制药废水深度处理技术的研究进展-熊红莲

制药废水深度处理技术的研究进展熊红莲（福斯特惠勒（河北）工程设计有限公司上海坤元医药工程分公司，上海200050）摘要随着制药废水排放标准的日趋严格，对传统的物化和生物处理工艺处理后的出水进行深度处理是满足新排放要求的必然趋势。综述了Fenton氧化、光催化氧化和电化学氧化三种高级氧化技术以及膜生物反应器用于深度处理制药废水的研究现状，分析了这些技术的特点，并展望了我国制药废水深度处理的发展前景。关键词制药废水；高级氧化技术；膜生物反应器中图分类号：X787文献标识码：A文章编号：1008-455x（2014）01-0047-0031引言随着我国医药产业的快速发展，制药企业产生的废水污染和防治问题已引起了广泛的关注。据统计，2009年，我国制药废水排放量总量达到5.27亿吨[1]；2011年，我国医药企业约5000家，废水排放量占工业废水排放量的2.0%[2]。由于药物品种多样、生产工艺各不相同，因此制药废水的组成非常复杂。总结制药废水的主要特点包括：废水量大、污染成分复杂、有机物浓度高、色度高、可生化性差、毒性高等[3-4]，属于典型的难处理工业废水。常规的制药废水处理手段主要有物理方法和生物方法。这两种方法虽然运行操作简单，投资成本低，并且有一定的处理效果。但近年来随着废水种类越来越复杂，排放标准更趋严格，传统的物理和生物处理工艺已经不能满足人们对环境保护的要求。根据《制药工业水污染物排放标准》的要求，分别对发酵、化学合成、提取、中药、生物工程和混装制剂类制药企业的排放均做出了明确要求，其中对于新建企业最严格的排放限值，ρ(COD)≤60mg/L，ρ(SS)≤30mg/L，而原有企业的排放限值也不可超过ρ(COD)≤200mg/L，ρ(SS)≤120mg/L。因此，强化新建制药废水处理系统以及对原有制药废水处理系统出水的深度处理是实现达标排放的必然趋势。目前，国内外对制药废水深度处理的主要技术有高级氧化法和膜生物反应器。收稿日期：2013-12-17作者简介：熊红莲（1987－），女，硕士研究生，工程师，主要从事给水排水设计。2高级氧化法高级氧化技术（Advancedoxidationprocesses，AOPs）是通过一定氧化反应产生具有强氧化性的羟基自由基（•OH，氧化还原电位为2.80V），在高温高压、电、超声波、光辐射、催化剂等条件下，通过•OH与废水中有机污染物产生反应，达到使废水中大分子有机物质降解为小分子有机物或者直接降解为CO2和H2O，使有毒有机物氧化成低毒或者无毒有机物的工艺过程[5-7]。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法等。由于其适用范围广、氧化能力强、反应迅速等优点，并且可以提高废水的可生化性和降低废水毒性，AOPs已被广泛研究和应用于各种难处理工业废水中[8]。2.1Fenton氧化法Fenton氧化是以H2O2在Fe2+催化下生成•OH的工艺过程，它具有氧化活性高反应速度快、氧化絮凝作用共同、处理成本低、无二次污染等特点[9]。由于Fenton氧化试剂易得，所需反应条件温和，是目前深度处理制药废水的研究和应用的重点技术之一。苏荣军[10]等人以物化-生物接触氧化工艺处理的出水为研究对象，采用Fenton试剂对其进一步降解处理。在确定了温度、时间、氧化剂配比及投加量为变量因子的情况下进行正交试验。结果表明：氧化温度为60℃，pH为3，向废水中投加150mol/L的FeSO4（与H2O2的体积比为1：2），经过1.5h的氧化后，可去除废水中89.5%的COD，氧化后的废水中COD和UV254的值分别为66mg/L和0.245，完全满足国家排放标准··化工与医药工程2014年第35卷第1期3月30日出版ChemicalandPharmaceuticalEngineering2014，35(1)HSE与节能减排要求。宋现财[11]等人对头孢类制药废水二级生化出水进行了Fenton+SBR组合工艺深度处理。研究结果表明：在反应pH值为4、FeSO4•7H2O和30%的H2O2投加量分别为0.6mmol/L和20mmol/L，氧化时间为80min的条件下，COD去除率达到65%（250mg/L降到90mg/L），B/C从0增大到0.51，可生化性得到很大提高，经估算处理1m3的废水成本为3.8元。Fenton处理后的废水再经SBR反应器4h的生化处理，出水COD降至40.3mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准。氧化时间、pH值、H2O2和Fe2+投加量以及H2O2/Fe2+比值被认为是影响Fenton试剂氧化效果的主要因素[12-13]。不同种类的制药废水，上述影响因素的最佳值或者范围亦不同。因此