中藥提取廢水處理方法研究分析

江蘇龍鳳堂中藥有限公司 周志榮，徐峰

中藥在我國占有很高的比重，中藥材在生產利用過程中會產生大量的中藥廢棄物、非藥用部位以及藥渣殘渣等，絕大多數被隨意丟棄、填埋、漚肥等，造成了中藥資源極大的浪費，同時使得大量有害物質進入環境，加速了環境污染。中藥制藥過程中產生的工業廢水因其成分復雜、變化大、種類多、處理困難而成為水污染的重要污染源之一。因此，對中藥廢水的處理，達到要求的排放標準，對保護水資源、生態環境以及人類發展具有重要意義。

一、中藥廢水的來源與特征

中藥是以草藥為原料，制備加工成各種劑型的中藥制品，一般中藥的生產過程包括預處理裝置、浸泡、洗后、切碎、干燥、水提、包裝等生產流程，其中洗泡、沖洗以及水提過程中會產生大量廢水。中藥制藥的原材料主要來源于中藥材，其中大多數都含有天然的有機物質，少數含其他復雜的有機化合物，這些原料藥在生產過程中須使用一些媒質物質、溶劑或輔料，使得中藥廢水水質成分變得更加復雜。

中藥廢水主要為較難降解的高濃度有機污水，具有可生化性，并且其具有色素含量大、COD濃度高、水質水量以及有機污染物種類變化大等特點。中藥廢水中殘存的中藥渣，使中藥廢水中含有一些多糖類、木質素類、鞣質類、生物堿、色素等成分以及少量的金屬離子，并且大多數類型的中藥廢水均具有抗生物降解性，具有較高的氨氮濃度、毒性和色度大的特點。

目前研究領域中，國內外處理廢水的方法主要有物理處理法、化學處理法、生物處理法以及組合工藝處理法。

二、物理法處理中藥廢水

物理法根據作用方法和原理，可分為重力分離法、磁力分離法、篩濾截流法、離心分離法和蒸發結晶法等[。根據中藥廢水中的污染成分的物理性質（如密度、粒徑大小、溶解度大小、揮發性、摩爾質量等），采用最合適的物理方法為吸附和絮凝沉淀，實現對中藥廢水中的污染物合理的清除，從而達到中藥廢水的排放標準。辛瑩娟等通過過氧化氫對活性炭改性研究發現，在50 mL的焦化廢水中加入4 g AC-H2O2，200 r·min-1的情況下轉 120 min，可使COD去除率高達94.52%。徐皓等通過對比各種絮凝劑聚合硫酸鐵（PFS）、三氯化鐵（FeCl3）、聚合氯化鋁（PAC）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）發現，三氯化鐵在水溫 30℃、pH 值為 8、HRT 40 min、投加量達到250 mg·L-1時的絮凝效果最好，

COD去除效率達到最高值，為51.8%。

三、化學法處理中藥廢水

化學處理法主要除去一些金屬離子、有毒成分以及有機污染物等，常用的方法有混凝法、化學沉淀法、中和法、氧化還原法、離子交換法、電解法等。

混凝法是向廢水中加入混凝劑，使其中的膠粒和細小懸浮物脫穩，并聚集成大顆粒物質，進而通過重力沉降或其他固液分離手段除去污染物的廢水處理技術。SHIRAFKAN等利用聚氯化鋁處理制藥廢水，發現當加入200 mg·L-1的聚氯化鋁時，濁度去除率可以達到97%～98%，COD、TDS去除率分別為70%、

68%，混凝效果較明顯。吳敦虎等通過PACS、PAFCS兩種混凝劑對大連制藥廠廢水進行處理研究，試驗表明一次處理混凝劑投加量為300 mg·L-1，沉降時間為150 min，COD去除率可達80%以上；若分二次投藥處理效果更佳，可達到國家一級排放標準。

氧化還原法是指通過化學反應將廢水中的污染物氧化或還原，轉化成無害或小毒性的新物質，或者轉化成易從水中分離的氣體或固體，從而實現對廢水的處理。SUN等采用黃鐵礦—Fenton耦合技術對江蘇省某化學工廠廢水樣品進行研究，當初始pH為1.8～7，加入50 mmol·L-1 H2O2、10 g·L-1天然黃鐵礦，反應時間在2 h內時，COD去除率大概達到30%；BOD5/COD增強達到210%的有效效率和84%的急性生物毒性去除效率。

光催化處理技術對于污染大、排量大且污染物難以降解的中藥廢水具有顯著的效果。光催化處理中藥廢水較傳統方法其降解效率及效果更加顯著。張虹等使用水熱法將納米TiO2負載于石墨烯之上形成TiO2/GO納米復合材料，在該材料的光催化處理作用下，中藥廢水在30 min內可降解達到95%以上，3 h后COD去除率可以達到78%；TiO2/GO納米復合材料明顯的縮短了中藥廢水的降解時間，且有效率地除去了中藥廢水中的有機物污染，TiO2/GO納米復合材料具有明顯的優點，例如用時短、去除效率高、污染小。

四、中藥廢水處理工藝

循環式活性污泥工藝 （CASS工藝）：是在間歇式活性污泥工藝基礎上演變而來的，主要結合了生物反應動力學原理。循環式活性污泥處理工藝主要包括預反應區和主反應區兩個部分。預反應區內，微生物在酶的作用下，對進水的水質和水量進行緩沖，并且對絲狀菌產生抑制作用，防止污泥發生膨脹。主反應區內主要進行的處理是有機物的降解、硝化及反硝化作用以及磷的吸收。循環式活性污泥處理工藝中，中藥廢水是分批次進入反應池中的，之后再經過反應、沉淀、排水、閑置，這是廢水處理的一個周期。楊春麗采用UMAR-CASS-氣浮工藝處理制藥廢水，出水能達標穩定排放。

復合式厭氧反應器 (UASBAF)： 是根據升流式厭氧污泥床 (UASB) 和厭氧濾池而研究出來的，反應器中同時存在懸浮相和附著相厭氧微生物。因此，復合式厭氧反應器既包含了懸浮相厭氧微生物將有機物轉化為甲烷的能力，也具備附著相厭氧微生物處理溶解性有機物的能力，處理效果良好。劉付真通過外循環UASB-生物接觸氧化工藝處理中藥廢水，外循環UASB的運用有效提高了CODCr和BOD5的去除效率，提高了整套工藝耐沖擊負荷能力，出 水 CODCr、BOD5、NH4+-N、SS和 TP穩定達標排放。

IC反 應 器：IC（internal circulation）反應器是最新一代高效厭氧反應器，它相當于由2層UASB反應器串聯而成。按功能劃分，反應器由下而上共分為5個區：布水混合區、高負荷處理區、精細處理區、沉淀區和氣液分離區。夏雯菁采用IC+好氧MBR+BAF組合工藝處理中藥廢水，CODCr、NH4+-N、SS、色度去除率分別為99.3%、92%、97.5%、96%。

五、結論

本文對中藥廢水的特點和處理方法進行了闡述，傳統處理方法處理能力有限，尋找新型處理技術仍是今后的研究熱點和難點，如何提高中藥廢水的處理效率，應從以下兩個方面來進行下一步的研究：

（1）開發利用多種組合處理工藝，配合使用，使廢水在各個階段實現多種技術聯合處理，有效提高污染物的去除率。

（2）理論聯系實際，須加強理論基礎研究，結合實際應用，選擇合適的方法對中藥廢水進行最大程度的處理，使中藥廢水達到排放標準。

相關鏈接

中藥的化學成份十分復雜，既有含有多種有效成份，又有無效成份，也包含有毒成份。提取其有效成分并進一步加以分離、純化，得到有效單體是中藥研究領域中的一項重要內容。中藥提取就是利用一些技術最大限度提取其中有效成份，使得中藥制劑的內在質量和臨床治療效果提高，使中藥的效果得以最大限度的發揮。

中藥的提取是中藥生產過程重要的單元操作，其工藝方法、工藝流程的選擇和設備配置都將直接關系到中藥的質量和臨床效果。

傳統的離心法、板框過濾法、澄清劑法、醇沉法、樹脂吸附法等工藝無法對中藥提取液進行有效的澄清和提純精制，同時還存在如過濾困難堵塞快、樹脂堵孔、醇沉溶劑消耗大、高溫濃縮時能耗高、生產提取廢水量大、造成環保負擔等問題。

中藥治療的傳統提取方法包括水煎煮法、浸漬法、滲漉法、改良明膠法、回流法、溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法和升華法等。其中水煎煮法是最常用的方法。

親水性的有機溶劑：也就是一般所說的與水能混溶的有機溶劑，如乙醇（酒精）、甲醇（木精）、丙酮等，以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好，對中草藥細胞的穿透能力較強。親水性的成分除蛋白質、粘液質、果膠、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。難溶于水的親脂性成分，在乙醇中的溶解度也較大。還可以根據被提取物質的性質，采用不同濃度的乙醇進行提取。用乙醇提取比用水量較少，提取時間短，溶解出的水溶性雜質也少。乙醇為有機溶劑，雖易燃，但毒性小，價格便宜，來源方便，有一定設備即可回收反復使用，而且乙醇的提取液不易發霉變質。由于這些原因，用乙醇提取的方法是歷來最常用的方法之一。甲醇的性質和乙醇相似，沸點較低（64℃），但有毒性，使用時應注意。