摘要：以往对医药废水的处理，主要是采用物理方法或者化学方法，但是上述两种方法存在一定缺陷，而采用生物技术对医药废水的处理，经济投入小，处理效率高。将生物技术与医药废水处理结合，是因为制药产生的污水污染物多，结构复杂、有毒、有害以及含有各种生物难以降解的有机物质，非常容易对水体造成严重污染。同时工业污水还呈明显的酸、碱性，部分污水中含有过高的盐分。本次研究重点探究生物膜法在医药废水处理中的应用。
关键词：生物膜法；医药废水；处理
引言
医药废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。生物膜法是属于好氧生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物、后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。
1.医药废水的类型和特性
目前处理医药废水难度特别大，特别是生产精密化工产品过程中排放的构造复杂、生物难以降解和有毒有害的有机物质[1]。在生产常用药的过程中，可分为四大类型的废水：一是药品生产过程中排放的废水；二是辅助生产过程中排放的废水；三是生产过程中排放的冲洗水；四是员工生活中产生的污水。
医药废水有其根本特性，主要有四点：一是副产物多，水质成分复杂，参与反应的原料中多为环状构造化合物或溶剂类物质；二是污染物在废水中含量高；三是有毒有害物质多，特别是精密化工废水中的有机污染物对微生物的危害很大；四是有很多生物难降解物质。
目前我国医药废水的达标排放依然不理想，开发低成本、高效的新工艺和新技术来处理医药废水，已成为各国科学家的研究重点。
2.国内外常用的医药化工废水处理办法
2.1物理处理法
过滤法、气浮法和重力沉淀法等是常用的物理法。过滤法主要是减少水中的悬浮物，用有孔状的粒料层将水中的杂质截留，在过滤处理化工废水时，微孔过滤机和板框过滤机是常用的工具；气浮法是利用微小气泡的附裹携带作用将悬浮颗粒带出水面的办法；重力沉淀法是应用重力场的作用，将水中具有可沉淀的悬浮颗粒到达自然沉降，固液就到达了自然别离[2]。这三种物理处理办法管理方便，工艺简单，但是在处理悬浮物含量少的废水有很大局限，还需寻求另外的方法。
2.2化学处理法
化学处理法是利用化学反应的作用去除水中的无机物杂质、有机物，主要有化学氧化法、电化学氧化法和化学混凝法等。
化学氧化法通常是指在化工废水中投放氧化剂对有机污染物氧化去除的方法。经过化学氧化还原的废水，废水中的有毒物质将转化成无毒或毒性小的物质，到达了废水净化的目的。常用的有空气氧化和氯氧化。空气氧化的氧化能力弱，主要用于处理含有强还原性物质的废水，氯气是普遍运用的氧化剂，主要用在处理含氰、含酚等有机废水。
电化学氧化法是在电解槽中，废水中的有机污染物在电极上发生氧化还原反应被去除的方法。废水中的污染物在电解槽的阳极上失去电子被氧化，同时阳极把水中的氯离子和氢氧根离子电解生成氯气和氧气也间接地氧化污染物。在实践操作中，为了使阳极的氧化作用增强，使电解槽的内阻减少，一些氯化钠被参加到废水电解槽中，进行电氯化。近年来对电氧化和电复原的新型电极的研究获得了较大的成果，但是成本高、能耗大等问题依然存在。
化学混凝法是指在医药化工废水中投放可以产生凝聚和絮凝作用的化学药剂，使胶体形成沉淀，然后被去除。该方法主要去除水中的胶体物质和微小悬浮物，受水温、水质、水量、PH值等变化影响较大，对一些可溶性好的无机、有机物质去除率低。
2.3生物处理法
生物处理法是经过微生物的新陈代谢作用将有机物降解转化的过程。随着日益发展的医药化学工业，污染物的成分也变得越来越复杂，仅采用物理的或化学的办法很难达到理想的效果。如果能合理的利用微生物的新陈代谢作用，那么废水中的有机污染物就能够进行转化并稳定下来，达到无害化。生物处理办法主要分为厌氧处理和好氧处理两大类型：厌氧处理是指在废水中没有分子氧的条件下，厌氧微生物将废水中的有机化合物合成转化为二氧化碳和甲烷的过程。研究表明，水解产酸细菌、产甲烷细菌和产氢产乙酸细菌是完成厌氧过程的三大主要类群细菌。好氧处理分为生物膜法和活性污泥法。生物膜法是将生物膜和废水接触，废水中的有机物被生物膜吸附和氧化的过程。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的办法。活性污泥就是微生物絮体，由好氧微生物及其代谢吸附的有机物、无机物组成的，可以降解废水中的有机污染物。
3.生物膜法在医药废水处理中的应用分析
3.1生物膜净化污水的机理
（1）生物膜的构造特征：生物膜（好氧层+兼氧层+厌氧层）+附着水层（高亲水性）。
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（2）降解有机物的机理：①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。②污染物：重→轻（相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带）。③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。④传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3--N、NO2--N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中[3]。⑤生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化膜固着不紧）。
3.2生物膜法的特征
（1）微生物相方面：①微生物的多样化：生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成（滤池蝇具有抑制生物膜过速增长的功能）[4]。②生物的食物链长：生物膜上的食物链要长于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系统。③能够存活时间长的微生物：SRT与HRT无关，因此硝化菌和亚硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各种工艺都具有硝化功能，采取适当运行方式，可脱氮。④分段运行与优势菌种：生物膜法多分多段运行，每段繁衍与本段水质相适应的微生物。
（2）处理工艺方面的特征：①对水质、水量变动有较强的适应性：一段时间中断进水，对生物膜也不会有致命影响，通水后易恢复。②污泥沉淀性良好：污泥比重较大，且颗粒较大，易沉淀；但厌氧层过厚时，脱落的细小非活性悬浮物分散于水中，使水的澄清度下降。
③微生物量多，处理能力大、净化功能强：附着生长，故生物膜含水率低，单位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有较大处理能力，净化功能显著提高。④能够处理低浓度废水：生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。⑤易于维护运行，节能，动力费用低；如生物转盘、生物滤池等，去除单位BOD的耗电量较少。
3.3生物膜法在医药废水处理中的应用分析
第一，由于废水中含有较多的特殊污染物，在将其进行预处理之后，与冲洗废水、水环泵水以及废气吸收液同时输送到氧化调节池当中，并且在池中放入氧化剂，对其进行化学反应，依据池内容积的大小合理掌控氧化的时间。在化学反应的作用下，将其中没有得到充分反应的原料、产物以及副产物等进行解毒，将内部结构链断开，使B/C有效提升。由于在医药企业中，通常采用间断式的生产方式，因此所排放出污水的水质和水量具有较大的不确定性，需要在调节池中进行均质，以此来避免在氧化调节池中产生过多悬浮颗粒。可以采用在池底部设置曝气装置的方式，利用空气搅拌作用防止池底发生大量的沉淀[5]。同时，对隔油区进行定期的清理，运输到适宜地点进行焚烧处理。
第二，将进行水质水量均值后的废水引入到初沉池当中，在其中加入部分絮凝剂以及还原剂，以絮凝的方式将其中固体悬浮物以及较大的分子化合物进行去除，以此来减少生物处理负荷，并且定时将污泥排出到浓缩池当中。
第三，经过沉淀之后的废水通过泵引入到复式兼氧池当中，该池融合了局部微氧以及厌氧水解酸化的工艺，通过多次实验结果能够看出此种类型池具有较强的抗负荷冲击力，并且能够充分的将其中化学需氧量去除，甚至一些在好氧条件下，无法实现降解的有机物质，都能够在复式兼氧的状态下分解，并且在水解酸化菌的反应下，废水中可生化性得到显著的提升，实现对有机物质的有效降解。
第四，废水在通过复式兼氧池的处理之后传输到二沉池当中，在二沉池沉淀过后进入到A/O池中，并在其中进行硝化与反硝化之后，将废水中的氨氮等有害物质逐一消除。然后，通常微生物的生命活动，使得有机污染物发生氧化反应，分解成具有较强稳定性的无机物，但是值得注意的是，在运行的过程中应完全按照A/O工艺条件进行。为了有效防止突发事件的发生，维护废水处理系统的正常运行，减少在运行中对周围环境产生的不良影响，应增设一个事故池以备不时之需。
4.结语
近年来医药化工产业发展迅速，与此同时带来的污染也愈加严重。医药废水成分复杂、水质水量变化大，但随着国家对其处理达标要求越来越严格，其处理技术也在不断发展。生物膜法是与活性污泥法平行发展的一种污水处理技术方法，实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上，并在其上形成膜状生物污泥，即生物膜。生物膜法是土壤自净过程的人工强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力，可见生物膜法在处理医药废水中有着广泛应用。
参考文献：
[1]程抗.生物膜法在医药废水处理中的应用分析[J].科学技术创新，2017（32）：146-147.
[2]张健君，陈立春，吴春雷，林玉鹏，杨淑芳，王伟夫.医药产业基地废水集中处理工艺选择的中试研究[J].中国给水排水，2017，33（19）：104-109.
[3]毛燕芳.吹脱法处理高浓度氨氮医药废水试验及工程实例[J].上海水务，2017，33（01）：19-22.
[4]刘晴，杨兰，王东田，王炼，徐知雄.净水污泥为载体的生物膜法在印染废水处理中的应用[J].环境工程学报，2017，11（01）：188-196.
[5]许高鹏，刘巍，钟龙杰，涂凯，罗新祖.某医药废水膜生物反应器处理工艺中水回用工程实例[J].当代化工研究，2016（09）：76-77.
论文作者:黄志文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/25
标签：废水论文; 生物论文; 水中论文; 污染物论文; 医药论文; 污泥论文; 微生物论文; 《基层建设》2018年第17期论文;