一、制药废水特性与处理难点
制药废水具有成分复杂、毒性高、可生化性差的特点,含抗生素残留、有机溶剂(如甲醇、丙酮)、高盐分(电导率≥10mS/cm)及生物抑制性物质(如硝基化合物)。其COD浓度通常为5000-20000mg/L,BOD/COD比值<0.3,直接生化处理难度大,需针对性组合工艺实现达标(如《化学合成类制药工业水污染物排放标准》GB 21904-2008)。
二、预处理工艺与关键设备
预处理阶段采用物化法降低毒性并提高可生化性,包括:
高效气浮机(溶气气浮DAF或涡凹气浮CAF)去除悬浮物及脂溶性物质,SS去除率≥85%;
微电解-Fenton氧化系统,通过铁碳微电解床+H₂O₂催化氧化分解难降解有机物,COD去除率30-50%;
蒸发脱盐装置(如MVR蒸发器)处理高盐废水,盐分回收率≥90%。
三、生物处理核心工艺
生化阶段常采用多级厌氧-好氧组合工艺:
水解酸化池将大分子有机物转化为小分子酸类,提升BOD/COD至0.4-0.6;
UASB/IC厌氧反应器处理高浓度有机废水,COD负荷达8-15kg/(m³·d),产沼气回收能量;
A²O-MBR一体化设备同步脱氮除磷,膜孔径0.1μm可截留微生物及残留药物,出水COD≤100mg/L。
四、深度处理与高级氧化技术
针对抗生素等微量污染物,采用臭氧催化氧化、电化学氧化或非均相催化湿式氧化(CWAO):
臭氧发生器+多相催化剂(如负载型TiO₂)分解抗生素,臭氧投加量50-100mg/L,去除率≥80%;
电芬顿反应器通过Fe²+/H₂O₂体系产生羟基自由基,处理喹诺酮类废水,TOC去除率>60%。
五、污泥处理与资源化
制药污泥(含水率95-99%)经板框压滤机或叠螺脱水机干化至含水率≤60%,后采用:
热解炭化炉在500-800℃无氧条件下制备生物炭(比表面积>300m²/g),用于吸附回用;
协同焚烧与燃煤电厂掺烧,热值≥3500kcal/kg,二噁英排放符合《危险废物焚烧污染控制标准》(GB 18484-2020)。
六、智能化控制系统与案例应用
集成PLC+物联网云平台实现工艺优化,如:
基于在线TOC/UV254检测仪动态调节臭氧投加量,药剂节省15-20%;
某头孢类制药厂采用“微电解+UASB+MBR+臭氧催化”组合工艺,吨水处理成本≤8元,出水COD≤60mg/L,达直排标准。