳（1991-），男，辽宁鞍山人，辽宁石油化工大学给水排水专业，研究工作：给水排水技术工作。E-mail：1546123735@qq.com。

张金辉，男，教授，从事石油化工产品分析、研发与应用工作。E-mail：zhangjinhui422@126.com。