化工合成制药废水处理技术

化工合成制药废水处理技术

任淑振、张亦林、张荣楠

泰安汉威集团有限公司  271000

摘要：我国目前的化工合成制药废水处理技术主要以生物法为主，化学法为辅，高级氧化法也有所应用。根据化工合成制药废水的水质特点和对环境的影响程度，化工合成制药废水通常分为三种类型：高浓度难降解有机废水、中浓度难降解有机废水以及低浓度可生化有机废水。针对化工合成制药废水的特征，在分析其处理工艺的基础上，对生物法、化学法、物理化学法、高级氧化法等工艺进行了研究，并结合工程案例，对各类处理工艺进行了具体介绍。

关键词：化工合成；制药；废水处理；技术

1引言

近年来，随着国家对环保的重视，化工合成制药行业也得到了长足的发展，其规模、产量、产品种类都有了较大的增加。但是，由于该行业废水具有浓度高、成分复杂、水量大等特点，从而对环保提出了更高的要求。如何处理好化工合成制药废水成为当前亟待解决的问题。

2化工合成制药废水处理技术

2.1预处理方法

在化工合成制药废水的处理中，预处理技术起到了决定性的作用，预处理技术包括物理法、化学法以及生物法。在化工合成制药废水的处理中，物理法包括砂滤、粗滤、澄清以及超滤等；化学法主要包括混凝、氧化、催化氧化以及沉淀等；生物法主要有活性污泥法以及生物膜法。在化工合成制药废水的处理中，预处理技术有着不可忽视的作用。在化学处理中，化学沉淀是常用的方法之一，该方法可以将废水中的 COD以及 SS等有害物质进行吸附去除。但是由于化学沉淀会造成二次污染，所以在化工合成制药废水的处理中，通常不会采用这种方法[1]。

在生化处理中，目前应用最广泛的方法为生物法，其可以有效地去除废水中的有机物，对降低废水中的 COD有很好的效果，但是该方法也有一定的缺陷，即产生污泥量多，其污泥产量大、污泥处理费用高、对微生物和细菌有毒性。

在废水处理中，活性污泥法是一种常用的生物处理技术。该方法具有来源广泛、处理效果好、可生物降解等特点。但是该方法也存在一定的缺陷，即污泥产量大、对水质的适应性差以及产生污泥量大等，导致该方法应用受到了一定限制。

生物膜法是一种新型的废水处理技术，其利用微生物自身代谢产生的生物膜来吸附去除废水中的有机物，该方法具有效率高、成本低、易操作等特点。但是该方法也存在一些缺陷，如产生污泥量大、微生物稳定性差以及生物膜易脱落等。

化学氧化是一种常用的废水处理方法，其主要利用氧化剂将废水中的有机物氧化成无害物质。但是该方法也有一定的缺陷，即产生二次污染且运行费用较高。

混凝和沉淀是常见的预处理方法之一，其可以去除废水中的悬浮物质、胶体物质以及胶体表面电荷等，从而提高废水中有机物和胶体物质的可生化性。但是混凝和沉淀法对废水中悬浮物质、胶体物质以及胶体表面电荷等要求较高，导致该方法在实际应用中存在一定限制。

过滤法是一种简单有效的预处理方法，其主要利用纤维过滤膜等对废水进行过滤处理，通过其可以有效地去除水中悬浮物质以及胶体物质等，从而降低废水中 COD以及 SS等有害物质浓度。

2.2物化法

物化法是采用物理的方法将废水中的物质分离出来，常用的方法有吸附法、混凝法和萃取法，具体如以下几种：

吸附法：利用物理性质相似的物质进行吸附，如吸附剂和吸附剂与废水中的污染物进行作用，从而达到净化效果。吸附法包括物理吸附法和化学吸附法，利用物理性质相同的物质进行吸附，主要是利用两种物质相互间的吸引力来实现对污染物的去除。

混凝沉淀：通过将化学药剂与废水中的物质发生化学反应，从而达到净化水质的目的。常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁等，混凝沉淀法是化工合成制药废水处理中最常用的方法，具有处理效率高、运行稳定等优点。

萃取法：主要是利用有机溶剂将废水中的污染物进行分离，主要有以下几种：

①溶剂萃取法：在进行有机溶剂萃取时，可以将废水中的有机物进行分离，主要有两种方法：一种是在不改变溶剂的情况下，通过改变萃取剂的种类或用量，对废水进行萃取；另一种是将萃取剂加入废水中，待其发生化学反应后，将有机物分离出来。②膜分离法是利用一层或多层膜对废水中的污染物进行分离的方法，主要包括超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

生物处理法：生物处理法是指利用微生物将废水中的污染物进行分解，使其达到净化效果，主要有生物膜法和活性污泥法两种。

①生物膜法是利用微生物进行吸收、转化和分解的过程，在生物膜法中，微生物能够通过细胞结构将污染物直接吸收和分解。②活性污泥法是利用微生物进行分解废水中污染物的过程，具体方法为将废水与活性污泥混合均匀后加入菌种。

高级氧化法是指利用氧化剂对废水中的污染物进行氧化还原反应的方法。高级氧化法可以将有机物转化为无机物，或者将无机物转化为有机物，在进行高级氧化处理时通常会使用臭氧、过氧乙酰硝酸酯、芬顿等氧化剂[2]。

2.3生物法

生物法在使用时需要考虑到废水的水质、水量、温度、 pH值等因素，如果无法满足水质要求就无法达到净化效果。物化法对水量和水质都有一定要求，处理效率较低，因此在使用时要根据实际情况来选择合适的处理技术。生物法在使用时需要考虑到以下几点：

温度：温度是影响生物法的重要因素，如果温度过高，则会导致废水中的有机物发生降解反应，从而导致水质恶化；如果温度过低，则会导致废水中的有机物不能完全反应，从而降低了净化效果。因此，在使用生物法时要根据实际情况来确定温度。

pH值：在使用时要根据实际情况来确定 pH值，如果 pH值过高或过低都会影响水质净化效果。

溶解度：溶解度是指在水中溶解的物质量，对水质净化效果有着很大的影响。一般情况下，在废水处理过程中溶解度越大则净化效果越好。

反应时间：化工合成制药废水中的有机物种类比较多，不同种类的有机物具有不同的化学性质，在处理过程中会产生不同种类的化学反应，因此需要选择合适的反应时间来控制反应条件。

反应条件：化工合成制药废水处理过程中反应条件也十分重要，需要选择合适的反应条件才能达到最好效果。例如在进行生化处理时，需要选择合适的温度、 pH值和溶解度等条件才能有效地将有机物去除。

2.4物化与生物法结合

物化法和生物法是常用的两种处理技术，在化工合成制药废水处理过程中，物化法和生物法各有优缺点，只有将两种处理技术结合起来才能达到最好的处理效果[3]。物化法具有明显的优点，但是其缺点也十分突出，主要表现在有机物去除效率较低，同时还会产生大量的污泥。生物法的优点是净化效率高、效果好，但是其缺点也十分突出，主要表现在污泥量大、占用空间大等方面。因此，在实际应用中必须将物化法和生物法相结合使用，这样才能达到最佳效果。物化和生物相结合主要是利用物化技术将废水中的有机物去除，而生物法则利用生物技术将废水中的有机物去除。

物化法是利用物理化学技术将废水中的有机污染物去除，而生物法是利用生物技术将废水中的有机污染物去除。物化法与生物法相结合可充分发挥两种技术各自的优点，取长补短，从而达到最佳处理效果。

2.1生物滤池、活性污泥法

生物滤池和活性污泥法是常用的化工合成制药废水处理技术，它们主要利用微生物和催化剂将废水中的有机物和无机物进行分解，并将其转化成无害物质。生化滤池是目前应用最广泛的化工合成制药废水处理技术，它主要利用微生物和催化剂对化工合成制药废水进行处理，该技术具有运行稳定、处理效果好等优点，而且还具有占地面积小、不需要二次污染等优点。生化滤池是由填料和填料上附着的微生物组成的，它能有效去除化工合成制药废水中的有机物和无机物，这种技术有其独特优势，因此在实际应用中具有广泛应用价值。

2.2生物膜法

生物膜法是利用微生物在载体表面上生长、繁殖而形成的一种膜状结构来去除化工合成制药废水中的有机物和无机物。生物膜法具有脱氮除磷效果好、运行稳定等优点，而且还可以将化工合成制药废水中的有机物进行彻底降解。生物膜法主要分为上流式厌氧污泥床（UASB）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧折流板反应器（ABR）、厌氧污泥床反应器（ASBR）等。目前，在化工合成制药废水处理中应用最多的是厌氧折流板反应器[4]。

2.5高级氧化技术

高级氧化技术是近年来发展起来的一种新型处理技术，它利用各种催化剂、氧化剂等将废水中的有机物和无机物进行分解，将有机物进行氧化，然后再利用高级氧化技术将其分解掉。高级氧化技术的优点是净化效率高、效果好，可以彻底去除化工合成制药废水中的 COD、 BOD、 SS等污染物。

目前，高级氧化技术主要应用在废水的深度处理中，常用的有 Fenton试剂、H2O2、臭氧等， Fenton试剂是一种以Fe2+为催化剂，在一定条件下产生的具有强氧化性的物质，能将废水中的有机物和无机物进行有效的氧化分解。Fenton试剂能产生大量具有强氧化性的· OH和• OH，使废水中的有机污染物在短时间内就被分解掉了。

以H2O2为氧化剂，研究H2O2浓度、H2O2投加量、 pH值对氧化还原电位（ORP）和 COD去除率的影响。实验结果表明：H2O2浓度越高、投加量越大， ORP和 COD去除率越高； pH值越低、H2O2投加量越多， ORP和 COD去除率越高；在 pH值为5~10@量为5~20 mg/L时， COD去除率可以达到80%以上。

3化工合成制药废水处理技术应用阻碍

3.1缺少处理技术

目前，国内对于化工合成制药废水的处理还缺乏一个比较完整的处理体系，尤其是针对其处理工艺上缺乏更多的研究，大部分化工合成制药企业只是在原有的基础上对其进行改进，从而使得整个工艺可以达到较为理想的效果，但是并没有从根本上去改变废水污染严重的问题。而为了更好地解决这一问题，企业需要进一步优化其生产工艺，提高自身的生产效率，从而在很大程度上减少了其处理污水的费用[4]。

化工合成制药废水在经过了最初的处理之后，其中会含有大量的有机物以及毒性较大的物质，在此基础上如果不对其进行进一步的处理的话，这些物质会不断地在废水中沉淀堆积，进而会严重影响到企业生产废水中所含污染物的分解。因此如果不能够将这些污染物有效地进行分解的话，那么企业生产所产生的废水就会直接影响到其正常运行和生产。

如果要想使这些废水得到有效的处理的话，那么就必须从根源上进行治理。目前大部分化工合成制药企业对于其生产工艺以及废水处理工艺并没有进行一个很好的优化和改进，因此使得整个化工合成制药废水处理系统并没有一个更加完善和合理的系统。同时对其处理工艺进行一个更加合理的设计和规划也是非常必要的。因为化工合成制药企业在生产过程中会产生大量的废水，如果不对其进行及时的处理的话，那么就会导致这些废水中含有大量的污染物以及有毒物质。

3.2水质分析

在化工合成制药废水处理中，水质分析工作是非常重要的，因为水质分析工作的质量直接影响到整个废水处理技术的质量，在进行水质分析时，要确保水质分析结果符合相关标准要求，同时还要考虑到化工合成制药废水的特殊性，以此来确保水质分析的质量[5]。

在进行化工合成制药废水处理中，对其进行水质分析主要是为了能够更加全面、准确地了解废水中的各种成分，在了解了这些成分之后，可以为后续的废水处理工作提供一定的参考和指导。

在进行化工合成制药废水水质分析时，首先要做好数据采集工作，然后再对水质进行具体分析。在水质数据采集工作中，要注重对采样点的选择、采样方法、采样频率以及采样时间等内容进行具体掌握。

在进行化工合成制药废水水质分析时，首先要根据化工合成制药废水水质特征确定其 pH值、色度、 BOD、 COD和氨氮等数据，然后再结合这些数据对不同类型化工合成制药废水进行具体分析。

在进行化工合成制药废水处理时，首先要做好污水中 COD含量检测工作， COD含量是判断化工合成制药废水水质是否合格的主要指标。

在对化工合成制药废水进行 COD检测时，要注意将不同浓度和不同种类的污水分开进行检测，比如 COD浓度为500 mg/L时，要将其分为不同种类； COD浓度为1000 mg/L时，要将其分为不同种类； COD浓度为2000 mg/L时，要将其分为不同种类； COD浓度为5000 mg/L时，要将其分为不同种类。

3.3处理技术的应用和管理

在化工合成制药废水处理中，采用的技术有很多种，它们之间存在一定的差异性，为了更好地处理化工合成制药废水，就必须对它们进行合理的选择。目前在实际应用中应用比较广泛的技术主要有：生物处理技术、物理化学处理技术和高级氧化技术。这些技术都是现在应用比较广泛的一种废水处理方法。

生物处理技术主要是通过微生物降解有机污染物，来达到对废水中污染物的去除目的。在应用生物处理技术时，要注意以下几点：

（1）对于生物处理技术来说，其使用效果取决于废水中的有机污染物浓度。当废水中有机污染物浓度比较低时，生物处理技术就很难发挥出作用；当有机污染物浓度比较高时，生物处理技术的效果就会受到限制。

（2）在应用生物处理技术时，要对废水进行预处理，这样才能保证后续工艺的正常进行。

（3）生物处理工艺与化学处理工艺相比，具有反应速度快、占地面积小等优点。因此，在化工合成制药废水处理过程中应该优先应用生物处理技术。

（4）对于生化方法来说，它的缺点是容易受到温度和酸碱度的影响，使得其活性降低，因此要对其进行必要的调节和控制。

（5）在应用物理化学方法时，要根据其不同的特点和不同的污染程度来选择不同的方法。对于浓度比较高、难降解有机污染物比较多、水质比较复杂等情况，应该要选择物理化学方法；对于浓度比较低、成分简单、容易降解等情况，可以选择生物方法；对于含有毒性物质或者不易降解等情况，应该要采用物化方法或者生物方法进行综合处理[6]。

3.4监管问题

就目前而言，我国化工企业的废水处理技术依然存在着监管力度不足、处理标准不明确、技术应用不科学等问题。比如，我国很多制药企业废水处理设施运行时间较短，生产工艺相对比较落后，存在着生产工艺落后、生产技术落后以及环保措施落后等问题。

由于我国化工企业在污水处理方面投入的资金较少，所以在废水处理设施的建设方面并不是很完善，很多企业都没有配置污水处理设施，因此在实际的生产过程中需要不断地投入资金进行建设。而且我国化工企业的废水处理设施并没有实现统一化管理，很多企业的废水处理设施建设不是很完善，甚至有的企业存在着一定的安全隐患。

在当前，我国相关部门需要加强对化工企业废水处理设施的监管力度，确保废水处理设施能够正常运行。另外，化工企业在实际的生产过程中还存在着很多问题：由于缺乏统一化管理，在化工企业生产过程中还存在着一定的安全隐患，经常会发生安全事故。化工企业在实际进行生产过程中会产生大量的废水、废气以及固体废弃物等，这些都会对环境造成污染。并且在实际的化工企业生产过程中，还存在着很多技术难题没有得到解决。比如化工企业在生产过程中需要利用一些技术进行废水处理，但是由于这些技术并没有被完全掌握，所以在实际的操作过程中经常会出现问题[7]。

3.5成本问题

化工合成制药废水处理成本问题涉及众多的方面，对于其中的某一个因素来说，其都有可能会对整个系统造成影响。

首先，在化工合成制药废水处理技术实际应用过程中，我们必须意识到环境保护的重要性，并且在实践过程中对其进行合理地控制，从而才能更好地促进环保事业的发展。从整体上来说，化工合成制药废水处理技术应用成本问题涉及多个方面，这些方面共同影响着整个系统能否得到更好的发展。为此在实际应用过程中，我们必须根据具体情况来进行相应处理工作。

其一是必须提高对于化工合成制药废水处理技术应用成本问题的重视程度。其二是必须加强对于环境保护工作的宣传力度。其三是必须加强对环保问题和社会问题之间相互关系的理解和认识。其四是必须加强对于各种环保措施实施过程中各个环节相互关系把握力度。

4化工合成制药废水处理技术应用策略

4.1强化废水预处理

针对化工合成制药废水的预处理，应当结合企业生产实际情况，选择最佳的预处理方法。具体来说，可以从以下两个方面进行：

（1）根据生产实际情况，科学选择化学氧化、物理混凝等预处理技术，提高废水处理效率。在实际应用中，往往需要根据化工合成制药废水的具体情况进行选择：①针对废水中含有大量的高盐分、高 COD以及高色度的水质特点，可以结合实际情况，在预处理过程中应用膜技术、反渗透技术、吸附技术以及化学氧化技术等。②针对废水中含有大量的难降解物质，并且存在一定的毒性特点，可以在预处理过程中应用活性炭技术、吸附技术以及膜分离等。③针对废水中存在大量的有毒物质以及有害成分，可以在预处理过程中应用氧化絮凝技术、催化氧化技术以及絮凝沉淀等。

4.2科学选择处理技术

在化工合成制药废水处理工作开展过程中，需结合生产实际情况，选取合适的处理技术，为后续废水处理工作的开展提供支持。

（1）吸附法：对化工合成制药废水进行处理时，需结合废水具体成分，应用吸附法对其中的杂质进行去除，提高处理效果。

（2）絮凝法：在化工合成制药废水处理过程中，应用絮凝法能够提升处理效率，使其实现进一步净化[8]。

（3）膜分离技术：在化工合成制药废水处理过程中，应用膜分离技术可以实现对制药废水中的有效物质进行去除，且不会造成二次污染。

（4）臭氧氧化法：该方法适用于化工合成制药废水中的有机污染物，通过对有机污染物进行氧化降解，提升废水处理效果。

（5）紫外线辐射技术：该方法主要适用于化工合成制药废水中的色度和 COD等指标的去除。

（6）高级氧化法主要包括氧化沟、活性污泥、生物接触氧化法、流化床等工艺类型。

4.3提高人员专业素养

在化工合成制药废水处理中，企业要注重人员素质培养，提高工作人员对化工合成制药废水处理重要性的认识，并加强对员工专业素养的培养，使员工具有较强的环保意识，在实际工作中严格按照国家环保标准进行废水处理工作。

4.3.1加强对工作人员的环保意识培训在化工合成制药废水处理中，相关工作人员要增强环保意识，严格按照国家环保标准进行化工合成制药废水处理工作，在实际处理过程中，要以可持续发展为指导思想，遵循“谁污染、谁治理”的原则，确保化工合成制药废水得到有效地治理。

4.3.2加强对工作人员的专业培训

在化工合成制药废水处理中，相关工作人员要具有较强的专业素养，要严格按照国家环保标准进行化工合成制药废水处理工作，在实际处理过程中，要根据生产的实际情况，科学选择废水处理技术，并将其应用于化工合成制药废水处理中，确保化工合成制药废水得到有效的处理。

4.3.3加强对员工的责任意识教育

在化工合成制药废水处理中，相关工作人员要严格按照国家环保标准进行化工合成制药废水处理工作，在实际工作中要强化责任意识教育，使员工具有较强的环保意识，使企业具有良好的社会形象。在化工合成制药废水处理中，相关工作人员要加强对员工安全教育，使员工具有较强的安全意识，并增强对化工合成制药废水处理过程中可能出现危险因素的认知程度，使员工能够将自身安全放在首位，在实际工作中严格按照国家环保标准进行化工合成制药废水处理工作。在化工合成制药废水处理过程中，相关工作人员要加强对企业环境卫生的管理和监督力度，确保企业生产环境和员工个人环境卫生符合国家环保标准。

4.4优化完善工艺

在化工合成制药废水处理过程中，要以工艺优化为基础，以设备升级为手段，以处理技术创新为动力，不断优化完善化工合成制药废水处理工艺。在化工合成制药废水处理工艺优化中，要加强对现有处理技术的分析与研究，并根据实际情况对其进行调整和完善，在充分了解制药废水性质的基础上，制定科学合理的处理方案。

针对化学需氧量、悬浮物浓度等指标较高的化工合成制药废水，可以采取氧化还原法处理；针对化工合成制药废水中有机物含量较高的化工合成制药废水，可以采取厌氧生物处理法；对于部分化学需氧量、生化需氧量较低的化工合成制药废水，可以采取吸附法、吸附法等。

在化工合成制药废水处理工艺优化中，要深入分析实际情况，结合具体情况采用合适的处理方法，并加强对设备、药剂的优化。例如在采用活性污泥法处理化工合成制药废水时，要强化对活性污泥的培养和驯化工作；在采用生化处理法时要强化对生化反应池容积的控制工作。

在化工合成制药废水处理工艺优化中，要对水质水量进行合理预测和科学分析；在处理不同类型的化工合成制药废水时要根据实际情况选择合适的工艺；在优化化工合成制药废水处理工艺过程中要注重强化对工艺参数、设备运行情况等进行监测与控制。通过不断完善化工合成制药废水处理工艺，不断提升化工合成制药废水处理水平和能力，使其能够满足当前环境保护工作要求，并满足企业发展需要。

4.5强化废水处理监督力度

（1）强化环境监察力度，构建完善的排污责任制度，确保企业内部形成完善的排污管理制度，落实责任主体，明确员工的工作职责，并对其进行定期的培训和考核，提升员工对企业排污工作的重视程度和积极性[9]。

（2）对于化工合成制药企业来说，需要加强对污水处理系统运行情况的检查和监督力度，发现问题及时采取措施进行处理，保证其能够稳定运行。

（3）化工合成制药企业应加强对废水处理系统的维护和管理工作，定期开展检修工作，及时发现设备故障、管道破损等问题，并及时进行维修和更换，避免因设备故障导致生产停产。

（4）在化工合成制药企业废水处理过程中，应注重对水质检测工作的开展，定期对水质进行检测和分析，一旦发现水质出现问题应及时采取措施进行解决。

（5）化工合成制药企业应加强对污水处理系统的监督和管理工作，并制定相关制度规范操作流程。

（6）化工合成制药企业在选择污水处理设备时应严格按照国家相关要求进行选购和使用。

（8）对于化工合成制药企业来说，应该制定更加完善的废水处理系统运行管理制度和操作流程，确保其能够稳定运行。

（9）在化工合成制药企业生产过程中要注意对废水处理系统中各个设备进行维护和保养工作，定期检测和检修各个设备。

（10）化工合成制药企业应加强对员工操作技术能力的培训和提升工作，提高员工对废水处理系统的认知程度。

5结语

通过化工合成制药废水处理技术的研究分析可知，现阶段我国化工合成制药废水处理技术存在处理效果不佳、处理成本较高的问题，无法满足现阶段环境保护的要求。在实际应用过程中，需要采取科学合理的措施，合理应用工艺技术，例如膜分离技术、生物法等，全面提高化工合成制药废水处理的效率与质量。同时，在化工合成制药废水处理过程中，需要对水处理流程进行科学规划与控制，提高其运行质量，全面降低化工合成制药废水对环境造成的影响。综上所述，需要不断加强对化工合成制药废水的处理与分析力度，优化其应用策略，促进我国环境保护工作的有效开展。 

参考文献

[1]冯少楠.化工合成制药废水处理技术[J].建筑工程技术与设计,2021:1(1857).

[2]周乃亮.化工合成制药废水处理技术[J].《化工设计通讯》,2020

[3]孟维成.化工合成制药废水处理技术[J].城市周刊,2019:1.

[4]马秀峰.化工合成制药废水处理技术[J].化工设计通讯,2020:168-169.

[5]赵晓峰,刘曦,于洋.化工合成制药废水的处理技术研究[J].《当代化工研究》,2018:51-52.

[6]谢阅斌;俞诚.探究化工合成制药废水的处理技术[J].石油石化物资采购,2021:3(64-66).

[7]叶姜瑜,石玉竹,刘磊,窦建军.生物强化技术处理某合成制药厂废水工程实例[J].环境工程,2015:93-96.

[8]曾旭 刘俊 赵建夫.化学合成制药废水处理技术与进展[J].化工中间体,2015:146.

[9]王金龙,王福华.合成制药废水处理技术研究与进展[J].化工管理,2020:127-127.