化學(xué)合成類(lèi)制藥是指采用一個(gè)化學(xué)反應或者一系列化學(xué)反應生成藥物活性成分的過(guò)程，通常會(huì )用到多種原輔材料，反應過(guò)程復雜，在各個(gè)環(huán)節都有產(chǎn)生廢水的可能?；瘜W(xué)合成制藥生產(chǎn)一種原料藥往往需要10余步反應，使用的原材料可多達30-40種。原材料投入量大，產(chǎn)出比小，利用率較低，原料總耗可達10Kg/kg產(chǎn)品以上，有的甚至超過(guò)20Kg/kg，其中大部分物質(zhì)最終成為廢水、廢氣和固廢，產(chǎn)生量大，成分復雜。

　　某制藥有限公司主要從事頭孢類(lèi)原料藥以及醫藥中間體的生產(chǎn)，年產(chǎn)200噸2-氨基-3,5-二溴苯甲醛及1200噸(s)-2-氨基丁酰胺鹽酸鹽醫藥中間體項目，屬于典型的化學(xué)合成制藥企業(yè)。企業(yè)廢水執行納管標準《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準，其中氨氮和總磷執行《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33/887-2013)相關(guān)標準。盡管排放標準不算嚴格，但是考慮到是化學(xué)合成制藥廢水通常會(huì )有含氰化物、含抗生素、高氨氮、高有機物的廢水產(chǎn)生，其綜合處理難度很大，如不針對有這些特點(diǎn)的廢水采取有效的預處理措施，綜合廢水通過(guò)生化處理的達標排放壓力非常大。筆者經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)現，化學(xué)合成制藥過(guò)程通常產(chǎn)生六種典型性難處理廢水，本文對三種典型性質(zhì)廢水結合處理原理和實(shí)際處理效果進(jìn)行分析和介紹，以期對類(lèi)似企業(yè)的廢水治理提供有價(jià)值的參考。

　　1、含氰廢水

　　含氰廢水主要來(lái)源于選礦、有色金屬冶煉、煉焦、化工、制革等工業(yè)生產(chǎn)，氰化物是劇毒物質(zhì)，從環(huán)境工程和生物安全角度考慮應非常重視含氰廢水除毒處理問(wèn)題。傳統的含氰廢水處理技術(shù)包括酸回收、膜分離法、萃取法、氣提法、化學(xué)絡(luò )合法、化學(xué)氧化法等?；瘜W(xué)氧化法操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現工業(yè)化而被大規模的應用?；瘜W(xué)氧化法是利用了氰化物在堿性條件下易于被氧化的特點(diǎn)。常用的氧化劑有含氯氧化劑、過(guò)氧化氫、臭氧等，含氯氧化劑的缺點(diǎn)在于反應過(guò)程中可能產(chǎn)生毒性較高的氯代有機副產(chǎn)物，臭氧氧化由于其投資和運行成本較高，尚未廣泛用于處理含氰廢水。因此，通常采用過(guò)氧化氫氧化比較合適。氰化物在堿性條件下被過(guò)氧化氫氧化為氰酸鹽CNO-，然后氰酸鹽繼續水解成碳酸銨或碳酸氫銨?；瘜W(xué)反應方程式如下：

　　由于過(guò)氧化氫與氰化物反應速率較慢，因此會(huì )添加金屬離子催化劑，如常見(jiàn)的銅離子加快化學(xué)反應速率。同時(shí)，對于pH的控制問(wèn)題，在酸性條件下，CN-會(huì )以HCN的形式揮發(fā)，對操作人員安全構成威脅。綜合考慮氧化速率和金屬離子催化劑的沉淀問(wèn)題，經(jīng)過(guò)反復多次的實(shí)驗，選擇在pH=9的條件下進(jìn)行反應。

　　在本研究的化學(xué)合成制藥案例中，含氰廢水主要來(lái)自于(S)-2-氨基丁酰胺鹽酸鹽生產(chǎn)的過(guò)濾洗滌段和含氰廢氣的水吸收過(guò)程。廢水的CN-濃度分別為922mg/L和508mg/L，廢水產(chǎn)生量分別是1.2m3/d和3m3/d，計算混合后CN-濃度為626mg/L。預處理方法是在車(chē)間內設置5m3的反應釜，采用雙氧水在pH=9的條件下，在破氰釜內升溫至80℃進(jìn)行破氰處理，Cu2+投加濃度控制40mg/L，反應時(shí)間60min。盡管按照化學(xué)反應方程式(1)，理論CN-與H2O2反應的摩爾比為1：1，但在實(shí)際操作過(guò)程中，考慮到廢水中除了CN-外，還有其他COD消耗雙氧水，同時(shí)在堿性和高溫條件下，雙氧水自身存在分解，因此，研究案例雙氧水的投加量按摩爾比3：1進(jìn)行過(guò)量投加，實(shí)際處理破氰完畢后的廢水中氰化物的含量小于1mg/L。含氰廢水經(jīng)過(guò)處理后，冷卻降溫，排放至綜合廢水調節池再進(jìn)行生化處理。

　　2、含抗生素廢水

　　抗生素廢水的成分十分復雜，含有多種難降解的有機物和無(wú)機物，處理起來(lái)十分困難?？股赝ǔＪ菤⒕镔|(zhì)，對微生物有較強的破壞作用，廢水中的抗生素需破壞后方可進(jìn)入生化系統。通常處理采用高級氧化對抗生素的分子結構進(jìn)行破壞。

　　筆者結合原料與生產(chǎn)工藝研究發(fā)現，本企業(yè)產(chǎn)生的抗生素主要為β-內酰胺類(lèi)抗生素。該類(lèi)抗生素是一類(lèi)殺菌性抗生素，不僅可以治療人類(lèi)疾病，在農業(yè)上還可以預防牲畜感染，在日常生活中應用十分廣泛。對其如何進(jìn)行處理，提出采用水解破壞分子結構的方法。水解反應發(fā)生在物質(zhì)與水之間，是很重要的化學(xué)反應，許多抗生素容易發(fā)生水解。水解反應在酸性條件下、中性條件下及堿性條件下均可能發(fā)生，不過(guò)水解速率有所區別，水解反應可產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物，由母體化合物結構決定?？股氐乃獾闹饕h(huán)境因子是pH和溫度。因此，根據實(shí)際產(chǎn)生水量5m3/d，新建30m3地下水池，采用封閉結構，便于保溫，同時(shí)新增1000L液堿計量罐，用于存放補加液堿使用。通過(guò)試運行，發(fā)現在pH=9，水解溫度35℃，水解時(shí)間120小時(shí)的條件下，β-內酰胺類(lèi)抗生素的水解率達到82%，可極大降低對微生物的抑制和毒性作用。

　　3、高濃度氨氮廢水預處理

　　在化學(xué)合成制藥生產(chǎn)環(huán)節，根據生產(chǎn)原料和工藝，會(huì )產(chǎn)生高濃度氨氮廢水。對于高氨氮廢水的處理，根據不同濃度有不同的處理方法。目前，廣泛應用的方法主要有物化法和生物法。對于含高濃度的氨氮廢水，不宜直接采用生化法對其進(jìn)行處理，普遍采用物化法先對其進(jìn)行預處理，大幅度降低氨氮濃度后，再采用生化的方式進(jìn)行處理。物化法主要有吹脫法、電解法、化學(xué)沉淀法等，其中，吹脫法應用簡(jiǎn)單，是一種典型的被廣泛應用的物理化學(xué)處理法。其化學(xué)反應方程式是NH4++OH-=NH3+H2O，具體操作是向高氨氮廢水中加入液堿，升高廢水pH值至11，由于OH-濃度增加，電離平衡向右進(jìn)行產(chǎn)生氨氣，然后再通入空氣將液相中的氨氣吹脫到空氣中，從而降低液相中的氨氮濃度。

　　在本研究案例中，高氨氮廢水產(chǎn)生于頭孢氨芐的分層廢水，其水質(zhì)情況見(jiàn)表1。根據整個(gè)廠(chǎng)區污水總量、生化處理要求及達標標準，在綜合廢水調節池中，氨氮進(jìn)水濃度需控制在200mg/L以下。通過(guò)核算污水總量和濃度，該廢水如果不經(jīng)過(guò)預處理，則綜合調節池氨氮濃度為為318mg/L，因此必須降低綜合調節池中氨氮的總量。通過(guò)分析調查，頭孢氨芐分層廢水氨氮濃度高、水量大，且自身pH呈強堿性，因此對其進(jìn)行氣體吹脫處理。

　　在化學(xué)合成制藥過(guò)程中，高氨氮廢水往往還具有高鹽、高有機物的特點(diǎn)。至于一般廢水同時(shí)具有以上兩種或者三種水質(zhì)特點(diǎn)的廢水，本研究將會(huì )繼續討論。在本論文的研究案例中，該廢水高氨氮的特點(diǎn)更加明顯，因此，僅考慮只含有高氨氮廢水的預處理。

　　本研究案例是在車(chē)間設置4m3的反應釜，收集后的廢水進(jìn)入反應釜中，通入蒸汽加熱至60℃，同時(shí)通入空氣進(jìn)行吹脫，吹脫時(shí)間控制在60分鐘，吹脫產(chǎn)生的氨氣用稀硫酸進(jìn)行吸收，生成硫酸銨溶液，回用到生產(chǎn)過(guò)程。經(jīng)過(guò)預處理后，廢水pH下降至7.8，氨氮總量減少100kg/d，綜合調節池中氨氮濃度下降至約為150mg/L，保證生化系統的穩定運行與最終的達標排放。

　　4、結語(yǔ)

　　化學(xué)合成制藥廢水根據各生產(chǎn)工藝，廢水種類(lèi)多，性質(zhì)各不一樣，盡管排放標準不是非常嚴格，但是如果各種有特點(diǎn)的廢水不經(jīng)過(guò)合適的預處理手段，混合后經(jīng)過(guò)生化處理，達標的難度非常大。因此，選擇合適的預處理方式對不同性質(zhì)的廢水首先進(jìn)行有針對性的預處理不僅有必要，而且是最終出水能否達標的決定性因素。在含氰廢水、含二氯甲烷廢水、高氨氮廢水的預處理，通過(guò)實(shí)際研究案例，有對性的提出了采用雙氧水堿性氧化、蒸餾和加熱堿性吹脫的預處理方式，均取得很好的效果，為其他類(lèi)似的化學(xué)合成制藥和其他化工生產(chǎn)廢水的處理具有重要的參考和借鑒價(jià)值。