水是人類的生命之源，它孕育和滋養了地球上的一切生物。與我們人類密切相關的是淡水。但是，水環境中的淡水資源卻很少，僅占總量的2.53%。因此，保護和珍惜水資源，是整個社會的共同職責。在我國，淡水資源人均不超過2545立方米，不到世界人均的1/4，因此我們更應該保護和珍惜水資源。20世紀以來，醫藥工業的迅速發展，給人類文明帶來了飛躍。與此同時，在其生產過程中所排放出來的廢水對環境的污染也日益加劇，給人類健康帶來了嚴重的威脅。據文獻報道，醫藥廢水成分復雜、濃度和鹽分高、色度和毒性大，往往含有種類繁多的有機污染物質，這些物質中有不少屬于難生化降解的物質，可在相當長的時間內存留于環境中。采用傳統的處理工藝很難達標排放。對于這些種類繁多、成分復雜的有機廢水的處理，仍然是目前國內外水處理的難點和熱點。結合某生物制藥廠污水特點，通過調查收集資料和查閱文獻，以SBR法處理該制藥廠所排放的污水，處理后可以達標排放，有利于當地水環境的良性循環
水質分析

水質組成

生物制藥廢水可分為沖洗廢水、提取廢水和其他廢水。其中沖洗廢水和提取廢水含有未被利用的有機組分及染菌體，也含有一定的酸堿有機溶劑，需要處理后排放，而其他廢水主要為冷卻水排放，一般污染物濃度不大，可以回用。

進水水質


制藥廠用生物法生產慶大霉素及土霉素，進水水量及水質情況情況：

進水及水質


抗生素廢水的水質特征

1.COD濃度高，是抗生素廢水污染物的主要來源。

2.廢水中SS濃度較高。其中主要為發酵的殘余培養基質和發酵產生的微生物絲菌體。對厭氧UASB工藝處理極為不利。

3.存在難生物降解物質和有抑菌作用的抗生素等毒性物質。對于有毒性作用的抑制物質，厭氧生物處理比好氧處理具有一定的優勢。

4.硫酸鹽濃度高。一般認為，好氧條件下硫酸鹽的存在對生物處理沒有影響。

5.水質成分復雜。中間代謝產物和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等化工原料含量高。該類成分易引起PH值波動大、色度高和氣味重等不利因素，影響厭氧反應器中甲烷菌正常的活性。

6.水量較小但間歇排放，沖擊負荷較高，由于抗生素分批發酵生產，廢水間歇排放，所以其廢水成分和水力負荷隨時間有很大的變化，這種沖擊給生物處理帶來極大的困難。


抗生素廢水的可生化降解性

廢水的可生化降解能力取決于BOD/COD的比值，BOD是指在好氧條件下，微生物分解有機物質所需要消耗的溶解氧量，而COD是指在酸性條件下，用強氧化劑氧化水樣中有機物和無機還原性物質所消耗的氧化劑的量，以氧的毫克每升表示。由于BOD采用微生物來降解有機物，而降解率僅為14.4～78.6%，而COD采用的是強氧化劑，對大多數的有機物可以氧化到85～95%，因此以重鉻酸鉀作為強氧化劑來測定COD時，BOD/COD的比值小于

1。根據資料介紹，當廢水BOD/COD>0.3時，說明廢水中有機物可生化降解。但一般說來抗生素廢水的BOD/COD大于0.3，因此抗生素廢水可生化性比較好。

在工藝選擇和設計時應充分考慮廢水的特點，近期、遠期的可調性，并用兩級處理，即物化處理與生化處理相結合。采用物化和生化相結合處理工藝。一級物化處理采用格柵、調節池、沉砂池、氣浮池，主要去除廢水沉淀物，中和廢水PH值，調節水質、水量。生化處理擬采用SBR工藝系統。處理規模和原污水水質水量變化規律。整體配備先進可靠的系統設備，

降低系統的維護工作量，以保證系統的長期正常運轉。采用適當的自動化控制系統，以保證處理效果和減少勞動力需求。工程設計采用針對該廠水質特點的工藝方案。工藝可靠，設備配備先進，運行費用合理，工程整體檔次高。


序批式活性污泥法（SBR）是從充排式反應器發展而來的，其工作過程是：一個周期內把污水加入反應器中，并在反應器充滿水后開始曝氣，污水中的有機物通過生物降解達到排放要求后停止曝氣，沉淀一定時間將上清液排出，如此反復循環。

SBR法是近年來在國內外被引起廣泛應用重視和日趨增多的一種污水生物處理技術。SBR處理工藝包括五個處理程序，分別為：進水、反應、沉淀、出水、待機。在該處理工藝中，處理構筑物少，可省去初沉池，無二沉池和污泥處理系統。與標準活性污泥法相比，基建費用低，主要適用于小型污水處理廠。運行靈活，可同時具有去除BOD和脫氮除磷的功能。

SBR法有以下優點。

SBR系統以一個反應池取代了傳統方法中的調節池、初次沉淀池、曝氣池及二次沉淀池，整體結構緊湊簡單，系統操作簡單且更具有靈活性。投資省，運行費用低，它比傳統活性污泥法節省基建投資額30%左右。

SBR反應池具有調節池的作用，可大限度地承受高峰流量、高峰BOD濃度及有毒化學物質對系統的影響。SBR在固液分離時水體接近完全靜止狀態，不會發生短流現象，同時在沉淀階段整個SBR反應池容積都用于固液分離。SBR反應過程基質濃度變化規律與推流式反應器是一致的，擴散系數低。系統通過好氧/厭氧交替運行，能夠在去除有機物的同時達到較好的脫氮除磷效果。處理流程短，控制靈活，可根據進水水質和出水水質控制指標處理水量，改變運行周期及工藝處理方法，適應性很強。系統處理構筑物少、布置緊湊、節省占地。SBR的缺點是：對自動控制水平要求較高，人工操作基本上不能實行正常運行，自控系統必須質量好，運行可靠；對操作人員技術水平要求較高；間歇周期運行帶來曝氣、攪拌、排水、排泥等設備利用律較低，增大了設備投資和裝機容量。由于具有以上優點，SBR近年來在國內外得到了較廣泛的應用。但也有一些不足之處，如在實際工作中，廢水排放規律和SBR間歇進水的要求存在不匹配問題，特別是水量較大時，需多套反應池并聯運行，增加了控制系統的復雜性

廢水的處理技術主要是A/O法、A2/O或A2/O和混凝沉淀法聯合處理，處理后的廢水COD、懸浮物、硬度、氯離子濃度等污染因子含量仍然偏高，達不到廢水再利用的標準.隨著國家對污水排放標準的提高，低運行成本和綠色環保型循環經濟的需求，焦化廠面臨著焦化廢水深度處理再生回用的難題.我國深度處理焦化廢水的主要技術是fenton氧化、光催化氧化和濕式催化氧化等，而這些技術運行費用太高或者僅處于研究階段，尚未投入到生產中.膜處理技術由于占地面積小、運行費用低、流程簡單、操作方便等優點，現廣泛應用于化工、電子、煉鋼、食品等廢水處理領域.本次實驗采用超濾-納濾組合工藝對焦化廢水進行深度處理，并對處理結果進行討論和對工藝運行過程中所出現的問題提出解決方案.
1超濾膜+納濾膜工藝處理焦化廢水實驗
1.1焦化廢水的來源、特點
焦化廢水主要來自煤炭煉焦、煤氣凈化過程及化工產品的精制過程，其中以蒸氨廢水為主要來源.它屬于高濃度有機廢水，有害物質濃度高，污染物種類繁多，成分復雜.其中無機化合物主要是大量氨鹽、硫、硫化物、等，有機化合物有酚類、單環及多環的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環化合物等.
1.2實驗進水水質
實驗采用超濾-納濾膜組合工藝，對唐山某焦化廠二沉池出水進行深度處理，該廠焦化廢水、二沉池出水(實驗進水)和排放標準見表1.
1.3實驗設備
原水箱：1m×1.5m;超濾水箱：0.8m×1m;納濾水箱：0.2×0.8×1.2m3;保安過濾器：JML-230/5;超濾實驗裝置;納濾實驗裝置;超濾膜：saehan公司生產，型號UF4040，材質PVDF，過濾孔徑0.1μm，產水量1000L/h，工作壓力0.1MP、跨膜壓差0.1MP，產水回收率90%;納濾膜：saehan公司生產，型號NF4040，材質PA，過濾孔徑1nm，產水量80L/h，工作壓力0.6MP，跨膜壓差0.04MP，產水回收率90%.
1.4實驗原理
在超濾-納濾組合工藝中，焦化廢水首先通過超濾膜錯流過濾，從超濾膜出來的水分為濃水和產水，濃水中含有大量的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質，產水中僅含有無機鹽和小分子物質.超濾產水作為納濾膜的進水，超濾濃水直接返回厭氧池繼續生化處理.超濾產水通過高壓泵送入納濾膜，經過納濾膜的分離后也分為濃水和產水，濃水返回厭氧池繼續生化處理或者做焚燒處理.納濾膜可以將分子量為200～1000的小分子截留，和99%的二價陰離子截留，所以納濾產水僅含有很少量的小分子有機物和少量的無機鹽，可以達到《污水再生利用工程設計規范》(GB50335-2002)中再生水作為循環冷卻系統補充水水質標準.

高濃度廢水具有強酸強堿性
一是需氧性危害：由于生物降解作用，高濃度有機廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數水生物將死亡，從而產生惡臭，惡化水質和環境。
二是感觀性污染：高濃度有機廢水不但使水體失去使用價值，更嚴重影響水體附近人民的正常生活。
三是致毒性危害：超高濃度有機廢水中含有大量有毒有機物，會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存，后進入人體，危害人體健康。
對于這種廢水主要有以下幾種處理方法，是目前高濃度廢水處理使用多的。
氧化-吸附法
高濃度廢水稀釋后用煤粉進行初步混凝、吸附處理，然后用Fenton試劑催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。經此法處理的廢水，色度和COD可分別去除100%、90%，具有較好的處理效果。吸附后的煤粉用于燃燒，無二次污染，比使用活性炭作吸附劑更經濟。
焚燒法
焚燒法適用于處理高濃度有機廢水。預處理后的廢水經加壓、過濾、計量后送至爐拱上方，由高壓空氣霧化噴嘴噴入爐膛蒸發焚燒。該法在保證鍋爐安全運行的條件下，能對高濃度有機廢水徹底處理，其優點是初投資省，運行費用低。若采用專門技術，焚燒效果良好，灰渣及飛灰含碳量均有所降低，對鍋爐出力、效率均無顯著影響。
該法在實際推廣應用中存在的缺點是：①廢水水量受相配鍋爐的限制；②對廢水成分應詳細分析，確保不影響鍋爐本體燃燒；③該法在理論上有待進一步深入研究。
吸附法
吸附法是用具有很強吸附能力的固體吸附劑，使廢水中的一種或數種組分富集于固體表面的方法。常用的吸附劑有活性炭和樹脂，活性炭再生和洗脫困難；樹脂吸附具有實用范圍廣，不受廢水中無機鹽的影響，吸附效果好，洗脫和再生容易，性能穩定等優點，因而在超高濃度有機廢水處理中，常用的吸附劑為樹脂吸附劑。樹脂吸附法可用于處理含酚、苯胺、有機酸、硝基物、農藥、染料中間體等廢水，是一種處理有機廢水的有效方法。
SBR處理
SBR污水處理工藝是現代活性污泥法的一種類型，它是在一個設有曝氣及攪拌裝置的反應器內，按照預定的程序，進行充水、生化反應、沉淀、排水、閑置等過程的操作。從充水開始到閑置結束為一個周期。
高濃度廢水處理主要困難，本質上是由于其特性決定的除了在處理時的外部環境條件(如溫度、pH值等)沒有達到生物處理的佳條件外。這也在無形中增加了廢水處理企業的成本。
高濃度廢水處理還有其它兩個原因。一是由于化合物本身的化學組成和結構,在微生物群落中,沒有針對要處理的化合物的酶,使其具有抗降解性;二是在廢水中含有對微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(有機物或無機物),從而使得有機物不能快速的降解。但是目前，行業對高濃度廢水處理的工藝已經達到成熟的地步，成本費用方面也在大大減少，高濃度廢水處理也將進入一個新的工藝流程階段。

制藥廢水包括發酵類制藥廢水、化學合成類制藥廢水、提取類制藥廢水、中藥類制藥廢水、生物工程類制藥廢水、混裝制劑類制藥廢水等。廢水中所含成份主要為發酵殘余物、破乳劑和殘留抗生素及其降解物，大量未被利用的有機組分及其分解產物，廢水的COD，BOD5 都比較高。BOD5 一般在4000~13000mg/L之間，還有抗生素提取過程中殘留的各種有機溶劑和一些無機鹽類等。廢水帶有較重的顏色和氣昧，懸浮物含量高，易產生泡沫，含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性等。這類污水直接排放會帶來很大的污染，排放的自然水體會直接污染水源毒死水生物，地下水也將受到污染，我們人類離不開水，而人和動物長期飲用被污染的水會導致疾病危害。

制藥污水案例

貴州近幾年來的發展突飛猛進，制藥廠也層出不窮，有些黑心藥廠直接把污水外排，污染了當地的水之源，破壞了自然環境，貴陽曾報導過一家制藥廠污水長期外排后污染了貴陽人賴以生存的紅楓湖水庫，水庫的水生物大多被毒死，經有關部門查處后制藥廠提出了整改，水體得到了恢復，從此可看出制藥廢水綜合治理日顯突出, 應加強對此類廢水治理, 從而減少對水環境和人類的危害。


制藥廢水來源及成分

中藥生產廢水主要來自生產車間，主要為生產過程中的原藥洗滌水,原藥藥汁殘液、過濾、蒸餾、萃取等單元操作中產生的污水、生產設備洗滌和地板沖洗用水。污染物主要是從藥材中煎出的各種成分,主要成分為:糖類、蕙醒、木質素、生物堿、蛋白質、色素及它們的水解產物。

制藥工業廢水通常屬于較難處理的高濃度有機廢水，因制藥產品不同，生產工藝不同而差異較大。制藥工業廢水通常具有組成復雜、有機污染物種類多、COD值和BOD5值高且波動性大、pH值經常變化、帶有顏色和氣味、懸浮物含量高、易產生泡沫、含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素，并且有毒性等特點。COD=5000~80000 mg/L； SS=500~25000 mg/L ；含鹽濃度高。

公司簡介

公司近年來一直致力于各類制藥類廢水的治理研究。制藥廢水首先應先針對各廢水中特有的毒性物質采取針對性預處理方法，如脫鹽處理、微電解、催化氧化等方法；然后采用生物處理保證廢水達標。生物處理工藝主要有好氧生物處理、厭氧生物處理和厭氧-好氧組合處理工藝。經過我公司多年的研究及實踐經驗，針對不同的水質情況和出水要求采用適合的預處理及后續生化處理工藝。對于高濃度制藥廢水采用SRIC或UASB厭氧工藝處理，該工藝去除率高，運行穩定，而且能夠產出沼氣，為企業帶來一定的經濟效益。

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