制藥行業水污染環境影響評價及防治措施分析

上海格林曼環境技術有限公司 徐雅青

目前我國的制藥行業廢水排放量大，在我國工業生產污水排放總量中占2%-4%，無論是將制藥行業廢水排放到地表水流域還是污水處理廠，都會造成非常嚴重的水體污染。因此，在制藥行業發展過程中應重點進行水污染環境影響的評價，科學采用水污染問題的防治措施，對制藥生產工藝技術進行改良優化，降低廢水排放量和廢水中有害物的濃度，保證水資源的安全性，通過環境保護的措施維護制藥行業經濟、社會與環境效益，為制藥行業的可持續發展夯實基礎。

一、制藥行業水污染環境影響評價措施

（一）水污染來源的評價

由于制藥行業的生產工藝和生產環節非常復雜，用水量大，引發水污染問題的來源較多，要想合理進行水污染環境影響評價，就必須對污染來源進行準確的分析和評估，尋找制藥行業的水污染節點，準確掌控污染物產生的位置、具體的污染因子情況、污染物的排放規律等，便于結合污染物的來源和分布狀況評價制藥行業水污染環境的影響程度。在此期間，可以采用工程分析的方式，結合制藥行業的生產裝置特點、工藝流程特點等，明確制藥生產期間原材料配制環節、生產環節、污染物處理環節中是否存在水污染源，分析在物料流轉過程、物料回收過程中是否存在污染問題。另外，還需要結合制藥行業的生產工藝原理、設備特點、生產流程、工藝條件、原材料和輔助材料的投放情況等，深入評價污染源、污染源的影響程度，以獲得準確的評價結果。

（二）污水處理有效性的評價

由于制藥行業的制藥類型不同、生產工藝技術存在差異，導致所生成的廢水成分和污染物濃度有所不同，比如，在化學制藥的過程中，會采用多種類型的原材料與輔助材料，生產技術中涉及化學物提取工藝、縮合工藝、合成工藝、水解工藝等，可能會導致廢水過于復雜，SS、COD的濃度較高，缺乏一定的可生化性。如果在制藥行業中只涉及藥品的粉狀處理、復配制藥處理，生產期間僅僅是簡單進行原材料的稀釋、混合，只會排放機械設備清洗的廢水和少量生產廢水，所排放廢水中的SS濃度和COD濃度較低。因此，在對制藥行業污水處理有效性進行評價時，需要根據制藥行業所產生廢水的特點與情況，科學地開展評價工作，評估制藥行業是否能夠合理進行生產設施和工藝技術的布局，是否可以利用有效措施進行廢水的處理，經過處理以后的廢水是否能夠達到排放標準，是否有進一步完善和創新廢水處理技術的潛力。在科學評價的情況下，能夠全面了解制藥行業是否可以保證所排放的廢水不會對水環境造成污染，準確研究制藥行業的廢水對水環境所產生的影響。

（三）廢水組成與污染因子的評價

制藥行業水污染環境影響評價過程中，廢水組成、污染因子的評價非常重要，應重點結合生物制藥行業、化學制藥行業的特點，科學進行廢水組成成分與污染因子的評價分析。

（1）生物制藥的過程中，主要是通過生物體如CHO細胞、大腸桿菌、酵母菌等生物生命活動進行制藥生產，涉及發酵、提取、生物技術的應用等環節。生物制藥過程中產生的廢水組成部分非常復雜，例如，生產環節所排放的廢水中會包含發酵殘液成分、廢濾液成分、廢母液成分、溶劑回收殘液成分，其中高濃廢水的CODCr濃度可能高達幾萬mg/L[1]。而輔助工程所排放的廢水包括動力設備、工藝技術、循環系統、去離子水設備的冷卻水、制水廢水等。沖洗過程排放的廢水，主要是各類容器設備清洗、過濾機械設備清洗、潔凈廠房清潔清洗、層析樹脂柱清洗產生的廢水。化驗室與實驗室所排放的廢水則包含藥品檢驗期間、新藥試驗期間所產生的廢水。從實際情況而言，生物制藥過程中排放的廢水污染因子主要涉及COD、BOD、SS、氨氮、總氮、總磷等，整體成分非常復雜，有機物的濃度很高，溶解類型和膠體類型的固體濃度大，廢水中因含有細胞體、培養基等，帶有很深的顏色和很大的異味，其中還會存在很難進行降解的污染物和具備一定抑菌特點的抗生素，生物毒性較高，對水環境會造成嚴重的破壞和污染。

（2）化學制藥生產過程中，由于使用化學反應物、增溶劑、螯合劑、催化劑等化學原料，采用縮合、裂解、萃取等化學生產技術，導致所排放的廢水中化學有害物濃度高，會對水環境造成嚴重的影響。一般情況下，化學制藥生產所排放的廢水中存在轉相母液、吸附殘液、溶劑回收殘留液與藥物殘留成分等，輔助工程所排放的廢水中存在蒸餾設備冷凝水、循環冷卻水、制水廢水等，沖洗期間所排放的廢水中存在地面清潔、過濾器清洗、容器設備清潔廢水、真空設備排水等。據調查，化學制藥生產廢水成分非常復雜，其中有機物含量高，存在沒有參與反應的反應物或是催化劑成分、無機鹽成分、殘留溶劑成分等，具有COD、BOD、氨氮濃度高，毒性大，色度深，含鹽量高，生化性差等特點。廢水水量較大且間歇排放，水質波動較大，對處理設施的沖擊負荷較大。

二、制藥行業水污染防治措施

（一）生物制藥的水污染防治

生物制藥過程中，為預防水污染問題，有效防治水污染，應采用科學、合理的防治手段，對生物制藥廢水進行有效處理。

常用的廢水處理方法有物化法、生物法、物化和生物組合工藝等。其中，生物法作為最經濟的處理方式，是目前生物制藥廢水處理中普遍采用的方法，已經成為推廣應用的重點。根據筆者的經驗，可采用混凝沉淀或氣浮工藝對高濃度廢水進行預處理，去除廢水中的大分子懸浮物和磷化物，再與其他低濃度廢水混合，進入后續生化處理工序，常用生化處理法包括A2O（多級反硝化）、缺氧、接觸氧化、MBR膜過濾、絮凝沉淀等。

常用可行技術包括：

1.電解技術、水解酸化技術、CASS技術

此類技術在生物制藥廢水處理中的應用，可以借助電解技術預先對濃度較高的廢水進行處理，之后將其和低濃度生產廢水混合，然后通過水解酸化技術、CASS技術進行二次處理，降低廢水中的COD濃度，改善廢水的PH值，快速降低廢水中SS污染物的色度，增強處理效果[1]。

2.Fe-C技術

在生物制藥廢水處理工作中采用Fe-C預處理技術，主要是在酸性介質的影響下，使得金屬如鐵屑和非金屬如炭粒之間能夠形成很多微小原電池，釋放出活性很強的[H]將廢水中的大分子有機物分解為小分子，而活性較高的新生態在經過水解反應后，還會生成膠凝體，將大幅度提升生物制藥生產廢水的可生化性。相關實驗結果表明，經Fe-C微電解預處理后，抗生素生物制藥母液廢水的CODCr可降到1萬mg/L以下，去除率達到34%以上[3]，能有效降低后續的污水處理難度，增強廢水處理效果，切實預防廢水對水環境造成嚴重的污染和影響[2]。

3.Fenton污水處理技術

一般情況下，如果生物制藥所產生的廢水成分復雜、COD濃度高，就可以采用Fenton污水處理技術，提升COD的去除率，例如，將TIO2作為催化劑材料，將其制作成薄膜，設置在不銹鋼材料的反應器內壁，采用低壓汞燈作為光源，設置Fenton試劑材料，能夠確保生物制藥廢水處理中COD的去除率在92%以上、脫色率在99.9%以上。同時也可以將Fenton試劑材料和活性炭吸附技術有機整合，進行生物制藥廢水的處理，確保廢水處理的效果，減少廢水對環境所產生的影響，降低水環境污染問題的發生率[3]。

4.生物膜技術

生物制藥水污染防治過程中，可以采用生物膜技術進行廢水的處理，確保降低廢水中污染物的濃度和含量，增強水污染問題的防治效果。

（1）生物接觸氧化技術。此類技術應用于生物制藥廢水處理，同時具備了活性炭污泥的污水處理技術優勢和生物膜污水處理的技術特征，污水處理的負荷較高，可以有效解決引發污泥膨脹的有機廢水問題。采用生物接觸氧化技術對預處理后的制藥廢水進一步深化處理，能夠有效降低廢水中有機物的濃度，降低后續處理工作的難度[4]。

（2）生物流化床污水處理技術。應用此類技術，能夠將活性污泥污水處理技術與生物濾池污水處理技術有機整合，提高污水處理能力，加快處理系統的反應速度，減小系統和設備的占地面積，增強污水處理的有效性，預防出現水環境污染問題[5]。

5.厭氧生物處理技術

厭氧生物處理技術在生物制藥廢水處理中的應用可以確保廢水處理的效果，避免所排放的廢水對水環境造成污染和破壞。

（1）上流式厭氧污泥床技術。此類技術主要就是UASB反應器技術，整體結構非常簡單，厭氧消化率高，在污水處理過程中可以通過反應器形成沉降性能較高、甲烷活性強、適合微生物生長的顆粒污泥，能夠有效去除生物制藥廢水中的COD成分。與此同時，反應器在應用中可以提升氧濃度，加快基質降解，提升基質降解的速率，確保污水的有效處理。另外，為確保UASB反應器技術在生物制藥廢水處理中的有效應用，還可以將其和厭氧濾池技術有機整合，制作成為現代化復合厭氧反應器，改善反應器的應用性能，快速截留廢水中的污泥，使得污泥迅速顆粒化。

（2）厭氧膨脹顆粒污泥床技術-EGSB反應器技術。此類技術是將UASB反應器技術作為基礎進行創新改革所形成的新型厭氧生物反應器，和之前的UASB反應器技術相比，其增設了出水再循環系統，能夠確保反應器內部的水流流速加快，確保在水流快速流動的情況下，得污水與微生物良好接觸，提升廢水中有機污染物的處理效果，提高整體的處理效率。

（3）復合型厭氧反應器技術的應用。此類反應器技術在應用期間，不僅具有污泥處理技術的優勢，還具備膜反應器技術的特性，在反應器下部設置污泥床，能夠增加污水處理的單位容積和表面積，加快反應速度，提升污泥處理效果。在反應器上部設置纖維組合填料，可以使得微生物在其中附著，形成能夠增強污水處理有效性的生物膜。與此同時，在反應器應用的過程中，氣泡會處于上升狀態，和填料接觸之后，附著在生物膜上，使得周圍的纖維素能夠快速浮起，在氣泡體積增加、脫離以后，纖維會處于下垂的狀態，不僅能夠形成良好的攪拌作用，還能增強水流的穩定性，快速去除生物制藥廢水中的COD污染物，確保出水的水質符合排放標準，減少廢水對水環境產生的影響[6]。

（二）化學制藥企業的水污染防治

化學制藥生產過程中產生的廢水對水環境會造成嚴重的污染和破壞，對水環境所產生的影響較大，如果不能合理進行廢水的處理，科學進行水污染的防治，將會引發嚴重的水污染問題。因此在化學制藥生產領域應著重采用先進的廢水處理技術，確保增強廢水處理的效果[7]。

針對化學制藥廢水高含鹽、高氨氮、有生物毒性或難降解、高懸浮物、高動植物油等特點，應采取針對性的預處理措施后再進行后續處理。例如，采用蒸發預處理高含鹽廢水，采用蒸氨預處理高氨氮廢水，采用氧化或還原預處理有生物毒性或難降解廢水，采用混凝沉淀或混凝氣浮預處理高懸浮物廢水，采用破乳、混凝氣浮預處理高動植物油廢水等[8]。

（1）Fe/C微電解技術、厭氧SBR技術的應用。此類技術應用于化學制藥廢水處理能夠提升廢水處理的效果，降低BOD與COD的濃度，提升污染物的去除效率，同時還能快速去除廢水中的有毒有害成分，確保所排放廢水中的化學成分含量在最低范圍內，避免化學污染物對水環境造成破壞和影響。

（2）吹脫技術、厭氧技術、好氧技術的聯合應用。制藥生產過程中，聯合采用吹脫技術、厭氧技術、好氧技術進行抗菌素生產廢水、氯霉素生產廢水、磺胺藥物生產廢水的處理，能夠提高COD去除率，減少化學廢水中COD的濃度，預防對水環境造成危害[9]。

（3）電解技術、中和曝氣技術、A/O技術、UASB技術的聯合應用。化學制藥生產中排放的廢水可能含有丙酮有毒有害物質、甲苯有毒有害物質等，采用微電解技術能夠增強廢水的可生化性，提升脫色處理的有效性，同時，采用中和曝氣技術、A/O技術與UASB技術可以降低廢水中COD的濃度、BOD的濃度，確保廢水中有毒有害物質的去除率[10]。

另外，在廢水處理過程中也可以采用混凝預處理技術、A/O技術、ABR技術與USAB技術的聯合措施，增強廢水處理的有效性和可靠性，降低廢水中各類有機物、有毒有害物質的濃度，增強廢水處理效果，預防出現水環境污染問題。

三、結語

綜上所述，近年來我國制藥行業在發展過程中造成的水污染比較嚴重，因此需要合理進行制藥行業水污染環境影響的評價，準確進行制藥行業廢水污染的評估。同時還需在生物制藥、化學制藥的過程中，積極采用先進的水污染防治技術，通過現代化污水處理技術達到水污染防治的目的。