MBR技术在制药废水处理的应用

　　3.1 MBR 在生物制药废水处理的应用

　　生物制药，主要是发酵工程制药，其废水主要包括主生产过程排水、辅助过程排水、冲洗水和生活污水。其中水量最大的是辅助过程排水，COD 贡献量最大的是直接工艺排水，冲洗水也是重要的废水污染源，其悬浮物含量较高。此外，发酵类生物制药废水中含氮量高且碳氮比低，硫酸盐浓度较高，色度较高，含有微生物难以降解和具抑制性物质。

　　冯斐等[10]报导了某维生素制药厂的原废水处理系统采用厌氧-兼氧-两段接触氧化的组合工艺，存在流程复杂，好氧生化池中填料易堵塞，出水不稳定并含有大量的悬浮物等缺点，计划采用MBR 代替兼氧池与接触氧化池。通过采用有效容积为80 L的MBR 中试装置考查了MBR 工艺对维生素C 制药废水的处理效果，并进行了工况优化。结果发现MBR 在两种工况下的出水均可达标排放，且工况一(DO 浓度为2 mg/L，MLSS 为8 000 mg/L)比工况二(DO 浓度为3 mg/L，MLSS 为10 000 mg/L)的处理效果稍好，且运行成本较低。

　　廖志民[7]对MBR 工艺处理发酵类制药废水进行了中试研究。废水取自某制药厂废水站，该制药厂主要生产洁霉素、虫草菌粉、中成药等，进水COD 浓度为400~1 000 mg/L，氨氮为50~110mg/L。中试期间，逐步调整MBR 的HRT 并监测反应器运行状态。结果表明，MBR 的HRT 可减至8 h 而不对COD 去除及氨氮去除产生影响，出水COD 浓度为120~220 mg·L-1，出水氨氮浓度为2~15 mg/L。而该厂现有的兼氧/好氧工艺的HRT为40 h，出水COD浓度为300~400 mg/L。兼氧/好氧工艺的运行费为1.1 元·m-3，而中试设备只需0.77 元·m-3。两者相比，MBR 的处理效果更优，运行费用更少。此外，MBR 在中试期间无损膜、堵膜现象，滤膜工作正常、清洗周期正常。

　　3.2 MBR 在化学制药废水处理的应用

　　化学制药废水包括母液类废水、冲洗废水、回收残液、辅助过程排水及生活污水。与生物制药废水相比，化学制药废水的产生量较小，并且污染物明确，种类也相对较少。但其COD 浓度可高达几十万毫克每升，含盐量也较高，pH 变化较大，某些原料或产物具生物毒性。而且其废水成分单一，营养源不足，培养微生物困难。

　　郑炜等[11]针对头孢中间体生产企业，采用接触氧化-水解-MBR 处理头孢类抗生素化学合成废水。设计水量为350 m3·d-1，进水COD 浓度为2125~11561 mg/L。出水COD 浓度为79~282mg/L，出水BOD5 低于10 mg/L，满足该工业园区污水纳管标准(COD≤300 mg·L-1，BOD5≤100 mg/L)。

　　刘婧等[12]报导了潍坊某制药厂采用混凝-接触氧化-MBR组合工艺处理赖诺普利依那普利制药废水，设计水量为500 m3·d-1，进水COD 的平均浓度为3000 mg/L。在三个月的调试过程中，出水COD 的平均浓度小于45 mg/L，平均去除率达到93 %，出水水质达到排放标准。该工程运行费用为1.06 元·m-3，可回收利用污水18.25 万t·a-1。

　　3.3 MBR 在中成药制药废水处理的应用

　　除了生物制药和化学制药外，还有一类采用物理或化学的方法从动植物中提取或直接形成药物的制药生产方式，即中成药。

　　孙从明[13]介绍了采用MBR 工艺技术处理植物药厂废水的工程实例。昆明某制药厂主要以“三七”为原料生产“三七”系列皂甙和保健品，废水水量为25 m3·d-1，进水COD 浓度为2000 mg/L。由于“三七”皂甙属于较难处理物质，废水中均残留有一定的药剂成分，会抑制生化处理过程中微生物的生长、繁殖，造成污泥膨胀，采用传统的生化处理工艺很难达到预期的处理效果。采用MBR 处理工艺技术，处理后出水可全部回用。

　　该工程于2002 年初投入使用，运行了5 a后，于2007 年初重新更换成国产膜。通过该工程运行实践经验结果，得出膜的使用时间最多是5 a。如果膜的清洗、再生处理妥当，可以适当延长膜的使用寿命。

　　苏焱顺等[14]报导了广州某制药企业采用混凝沉淀-MBR 工艺处理中成药制药废水的工程实例。产生的废水水质、水量波动较大，有很高的色度和悬浮物，含难降解物质。设计水量为120m3·d-1，进水COD 浓度为3000~6000 mg/L。工程自2006 年12 月投产处理效果稳定，出水COD 浓度均在100 mg/L，去除率可达98 %，其他各项指标均达到排放标准。工艺稳定运行后的处理费用适中，为1.76 元·m-3。

　　4 结语

　　MBR 工艺作为一种新型污水处理工艺，在制药废水处理中未得到广泛的应用。但针对制药废水的特点，MBR 工艺具有独有的优势，近年来逐渐成为人们的研究热点。MBR 工艺在制药废水处理中已有一些实验室探索，在工程项目中也有一些实际应用。上述各项工程实例表明，MBR 工艺可运用至制药废水的实际工程项目中。在对一些原有处理系统设施的改造项目中，MBR 也成为了首要选择工艺之一。

　　膜污染和膜寿命问题制约了MBR 工艺在此领域的工业化应用。但通过采用新型抗污染膜或采取适宜的操作方法可以减少膜污染对工艺运行的影响，并有效地延长膜寿命。膜材料的开发、膜质量的提高以及膜清洗技术的发展，也能够在一定程度上缓解膜污染的问题。此外，与传统生化工艺相比，MBR 能够在保证出水达标的前提下简化废水处理流程，缩短水力停留时间，出水能够达到某些特定回用标准，从而能够节能降耗，在一定程度上降低了运行成本。

　　虽然MBR 工艺仍存在不足，但随着膜制备技术的进步、膜污染控制技术的发展，MBR 处理技术会越发成熟。MBR 工艺独有的优势，将使其在未来的废水处理领域占有重要的位置。

　　参考文献

　　[1]楼菊青．制药废水处理进展综述[J]．重庆科技学院学报：自然科学版，2006，8(4)：13-15．

　　[2]干建文，沈斌，范立航，等．膜生物反应器处理头孢类制药废水的试验研究[J]．环境工程，2010，28 增刊：65-66．

　　[3]Magara Y，Itoh M．The effect of operational factors on solid/liquid separation by ultra-membrane filtration in a biological denitrification system for collected human excreta treatment plants[J] ． Water Science and Techonlogy，1991，23：1583-1590．

　　[4]陈卫玮．MBR 膜生物处理技术及其在废水回用中的应用和进展[J]．水工业市场，2007，8：52-57．

　　[5]陈旭东，杨景亮，李再兴，等．膜生物反应器处理废水的研究及应用[J]．河北工业科技，2004，21(1)：41-44．

　　[6]杨明真，师晓春，汪德生．MBR 处理抗生素废水实验研究[J]．环境保护与循环经济，2010，9：54-55．

　　[7]廖志民．MBR 工艺处理发酵类制药废水中试研究[J]．中国给水排水，2010，26(9)：131-133．

　　[8]樊耀波．水与废水处理中膜生物反应器技术[J]．环境科学，1995，16(5)：79-81．

　　[9]范举红，刘锐，曾莎莎，等．活性污泥法-水解酸化-MBR 组合工艺处理化学制药废水的研究[J]．给水排水，2010，36(9)：158-161．

　　[10]冯斐，周文斌，汤贵兰．MBR 工艺处理维生素C 制药废水的中试实验[J]．环境工程，2006，12(6)：16-18．

　　[11]郑炜，陈吕军，姚春海，等．接触氧化-水解-MBR 处理头孢类抗生素化学合成废水[J]．化工环保，2010，30(5)：395-399．

　　[12]刘婧，张敏，李建军．MBR 工艺处理赖诺普利依那普利制药污水[J]．化学工程师，2007，5：27-28．

　　[13]孙从明．MBR 工艺处理制药废水[J]．环境科学导刊，2009，28(1)：69-71．

　　[14]苏焱顺，林方敏．混凝沉淀-MBR 工艺处理制药废水[J]．给水排水，2011，37(3)：63-64．

　　(本文文献格式：伍仕芬，吴小琴，黄昊，等．MBR 技术在制药废水处理的应用[J]．广东化工，2012，39(1)：203-204)

　　[作者简介] 伍仕芬(1973-)，男，广东梅州人，本科，副总经理，工程师，主要研究方向为化学制药、食品科学与工程。