了解不同制药废水的特性，采用相应的工艺，帮助企业解决工业废水

在制药行业，废水处理是一大挑战。因原料与工艺多样，废水特性复杂，了解这些特性及处理难点，是处理废水的关键。

一、制药废水特性与处理难点

污染物组成复杂

制药废水含药物中间体、残留溶剂、生物碱等有机化合物。这些物质来源广、结构复杂，像含苯环、杂环的药物中间体，普通微生物难以分解。

污染物浓度高

化学需氧量（COD）普遍在 5000 - 30000mg/L，意味着有大量还原性物质，会大量消耗水体溶解氧。生化需氧量（BOD）与 COD 比值常低于 0.3，可生化性差，微生物难利用其中有机物生长代谢。

含盐量波动大

部分合成工艺废水盐分浓度超 3%。高盐环境影响微生物细胞结构与代谢功能，抑制其生长活性，降低生物处理效果。且不同批次、工艺环节，废水含盐量波动大，增加处理难度。

生物抑制性强

废水常含抗生素残留、重金属等生物毒性物质。抗生素干扰微生物代谢途径，重金属与微生物细胞内生物大分子结合使其失活，严重影响生物处理系统运行。

面对这类复杂废水，传统生物处理工艺效果有限，常需物化 - 生化组合工艺协同处理。下面通过两个案例说明处理原理与工艺路线。

二、中药制剂废水处理案例

（一）废水特性分析

某中成药企业废水源于提取、浓缩工序，有以下特点：

COD 与 SS 含量：COD 在 8000 - 15000mg/L，悬浮物（SS）为 2000 - 5000mg/L。高 COD 说明有机物多，高 SS 表明固体颗粒物质多。

水温与色度：水温 40 - 50℃，影响微生物活性。色度 200 - 300 倍，因含植物纤维、皂苷类、多糖等大分子有机物，会干扰后续处理。

（二）处理工艺原理

预处理系统

机械格栅：拦截粒径超 5mm 固体杂质，如药渣、植物纤维，保护后续设备，确保系统正常运行。

混凝气浮：投加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。PAC 压缩胶体双电层，降低稳定性；PAM 通过吸附架桥聚集胶体与悬浮物。气浮产生 20 - 50μm 微气泡，附着絮体后上浮，刮渣机清除浮渣，清除率超 85%，去除胶体与部分悬浮物，降低浊度与 COD。

生化处理系统

UASB 反应器：35 - 38℃中温下，颗粒污泥发挥作用。产酸菌将大分子有机物分解为小分子有机酸，产甲烷菌再转化为甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）。三相分离器实现气、液、固分离，沼气收集利用，污泥回流维持微生物浓度与活性，容积负荷 8 - 12kgCOD/(m³・d)，高效降低有机物含量。

生物接触氧化：组合填料形成生物膜，好氧微生物通过 β - 氧化分解有机物，硝化细菌同步将氨氮转化为硝酸盐氮，去除氨氮。

深度处理

斜管沉淀池：利用浅层沉淀原理，表面负荷 1.0 - 1.5m³/(m²・h)，快速去除脱落生物膜等悬浮物质，降低悬浮物含量。

活性炭过滤：活性炭靠物理和化学吸附去除残留色度与微量有机物。物理吸附靠范德华力，化学吸附通过表面官能团与有机物反应，净化水质达排放标准。

三、化学合成制药废水处理案例

（一）废水组成特点

某原料药企业废水复杂，主要有：

高盐母液：总溶解固体（TDS）超 5%，COD 超 50000mg/L，含大量盐分与高浓度有机物，生物抑制性强。

工艺清洗水：COD 2000 - 8000mg/L，含卤代物，化学稳定性与生物毒性强，增加处理难度。

设备冲洗水：SS 800 - 1500mg/L，含较多固体颗粒杂质。

（二）处理工艺原理

预处理强化单元

三效蒸发器：梯度升温和真空减压操作，实现盐分结晶分离。多效蒸发利用前一效二次蒸汽作热源，提高蒸发效率至 0.8 - 1.2t 蒸汽 / 吨水，降低后续工艺盐分负荷。

铁碳微电解：pH 3 - 4 时，Fe - C 填料形成原电池。铁阳极生成亚铁离子（Fe²⁺）与新生态 [H]，新生态 [H] 还原裂解有机物共轭结构，提高可生化性，Fe²⁺可作芬顿氧化催化剂。

芬顿氧化：铁碳微电解出水加过氧化氢（H₂O₂），在 Fe²⁺催化下生成羟基自由基（・OH），氧化电位 2.8V，与难降解物质反应断链矿化，大幅降低 COD。

生化处理系统

水解酸化池：水力停留时间（HRT）12h，兼性菌将大分子有机物转化为小分子脂肪酸，破坏难降解有机物结构，提高可生化性，B/C 比超 0.35，为后续生物处理创造条件。

IC 反应器：内循环厌氧反应器，内循环维持上升流速 4 - 8m/h，底部形成颗粒污泥床，微生物分解有机物产沼气，COD 去除负荷 20 - 35kg/(m³・d)，高效降低有机物浓度。

多级接触氧化：设三段生物区培养异养菌、硝化菌、反硝化菌。控制不同生物区溶解氧（DO），实现同步脱碳脱氮，去除有机物与氮。

四、核心技术原理对比

混凝气浮技术

基于压缩双电层（DLVO 理论）和吸附架桥作用。投加混凝剂压缩胶体双电层，降低静电斥力使其聚集；絮凝剂长链分子吸附架桥形成大絮体。微气泡由溶气释放系统产生，其直径与絮体密度满足斯托克斯定律分离条件，附着絮体后上浮实现固液分离。

微电解 - 芬顿耦合技术

铁碳微电解形成微小原电池，铁阳极生成 Fe²⁺与新生态 [H]，分解大分子有机物。芬顿阶段，Fe²⁺催化 H₂O₂生成羟基自由基，对苯环类难降解物质强氧化分解，降低 COD。

UASB 反应器原理

三相分离器是气 - 液 - 固分离关键。颗粒污泥分层，底部产酸区（pH 6.0 - 6.5）产酸菌分解大分子，中部产氢区，上部产甲烷区（pH 7.0 - 7.5）产甲烷菌转化有机酸。种间氢传递实现高效代谢，三相分离器收集沼气、沉淀回流污泥，维持反应器稳定高效运行。

五、工艺选择要点

针对高 SS 废水

优先用 “物理筛分 + 混凝分离” 组合工艺。机械格栅拦截大颗粒，混凝分离投加药剂聚集细小悬浮物与胶体，沉淀或气浮实现固液分离，降低 SS 含量。

处理高盐废水

设蒸发结晶（如三效蒸发器）或稀释调节单元。蒸发结晶析出盐分，稀释调节降低盐分对生物处理的抑制。

难降解有机物

采用高级氧化技术，如铁碳微电解 - 芬顿耦合技术，产生羟基自由基分解分子结构，提高可生化性。

毒性物质控制

用吹脱、吸附等物化法预处理。吹脱挥发性毒性物质，活性炭吸附重金属、抗生素等，降低生物抑制性。

制药废水处理需物化预处理降生物抑制性，生化处理经济去除有机物，深度处理确保达标排放。实际工程要依水质特征优化单元工艺组合，定期水质全分析指导工艺参数调整，保障处理系统稳定高效运行。