浅析医药中间体的生产废水处理技术有哪些

医药中间体生产废水成分复杂（含大量有机溶剂、抗生素残留、酸碱物质、有毒有机物等），具有高 COD（数万至数十万 mg/L）、高盐度、高毒性、生物降解性差等特点，处理难度大。其处理技术需结合废水特性（如污染物类型、浓度）分阶段进行，核心是通过 “预处理 - 主体处理 - 深度处理” 组合工艺，实现达标排放或回用。以下是常见的处理技术及应用场景：
一、预处理技术：降低毒性、改善可生化性
预处理的核心是去除废水中的难降解物质、有毒成分及悬浮杂质，为后续生物处理创造条件。
1. 物理预处理技术
格栅与过滤
作用：去除废水中的悬浮颗粒物（如药渣、原料残渣），避免堵塞后续设备。
设备：粗格栅（栅距 10-50mm）+ 细格栅（栅距 1-5mm）+ 砂滤池，或采用膜过滤（如微滤 MF，孔径 0.1-1μm）。
调节与均质
作用：平衡废水的 pH 值（医药废水 pH 波动大，常为 2-12）、水温（生产排放水温可能达 40-60℃）和污染物浓度，确保后续处理稳定。
设计：调节池需具备搅拌功能（机械搅拌或曝气搅拌），停留时间 8-24 小时，必要时投加酸 / 碱调节 pH 至中性（6-8）。
蒸发脱盐
作用：针对高盐废水（盐浓度≥3%，如含硫酸钠、氯化钠），通过蒸发去除盐分，避免盐抑制微生物活性。
设备：多效蒸发结晶器（MVR），适合盐浓度高、水量小的废水（如 10-50m³/d），但能耗较高（需配套余热回收系统）。
2. 化学预处理技术
酸碱中和
作用：中和废水中的强酸或强碱（如含硫酸、氢氧化钠），避免腐蚀设备或破坏生物处理系统。
方法：酸性废水投加石灰（Ca (OH)₂）或氢氧化钠，碱性废水投加硫酸或盐酸，控制 pH 至 6-9，同时可去除部分重金属离子（如钙盐沉淀）。
高级氧化技术（AOPs）
Fenton 氧化：投加 Fe²⁺和 H₂O₂，在酸性条件下产生・OH，适合 COD≤10000mg/L 的废水，反应时间 1-2 小时，COD 去除率 40%-60%；
臭氧氧化：臭氧（O₃）与废水接触（浓度 80-150mg/L），通过直接氧化和间接产生・OH 分解有机物，适合含显色物质的废水，无二次污染；
电催化氧化：通过电极（如钛基 IrO₂电极）产生・OH，电流密度 5-20mA/cm²，适合小水量高毒性废水（如含硝基化合物废水）。
作用：利用强氧化性物质（如・OH 羟基自由基）分解难降解有机物（如芳香族化合物、杂环化合物），提高废水可生化性（BOD₅/COD 从 0.1 提升至 0.3 以上）。
常用工艺：
混凝沉淀
作用：通过混凝剂吸附废水中的胶体颗粒和部分有机物，形成絮体沉淀去除。
混凝剂选择：PAC（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺），或针对医药废水的专用混凝剂（如铁碳微电解 + 混凝组合），COD 去除率 20%-40%，同时降低色度。
3. 物理化学预处理技术
萃取法
作用：利用有机溶剂（如二氯甲烷、乙酸乙酯）萃取废水中的有机污染物（如抗生素、酚类），实现资源回收或降低 COD。
适用场景：高浓度有机溶剂废水（如含甲醇、乙醇的母液），萃取率可达 80% 以上，萃取后的有机溶剂可蒸馏回收再利用。
吸附法
作用：通过吸附剂（活性炭、树脂、分子筛）吸附有机物，适合低浓度废水深度预处理。
常用吸附剂：颗粒活性炭（GAC）对小分子有机物吸附率高，但再生困难；大孔树脂（如 XAD-4）可选择性吸附特定有机物，再生后重复使用，适合含芳香族中间体的废水。
二、主体处理技术：降解有机污染物
经过预处理后，废水进入主体处理阶段，核心是通过生物处理或深度化学处理大幅降低 COD 和毒性。
1. 生物处理技术（适合可生化性改善后的废水）
厌氧生物处理
作用：在无氧环境下，通过厌氧菌分解大分子有机物为小分子（如甲烷、CO₂），适合高 COD 废水（COD 5000-50000mg/L）。
工艺：UASB（上流式厌氧污泥床）、IC（内循环厌氧反应器），COD 去除率 60%-80%，停留时间 12-48 小时，需控制温度（中温 35℃±2℃效率最高）。
好氧生物处理
活性污泥法：如 A/O（缺氧 - 好氧）、SBR（序批式反应器），通过缺氧段反硝化脱氮，好氧段降解 COD，COD 去除率 70%-90%；
生物膜法：如生物接触氧化池、MBBR（移动床生物膜反应器），耐冲击负荷强，适合含少量毒性物质的废水，生物膜载体（如聚氨酯填料）可提高微生物浓度。
作用：通过好氧微生物（活性污泥、生物膜）氧化分解有机物，适合中低浓度废水（COD≤5000mg/L）。
工艺：
厌氧 - 好氧组合工艺
典型流程：预处理 → UASB → A/O → 沉淀池，适合高浓度医药废水（如 COD 20000-100000mg/L），总 COD 去除率可达 90% 以上，是目前主流主体工艺。
2. 化学深度处理技术（适合难生化降解废水）
湿式氧化技术（WAO）
作用：在高温（150-320℃）、高压（0.5-20MPa）下，通过氧气氧化有机物，适合高浓度、高毒性、难生化废水（如含吡啶、喹啉的中间体废水）。
改进工艺：催化湿式氧化（CWAO），添加催化剂（如 Cu、Fe 基催化剂），可降低反应温度和压力，COD 去除率达 90% 以上，但设备投资高，适合小水量处理。
焚烧法
作用：将高浓度废水（COD≥50000mg/L）雾化后在焚烧炉（800-1200℃）中燃烧，有机物转化为 CO₂和 H₂O，去除率 99% 以上。
适用场景：水量小（<5m³/d）、热值高的废水（如含大量有机溶剂），需配套尾气处理系统（脱酸、除尘），避免二次污染（如二噁英）。
三、深度处理技术：确保达标排放或回用
经过主体处理后，废水 COD 仍可能高于排放标准（如 GB 21904-2008《化学合成类制药工业水污染物排放标准》要求 COD≤50mg/L），需进行深度处理。

膜分离技术
超滤（UF）+ 反渗透（RO）：UF 去除悬浮颗粒和胶体，RO 截留小分子有机物和盐分，出水可回用（如车间冲洗水），浓缩液需进一步处理（如蒸发）。
纳滤（NF）：截留有机物和部分盐，适合处理后 COD 100-300mg/L 的废水，使出水 COD≤50mg/L。
高级氧化深度处理
如 UV/Fenton（紫外光辅助 Fenton 氧化），利用 UV 增强・OH 生成，适合低浓度难降解废水（COD 100-500mg/L），COD 去除率 30%-50%，确保最终达标。
活性炭吸附深度处理
采用柱状活性炭吸附池，吸附残留的小分子有机物，适合处理后 COD 接近排放标准的废水，定期更换或再生活性炭（热再生或化学再生）。
四、处理技术的选择原则
根据废水特性：高盐高毒废水优先选择 “蒸发脱盐 + 高级氧化 + 生物处理”；可生化性好的废水（BOD₅/COD≥0.3）优先用 “厌氧 + 好氧” 组合。
经济可行性：大水量废水优先选择低成本生物处理，小水量高浓度废水可采用焚烧或湿式氧化。
环保合规性：需满足当地排放标准（如太湖、长江流域要求更严格），必要时增加深度处理确保稳定达标。
总结
医药中间体生产废水处理的核心是 “分阶段、组合化”，通过预处理降低毒性和负荷，主体处理降解有机物，深度处理确保达标。未来趋势是智能化集成工艺（如在线监测 + 自动调节药剂投加）、资源回收技术（如溶剂萃取回收、沼气发电）及低碳处理技术（如厌氧消化产甲烷、膜法回用减少排放量），在满足环保要求的同时降低处理成本。