醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水的工程實(shí)踐

陳 瑛，陶旭峰，袁太陽

（浙江環(huán)之美環(huán)保科技有限公司，浙江臺州 318000）

2019年全國衛(wèi)生總費(fèi)用達(dá)65 195.9億元，人均衛(wèi)生總費(fèi)用4 656.7元[1]。進(jìn)入2020年后醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值年增長率保持超過10%，預(yù)測在未來的10年，醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值將繼續(xù)保持快速增長。同時醫(yī)藥中間體作為重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)值也保持著較高的增長率。

制藥產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的一個環(huán)節(jié)，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，同時也影響著人類的日常生活和健康水平。在人類生存活動中，應(yīng)對不同的疾病需要不同的藥物，這就需要生產(chǎn)各種各樣的藥品，而醫(yī)藥中間體生產(chǎn)是藥品生產(chǎn)中必不可少的環(huán)節(jié)，也就意味著需要生產(chǎn)各種不同的醫(yī)藥中間體。伴隨著醫(yī)藥中間體的生產(chǎn)，就會產(chǎn)生各種不同的廢水，和普通廢水相比，醫(yī)藥中間體的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜、COD濃度高、鹽度高等，并且?guī)в猩锒拘裕话愕纳y以處理[2]。如果不加處理排放，會對環(huán)境和人類生存產(chǎn)生不利影響。針對醫(yī)藥中間體廢水，一般需要先進(jìn)行高級氧化預(yù)處理，例如鐵碳、芬頓、臭氧等。朱俊等采用微波強(qiáng)化Fenton氧化法處理高濃度醫(yī)藥中間體廢水實(shí)驗(yàn)中，初始pH為4，雙氧水投加量為5mL/L，F(xiàn)eSO4.7H2O投加量為3g/L，微波功率為300W，反應(yīng)7min的條件下，COD去除率達(dá)89.7%[3]。

1 廢水水質(zhì)、水量和排放標(biāo)準(zhǔn)

浙江某藥業(yè)有限公司主要生產(chǎn)醫(yī)藥中間體，擁有多個產(chǎn)品生 產(chǎn)線，主要產(chǎn)品為依那普利、賴諾普利、西他列汀中間體和利伐沙班中間體等，產(chǎn)生工藝高濃廢水50t/d；水沖泵廢水、地面及設(shè)備清洗廢水、檢修廢水、廢氣噴淋廢水、冷卻廢水、生活污水、初期雨水、純水制備廢水等各股廢水作為低濃廢水，合計300噸。其中部分高鹽廢水、高AOX廢水和高氨氮廢水需要經(jīng)過蒸餾預(yù)處理，冷凝廢水也進(jìn)入低濃廢水。具體進(jìn)水廢水水質(zhì)見表1。

表1 廢水水質(zhì)

廢水處理后要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）三級標(biāo)準(zhǔn)。

2 廢水處理工藝

針對醫(yī)藥化工廢水排放水質(zhì)不穩(wěn)定、排放間歇性、濃度高、有毒有害物質(zhì)多的特點(diǎn)，該類廢水須經(jīng)過合理的分質(zhì)分流收集，部分工藝廢水須選擇合理措施進(jìn)行預(yù)處理，不僅實(shí)現(xiàn)物質(zhì)進(jìn)一步回收，并能極大降低廢水中污染物質(zhì)濃度，降低末端廢水站處理難度。

廢水分質(zhì)分流：車間生產(chǎn)廢水高、低濃度分開收集，其中工藝廢水利用車間外高濃廢水罐分類收集，車間清洗廢水等采用車間外低濃廢水收集池單獨(dú)收集，收集后的各廢水高架管路泵送至廢水站。需脫溶的工藝廢水單獨(dú)收集于暫存罐中，利用車間內(nèi)廢水預(yù)處理釜進(jìn)行蒸餾脫溶預(yù)處理。需脫鹽（脫氮）的工藝廢水單獨(dú)收集于暫存罐中，利用車間內(nèi)廢水預(yù)處理釜進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽（脫氮）預(yù)處理。具體分流方法如下所示。

1）高含鹽工藝廢水：項(xiàng)目使用較多的無機(jī)酸堿，工藝廢水中含鹽量較高，結(jié)合含溴、含高氮廢水的蒸發(fā)脫鹽預(yù)處理，建議對同時含鹽和含較多副產(chǎn)的廢水進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽預(yù)處理。為減輕運(yùn)行成本，在控制廢水總鹽度1%的前提下，盡量減少單純含鹽的工藝廢水預(yù)處理。

2）含高COD工藝廢水：項(xiàng)目工藝廢水COD濃度較高，綜合考慮廢水量及水質(zhì)，結(jié)合部分需脫鹽、脫AOX、脫氮工藝廢水，在脫鹽預(yù)處理過程可先蒸餾除去溶劑，冷凝廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池。

3）含AOX工藝廢水：項(xiàng)目原料中使用較多的二氯甲烷，部分進(jìn)入廢水后造成廢水的AOX較高，由于生化處理對AOX的去除能力有限，必須在生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)加強(qiáng)對二氧甲烷的回收利用，蒸餾回收二氯甲烷后，再進(jìn)入廢水站。

4）高含氮工藝廢水：項(xiàng)目含氮工藝廢水主要含有機(jī)氮副產(chǎn)雜質(zhì)，可考慮結(jié)合需脫鹽工藝廢水一并采用蒸發(fā)脫鹽措施進(jìn)行預(yù)處理。

5）含溴工藝廢水：含溴工藝廢水主要含四丁基溴化銨，需對含溴工藝廢水進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽預(yù)處理，脫除溴。

6）廢水預(yù)處理：針對部分工藝廢水高COD、高鹽、高含氮、含AOX、含溴、含較多副產(chǎn)等特點(diǎn)，采取以生產(chǎn)車間為單元，針對性進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理，使工藝廢水和其他廢水混合后的廢水在鹽度、毒性等方面不對后續(xù)生化處理產(chǎn)生抑制，從而保證廢水得到有效穩(wěn)定處理。車間預(yù)處理主要為脫鹽、脫氮、脫溶、回收物料、分離物料為主，將各股廢水在全部混合前，進(jìn)行分質(zhì)合并收集，根據(jù)各廢水中物料的特殊性，選擇合理的預(yù)處理措施。本項(xiàng)目中含大量的鹽和含氮物質(zhì)，需脫鹽脫氮，同時廢水中較多物質(zhì)都有生物毒性，比如二氯甲烷、四丁基溴化銨等。經(jīng)預(yù)處理后，各股廢水將實(shí)現(xiàn)含鹽含氯極大降低、高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)和大多生物毒性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)直接截留等，后續(xù)末端廢水處理的難度極大降低，實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)行更加穩(wěn)定。本項(xiàng)目預(yù)處理工藝采用蒸發(fā)脫氮、蒸發(fā)脫鹽、蒸餾脫溶等措施。

廢水處理工藝流程圖見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

各車間工藝廢水經(jīng)車間預(yù)處理后，收集至高濃調(diào)節(jié)池，池中廢水用泵提升至氧化池，加酸調(diào)節(jié)用芬頓氧化去除部分有機(jī)物，并通過對復(fù)雜有機(jī)物的破壞改善廢水的B/C值，氧化池出水自流入混凝沉淀池1；在池中投加絮凝劑、助凝劑，產(chǎn)生大量礬花，吸附去除部分有機(jī)物，以去除SS和不溶有機(jī)物，上清液自流入綜合廢水調(diào)節(jié)池和低濃廢水混合。池中廢水泵入混凝沉淀池2，通過調(diào)節(jié)pH和投加絮凝劑、助凝劑，產(chǎn)生大量礬花，吸附沉淀去除部分有機(jī)物；混凝沉淀池2出水后進(jìn)入生化處理系統(tǒng)。出水先進(jìn)入水解池，通過厭氧水解作用，去除部分COD，降解大分子污染物為小分子污染物，并提高廢水B/C值。水解池出水自流入兼氧池，通過兼氧菌去除部分COD，并反硝化脫氮，出水自流入好氧池，通過好氧菌種徹底氧化降解污染物，末端利用MBR膜實(shí)現(xiàn)泥水分離，MBR膜能有效截留反應(yīng)器內(nèi)菌種，保持較高的污泥濃度，降低污泥負(fù)荷，提高去除效率。MBR池中的部分污泥回流到水解池，可以維持水解池和兼氧池的污泥濃度，并在水解池中分解部分回流污泥，在兼氧池中將回流污泥中的硝態(tài)氮反硝化為氮?dú)馀懦鱿到y(tǒng)。混凝沉淀池1和混凝沉淀池2的污泥與剩余污泥一起排至污泥池，經(jīng)污泥濃縮后，泵入污泥脫水機(jī)脫水后，含水率達(dá)到60%，干污泥安全處置，濾液回綜合廢水調(diào)節(jié)池。最終出水達(dá)標(biāo)后排放。

3 處理效果

廢水處理效果見表2。

表2 廢水處理效果

由表2可知，高濃廢水經(jīng)過芬頓處理，COD、BOD5、氨氮和甲苯的去除率分別達(dá)到34.74%、19.78%、4.58%和84.37%，B/C值由0.40提到高0.5。綜合廢水經(jīng)過A/A/O+ MBR處理后出水COD、BOD5、氨氮和甲苯濃度為285mg/L、 75mg/L、12.6mg/L和0.37mg/L；去 除 率 分 別 為96.40%、98.07%、72.25%和91.02%。

4 結(jié)語

通過對醫(yī)藥中間體廢水進(jìn)行分質(zhì)分流，先對高濃難降解廢水進(jìn)行蒸發(fā)預(yù)處理和芬頓預(yù)處理，出水再與低濃廢水混合后采用A/A/O+MBR工藝進(jìn)行處理，最后出水達(dá)標(biāo)排放。實(shí)際運(yùn)行成本16.45元/t，其中人工費(fèi)1.67元/t，電費(fèi)2.65元/t，藥劑費(fèi)12.13元/t。