国内制药废水生物处理技术研究发展
医药经济报 · 2010/12/31
制药企业对环保工艺改造意识日渐高涨,我国有关研究部门提出了许多适宜处理制药废水的工艺技术。 业界专家预计,制药工业将为达标投入数百亿元的环保资金 据环保部公开数据显示,2009年我国制药工业总产值占全国GDP不到3%,而污染排放总量则占到了6%,制药行业更被国家环保部门确定为

制药企业对环保工艺改造意识日渐高涨,我国有关研究部门提出了许多适宜处理制药废水的工艺技术。

业界专家预计,制药工业将为达标投入数百亿元的环保资金

据环保部公开数据显示,2009年我国制药工业总产值占全国GDP不到3%,而污染排放总量则占到了6%,制药行业更被国家环保部门确定为环境重点治理行业之一。而随着《制药工业水污染物排放标准》(下称“新《标准》”)全行业强制执行的全面铺开,制药企业能否通过环保大考,已经成为一条决定企业生死存亡的“生命线”。

从几年前原料药企业成为排污重点监管对象开始,原料药企业纷纷关停搬迁的消息不绝于耳。7月初,阿拉宾度(大同)生物制药有限公司因水排放标准不过关被当地环保部门勒令关停等待搬迁,而同在山西大同经济开发区的7家原料药和中药企业项目亦因相同问题被实施停产。这是自新《标准》全行业强制执行以来,同一地区原料药企业集中关停的第一例。

健康产业亦要关注排污

“医药产业号称健康产业,我们生产出药品就是为了保障百姓身体健康,而环境污染严重显然有悖于行业发展初衷。医药行业不能做‘制药救人,排污害人’的事情。”中国化学制药工业协会专家委员会副主任俞观文认为,我国作为世界上最大的原料药生产基地,原料药出口带来的最大问题即是资源消耗较高,对环境污染严重,产品附加值较低。

据悉,目前我国每年生产化学原料药将近1500种,总产量约80万吨。原料药企业多采用化学法生产,污染严重,大型原料药生产企业往往需要每年投入数千万元进行技术改造,成本高昂。其中,由于化学原料药产品的生产特点是流程长,反应复杂,副产物多,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,使得废水中污染物组分繁杂,含量高、COD值高、有毒有害物质多,生物难降解物质多,这类废水往往治理难度大且处理成本高,是废水治理中的难点和重点。

记者了解到,随着环保压力的加大,一些原料药企业已经开始实施新的工艺改造以替代旧有的高能耗、高污染的生产方式。据悉,鲁抗医药已于2009年开始采用7-ACA酶法直通工艺生产,运用低污染、低能耗的酶法工艺替代高能耗、高污染的化学法生产7-ACA。而7-ACA的另一生产厂家联邦制药,在经过前期舆论高度关注后,目前其在环保治理方面累计投入资金近1.6亿元,对公司污水处理站原有废气处理系统的升级改造。

“环保就是制药企业的生命线。环保的事情做好了,就是我们企业强有力的竞争力。在制药行业里,如果环保没有做好,就等于生产要被停止了。”联邦制药国际控股有限公司董事局主席蔡金乐表示。据其称,联邦制药的环保投入已经占到公司总投资额14亿元的11%。

据参与制定新《标准》的国家环境保护制药废水污染控制工程技术中心教授级高级工程师任立人调查,我国制药企业尤其是发酵类制药企业,能够到达新的排放标准――化学需氧量(COD)120mg/L以下的寥寥无几。而根据新《标准》规定,现有企业或设备以及新建(改/扩建)制药企业或制药设备,从今年7月开始强制执行新标准。业界专家预计,制药工业将为达标投入数百亿元的环保资金。

工艺创新探索正酣

从全行业强制执行新《标准》,到《恶臭污染物排放标准》重新修订意见开征,再到《侵权责任法》明确“排放即有责任”原则,在环保意识日益兴盛的当下,被喻为医药行业“排污大户”的原料药企业生产工艺创新势在必行。

任立人向记者表示,目前,医药行业尤其是原料药生产企业的废水排放是否达标,已经关系到企业的生死存亡,应在限制企业排放的同时,加大对企业污染治理资金和技术支持力度,寻求有效的废水处理技术为制药企业攻克排污难题。

据了解,制药废水是较难处理的工业废水之一。制药工业废水常用的处理方法大多为物化法、化学法、生化法、其他组合工艺等。而传统的处理方法为化学方法,由于化学药品昂贵,处理费用较高,企业难以承受,况且化学方法又容易对环境造成二次污染。目前较为理想的处理方法是物理、化学和生物相结合的方法。目前,国际上普遍采用的是厌氧-好氧组合技术处理制药废水。

由于制药产品种类繁多,生产工艺和管理水平差别较大,使得污水处理方法显示出各自的特点。

从帝斯曼将清洁生产的“绿色酶法”引进中国开始,制药企业对环保工艺改造意识日渐高涨,我国许多研究部门也提出了许多适宜处理制药废水的工艺技术。以上海一家典型的化学原料药生产厂为例,该原料药厂在生产过程中排出大量高浓度、高盐份且有一定毒性的有机废水,针对其原废水处理装置工艺的不足和缺陷,以及废水难以生物降解的特性,探索试行新型三段序贯式水解-好氧工序为主的工艺,通过对占CODcr总量70%的高浓度废水加强了回收预处理,对其废水的处理效果明显。

有业界专家表示,环保意识不仅关系到药企的生存和发展,也对企业的经济发展方式提出转变需求,从观念创新、技术创新、工艺创新,到推行清洁生产,实施循环经济,发展低排放、低消耗的低碳经济,节能减排,已经成为原料药企业可持续发展的新思路。

“原料药企业必须走‘自主创新、重点跨越、技术支撑、引领未来’之路,自觉调整产业和产品结构,推进产业转型和产品升级。”中国化学制药工业协会专家委员会副主任沈贤姬直言。

链接<<<废水排放指标的含义

化学需氧量(COD):COD是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水中的有机物质所消耗的氧量,是一项重要的水质指标。常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾,用CODcr表示,单位:mg/L。

生化需氧量(BOD):BOD(BOD5表示5日生化需氧量)是指在温度、时间都一定的条件下,微生物在分解氧化水中有机物的过程中所消耗的溶解氧量,单位:mg/L。

固体物质含量(SS):水中固体物质包括悬浮固体和溶解性固体两大类。悬浮固体也称悬浮物质或悬浮物,是指悬浮于水中的固体物质,是反映水中固体物质含量的一个常用的重要水质指标,常用SS表示,单位:mg/L。

酸碱强度(pH):水的pH是常用的水质指标之一,表示水中酸、碱的强度。

1普通活性污泥法

目前,国内外处理抗生素废水比较成熟的方法是活性污泥法。由于加强了预处理,改进了曝气方法,使装置运行稳定,到20世纪70年代已成为一些工业发达国家的制药厂普遍采用的方法。普通活性污泥法的缺点是废水需要大量稀释,运行中泡沫多,易发生污泥膨胀,剩余污泥量大,去除率不高,必须采用二级或多级处理。因此,近年来,改进曝气方法和微生物固定技术以提高废水的处理效果,已成为活性污泥法研究和发展的重要内容。

2序批式间歇活性污泥法(SBR法)

SBR法具有均化水质、无需污泥回流、耐冲击、污泥活性高、结构简单、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高于普通的活性污泥法等优点,比较适合于处理间歇排放、水量水质波动大的废水。SBR生物处理技术已经广泛用于城市污水、食品工业废水等的处理中。目前,SBR法也已成功应用于许多制药工业生产废水的处理中,如中药材、四环素、庆大霉素等生产废水的处理。但SBR法具有污泥沉降、泥水分离时间较长的缺点。在处理高浓度废水时,要求维持较高的污泥浓度,同时,还易发生高粘性膨胀。因此,常考虑在活性污泥系统中投加粉末活性炭(PAC),这样,可以减少曝气池泡沫,改善污泥沉降性能及液-固分离性能、污泥脱水性能等,获得较高的去除率。有制药废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

3生物接触氧化法

生物接触氧化法兼有活性污泥法和生物膜法的特点,具有较高的处理负荷,能够处理容易引起污泥膨胀的有机废水。在制药工业生产废水的处理中,常常直接采用生物接触氧化法,或用厌氧消化、酸化作为预处理工序,来处理扑热息痛、抗生素原料药、淄体类激素等制药生产废水。接触氧化法处理制药废水时,如果进水浓度高,池内易出现大量泡沫,运行时应采取防治和应对措施。

4上流式厌氧污泥床(UASB)法

反应器具有厌氧消化效率高、结构简单等优点。UASB能否高效和稳定运行的关键在于反应器内能否形成微生物适宜、产甲烷活性高、沉降性能良好的颗粒污泥。但在采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时,通常要求SS含量不能过高,以保证COD去除率可在85%~90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达到90%以上。采用加压上流式厌氧污泥床(PUASB)处理废水时,氧浓度显著升高,加快了基质降解速率,提高了处理效果[3]。上流式厌氧污泥床过滤器(UASB+AF)是近年来发展起来的一种新型复合式厌氧反应器,它结合了UASB和厌氧滤池(AF)的优点,使反应器的性能有了改善。该复合反应器在启动运行期间,可有效地截留污泥,加速污泥颗粒化,对容积负荷、温度、pH值的波动有较好的承受能力。该复合式厌氧反应器已用来处理维生素C、双黄连粉针剂等制药废水。

5复合式厌氧反应器

复合式厌氧反应器兼有污泥和膜反应器的双重特性。复合式厌氧反应器对乙4螺旋酶素生产废水的处理表明,反应器的COD容积负荷率为8~13kg/m3d,可获得满意的出水水质。

6光合细菌处理法(PSB)

光合细菌(PhotosynthesisBacteria,简称PSB)中红假单胞菌属的许多菌株能以小分子有机物作为供氢体和碳源,具有分解和去除有机物的能力。因此,光合细菌处理法可用来处理某些食品加工、化工和发酵等工业的废水。PSB可在好氧、微好氧和厌氧条件下代谢有机物,采用厌氧酸化预处理常可以提高PSB的处理效果。对于某些非抗菌素类生化药物,可考虑采用光合细菌处理法与其他物化或生物处理技术相结合的工艺进行废水处理。

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