第十章--制藥工業(yè)與環(huán)境保護(hù)

第十章 制藥工業(yè)與環(huán)境保護(hù)第十章 制藥工業(yè)與環(huán)境保護(hù) 10.1概述 10.2污染防治措施 10.3廢水處理技術(shù) 10.4廢氣處理技術(shù) 10.5廢渣處理技術(shù) 10.6噪聲控制技術(shù)10.1概述10.1.1環(huán)境保護(hù)的重要性境是人類賴以生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的客觀條件和空間。隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)問題已引起人們的極大關(guān)注。環(huán)境污染直接威脅人類的生命和安全，也影響了經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展，成為嚴(yán)重的社會(huì)問題。 我國(guó)目前粗放型的經(jīng)濟(jì)格局和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展,造成了能源和資源消耗強(qiáng)度過大,加上人們對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重性的認(rèn)識(shí)不足,致使我國(guó)工業(yè)污染的治理遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。 面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，傳統(tǒng)的先污染后治理的治污方案往往難以奏效，必須采取切實(shí)可行的措施，走高科技、低污染的跨越式產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路，治理和保護(hù)好環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。10.1.2我國(guó)防治污染的方針政策 我國(guó)先后完善和頒布了環(huán)境保護(hù)法、大氣污染防治法、水污染防治法、海洋環(huán)境保護(hù)法、固體廢物污染環(huán)境防治法、環(huán)境噪聲污染防治法以及與各種法規(guī)相配套的行政、經(jīng)濟(jì)法規(guī)和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，基本形成了一套完整的環(huán)境保護(hù)法律體系。 所有企業(yè)、單位和部門都要遵守國(guó)家和地方的環(huán)境保護(hù)法規(guī),采取切實(shí)有效的措施,限期解決污染問題。 凡是新建、擴(kuò)建和改造項(xiàng)目都必須按國(guó)家基本建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境管理辦法的規(guī)定,切實(shí)執(zhí)行環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告制度和“三同時(shí)”制度，做到先評(píng)價(jià),后建設(shè),環(huán)保設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn),防止發(fā)生新的污染。 在全國(guó)推行環(huán)境保護(hù)目標(biāo)責(zé)任制、城市環(huán)境綜合整治定量考核、污染物排放許可證制度、污染集中控制和污染限期治理等制度。10.1.3制藥工業(yè)污染的特點(diǎn)和現(xiàn)狀 10.1.3.1制藥工業(yè)污染的特點(diǎn) 1、數(shù)量少、組分多、變動(dòng)性大 2、間歇排放 3、pH值不穩(wěn)定 4、化學(xué)需氧量高10.1.3.2我國(guó)制藥工業(yè)污染的現(xiàn)狀 全國(guó)藥廠廢氣每年排放量109m3，含有害物質(zhì)105t。 全國(guó)藥廠廢水每天排放量5105m3，。 全國(guó)藥廠廢渣每年排放量105t。 條件好的廠家已達(dá)二級(jí)處理水平，大部分污染得到妥善處理。 但有相當(dāng)數(shù)量廠家僅是一級(jí)處理，有的甚至未作到清污分流。10.2污染防治措施10.2.1采用綠色生產(chǎn)工藝 綠色生產(chǎn)工藝是針對(duì)生產(chǎn)過程的主要環(huán)節(jié)和組分，重新設(shè)計(jì)少污染或無物染的生產(chǎn)工藝，并通過改進(jìn)操作方法、優(yōu)化操作參數(shù)等措施，實(shí)現(xiàn)過程的節(jié)能、降耗、消除或減少環(huán)境污染的目標(biāo)。 綠色生產(chǎn)工藝從源頭上消除污染，為最理想的污染防治方法。1、重新設(shè)計(jì)少污染或無污染的生產(chǎn)工藝l 重新設(shè)計(jì)藥品的生產(chǎn)工藝時(shí)應(yīng)盡可能選用無毒或低毒的原輔材料來代替有毒或劇毒的原輔材料，以降低或消除污染物的毒性。如在氯霉素的合成中，原來采用氯化高汞作催化劑制備異丙醇鋁，后改用三氯化鋁代替氯化高汞作催化劑，從而徹底解決了令人棘手的汞污染問題。 在藥物合成中，重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝時(shí)，簡(jiǎn)化合成步驟，可以減少污染物的種類和數(shù)量，從而減輕處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，有利于環(huán)境保護(hù)。 布洛芬的生產(chǎn)就是一個(gè)很好的例子。原采用Boot公司的Brown合成方法(六步)BHC公司發(fā)明了生產(chǎn)布洛芬的新方法(三步) 該工藝廢物量可減少37%，BHC公司獲1997年度美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的變更合成路線獎(jiǎng)。 設(shè)計(jì)無污染的綠色生產(chǎn)工藝是消除環(huán)境污染的根本措施。如苯甲醛的傳統(tǒng)合成路線是通過二氯代芐水解而得：甲苯側(cè)鏈氯化，得到以亞芐基二氯為主的產(chǎn)物。再經(jīng)水解、精餾等步驟而得到苯甲醛。該工藝在生產(chǎn)過程中不僅要產(chǎn)生大量需治理的廢水，而且由于有伴隨光和熱的大量氯氣參與反應(yīng)，因此，對(duì)周圍的環(huán)境將造成嚴(yán)重的污染。 現(xiàn)可采用間接電氧化法，整個(gè)工藝過程無污染物排放，是一條綠色生產(chǎn)工藝。 該工藝中油水兩相分別構(gòu)成閉路循環(huán)，無污染排放2、優(yōu)化工藝參數(shù) 對(duì)化學(xué)反應(yīng)的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得最佳工藝條件，是減少或消除污染的一個(gè)重要手段。例如乙酰苯胺的硝化反應(yīng) 原工藝是將乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸進(jìn)行硝化。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸濃度已足夠高,混酸中的硫酸可以省去。這樣不但節(jié)省了大量的硫酸,而且大大減輕了污染物的處理負(fù)擔(dān)。3、改進(jìn)操作方法 生產(chǎn)工藝已經(jīng)確定，可從改進(jìn)操作方法入手，減少或消除污染物的形成。 如廣譜抗菌藥氟哌酸合成中的對(duì)氯硝基苯氟化反應(yīng)，將原工藝的二甲基亞砜溶劑改為環(huán)丁砜溶劑，可避免廢水的生成。4、采用新技術(shù) 使用新技術(shù)不僅能顯著提高生產(chǎn)技術(shù)水平，而且有時(shí)也十分有利于污染物的防治和環(huán)境保護(hù)。如在抗生素類藥物4-乙酰胺基哌啶醋酸鹽的合成中，原工藝采用鐵粉還原硝基氧化吡啶制備4-氨基吡啶，現(xiàn)采用催化加氫還原技術(shù)，既簡(jiǎn)化了工藝操作，又消除了環(huán)境污染。 苯乙酸是合成青霉素等藥物的重要中間體。目前工業(yè)上仍以苯乙腈水解來制備，而苯乙腈又是由芐氯和氫氰酸反應(yīng)來合成的。現(xiàn)在通過芐氯羰化合成苯乙酸已經(jīng)獲得成功： 上述合成路線不僅經(jīng)濟(jì)，而且避免使用劇毒的氰化物，減少了對(duì)環(huán)境的危害10.2.2循環(huán)套用 藥物合成反應(yīng)往往不能進(jìn)行得十分完全，且多存在副反應(yīng)，產(chǎn)物也不可能從反應(yīng)混合物中完全分離出來，因此分離母液中常含有一定數(shù)量的未反應(yīng)原料、副產(chǎn)物和產(chǎn)物。通過工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)母液的循環(huán)套用或經(jīng)適當(dāng)處理后套用，這不僅降低了原輔材料的消耗，提高了產(chǎn)品的收率，而且減少了環(huán)境污染。 例如，氯霉素合成中乙?；磻?yīng)母液的循環(huán)套用。將母液按含量代替醋酸鈉直接應(yīng)用于下一批反應(yīng),從而革除了蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾等操作,且降低了原料消耗量,提高了產(chǎn)物收率,減少了廢水的處理量。 又如，甲氧芐氨嘧啶的氧化反應(yīng)是將三甲氧基苯甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血鹽鉀(鐵氰化鉀)氧化，得到三甲氧基苯甲醛，同時(shí)副產(chǎn)物黃血鹽鉀氨(亞鐵氰化鉀氨)溶解在母液中。黃血鹽鉀氨分子內(nèi)含有氰基，需處理后方可隨母液排放。后對(duì)含黃血鹽鉀氨的母液進(jìn)行適當(dāng)處理，再用高錳酸鉀氧化，使黃血鹽鉀氨轉(zhuǎn)化為原料赤血鹽鉀，所得赤血鹽的含量在13%以上，可套用于氧化反應(yīng)中。 將反應(yīng)母液循環(huán)套用，可顯著地減少環(huán)境污染。若設(shè)計(jì)得當(dāng)，則可構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)，是一個(gè)理想的綠色生產(chǎn)工藝。除了母液可以循環(huán)套用外，藥物生產(chǎn)中大量使用的各種有機(jī)溶劑，均應(yīng)考慮循環(huán)套用，以降低單耗，減少環(huán)境污染。其它的如催化劑、活性炭等經(jīng)過處理后也可考慮反復(fù)使用。 化學(xué)制藥過程中產(chǎn)生的廢棄物也是一種“資源”，從排放的廢棄物中回收有價(jià)值的物料，開展綜合利用，是控制污染的一個(gè)積極措施。 例如，氯霉素生產(chǎn)中的副產(chǎn)物鄰硝基乙苯，是重要的污染物之一，將其制成殺草安，就是一種優(yōu)良的除草劑。 又如，葉酸合成中的丙酮氯化反應(yīng)： 反應(yīng)過程中放出大量的氯化氫廢氣，直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。經(jīng)用水和液堿吸收后，既消除了氯化氫氣體造成的污染，又可回收得到一定濃度的鹽酸。 再如，對(duì)氯苯酚是制備降血脂藥安妥明的主要原料，其生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物鄰氯苯酚是重要的污染物之一，將其制成2，6-二氯苯酚可用作解熱鎮(zhèn)痛藥雙氯滅痛的原料。10.2.4改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備管理 改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備管理是藥品生產(chǎn)中控制污染源、減少環(huán)境污染的又一個(gè)重要途徑。 設(shè)備選型合理、設(shè)計(jì)得當(dāng)，可提高原料的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性，減少污染物的數(shù)量。 加強(qiáng)設(shè)備管理，提高設(shè)備、管道的嚴(yán)密性，使系統(tǒng)少排或不排污染物，減少環(huán)境污染。9.3.廢水處理技術(shù)藥廠產(chǎn)生的污染物中，廢水?dāng)?shù)量最大，種類最多，危害最重。是藥廠污染物無害化處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。9.3.1廢水的污染控制指標(biāo) 9.3.1.1基本概念 1、水質(zhì)指標(biāo) 是表征廢水性質(zhì)的參數(shù)。比較重要的有：pH、懸浮物（SS)、生化需氧量（BDO)、化學(xué)需氧量（CDO)等。 pH值 反映廢水酸堿性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。處理后的廢水應(yīng)呈中性或接近中性。 懸浮物 指廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體，是反映水中固體物質(zhì)含量的一個(gè)常用指標(biāo)，可用過濾法測(cè)定，單位為mgL-1。 生化需氧量 指在一定條件下，微生物氧化分解水中的有機(jī)物時(shí)所需的溶解氧的量，單位為mgL-1。微生物分解有機(jī)物的速度和程度與時(shí)間有直接關(guān)系。實(shí)際工作中，常在20oC的條件下，將廢水培養(yǎng)5日，然后測(cè)定單位體積廢水中溶解氧的減少量，即5日生化需氧量作為生化需氧量的指標(biāo)，以BOD5表示。BOD反映了廢水中可被微生物分解的有機(jī)物的總量，其值越大，表示水中的有機(jī)物越多，水體被污染的程度也就越高。 化學(xué)需氧量 是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化廢水中的有機(jī)物所需的氧的量，單位為mgL-1。我國(guó)的廢水檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以重鉻酸鉀作氧化劑，標(biāo)記為CODCr。COD與BOD均可表征水被污染的程度，但COD能夠更精確地表示廢水中的有機(jī)物含量，而且測(cè)定時(shí)間短，不受水質(zhì)限制，因此常被用作廢水的污染指標(biāo)。COD和BOD之差表示廢水中沒有被微生物分解的有機(jī)物含量。2、清污分流 清污分流是指將清水(如間接冷卻用水、雨水和生活用水等)與廢水(如制藥生產(chǎn)過程中排出的各種廢水)分別用各自不同的管路或渠道輸送、排放或貯留，以利于清水的循環(huán)套用和廢水的處理。采取清污分流，不僅可以節(jié)約大量的清水，而且可大幅度降低廢水量，提高廢水的濃度，從而大大減輕廢水的輸送負(fù)荷和治理負(fù)擔(dān)。 除清污分流外，還應(yīng)將某些特殊廢水與一般廢水分開，以利于特殊廢水的單獨(dú)處理和一般廢水的常規(guī)處理。3、廢水處理級(jí)數(shù) 分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理 一級(jí)處理 通常是采用物理方法或簡(jiǎn)單的化學(xué)方法除去水中的漂浮物和部分處于懸浮狀態(tài)的污染物，以及調(diào)節(jié)廢水的pH值等。在大多數(shù)場(chǎng)合，廢水經(jīng)一級(jí)處理后仍達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，常作為廢水的預(yù)處理。 二級(jí)處理 主要指生物處理法。二級(jí)處理適用于處理各種含有機(jī)污染物的廢水。廢水經(jīng)二級(jí)處理后，BOD5可降至2030mgL-1，水質(zhì)一般可以達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 三級(jí)處理 是一種凈化要求較高的處理，目的是除去二級(jí)處理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有機(jī)物、可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物(如氮、磷等)以及各種病毒、病菌等。三級(jí)處理所使用的方法很多，如過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析、反滲透以及生物法脫氮除磷等。廢水經(jīng)三級(jí)處理后，BOD5可從2030mgL-1降至5mgL-1以下，可達(dá)到地面水和工業(yè)用水的水質(zhì)要求。9.3.1.2廢水的污染控制指標(biāo) 國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)按污染物對(duì)人體健康的影響程度，將污染物分為兩類。1、第一類污染物 指能在環(huán)境或生物體內(nèi)積累，對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)不良影響的污染物。國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的此類污染物有9種，即總汞、烷基汞、總鎘、總鉻、六價(jià)鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并(a)芘。含有這一類污染物的廢水，不分行業(yè)和排放方式，也不分受納水體的功能差別，一律在車間或車間處理設(shè)施的排出口取樣，其最高允許排放濃度必須符合表10-l中的規(guī)定。表10-1 第一類污染物最高允許排放濃度 單位：mgL-12、第二類的污染物 指其長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于第一類的污染物。在國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的有pH值、化學(xué)需氧量、生化需氧量、色度、懸浮物、石油類、揮發(fā)性酚類、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯類、苯胺類等共20項(xiàng)。含有第二類污染物的廢水在排污單位排出口取樣，根據(jù)受納水體的不同，執(zhí)行不同的排放標(biāo)準(zhǔn)。表10-2 第二類污染物最高允許排放濃度 單位：mg L-1 按地面水域的使用功能要求和排放去向，對(duì)向地面水域和城市下水道排放的廢水分別執(zhí)行一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)特殊保護(hù)水域及重點(diǎn)保護(hù)水域，如生活用水水源地、重點(diǎn)風(fēng)景名勝和重點(diǎn)風(fēng)景游覽區(qū)水體、珍貴魚類及一般經(jīng)濟(jì)漁業(yè)水域等執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)一般保護(hù)水域，如一般工業(yè)用水區(qū)、景觀用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、港口和海洋開發(fā)作業(yè)區(qū)等執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)排入城鎮(zhèn)下水道并進(jìn)入二級(jí)污水處理廠進(jìn)行生物處理的污水執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)排入未設(shè)置二級(jí)污水處理廠的城鎮(zhèn)污水，必須根據(jù)下水道出水受納水體的功能要求，分別執(zhí)行一級(jí)或二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。9.3.2廢水處理的基本方法 廢水處理技術(shù)很多，按作用原理一般可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。 物理法是利用物理作用將廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物分離出來，在分離過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)，如沉降、氣浮、過濾、離心、蒸發(fā)、濃縮等。物理法常用于廢水的一級(jí)處理。 化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)原理來分離、回收廢水中各種形態(tài)的污染物，如中和、凝聚、氧化和還原等。化學(xué)法常用于有毒、有害廢水的處理，使廢水達(dá)到不影響生物處理的條件。 物理化學(xué)法是綜合利用物理和化學(xué)作用除去廢水中的污染物，如吸附法、離子交換法和膜分離法等。近年來，物理化學(xué)法處理廢水已形成了一些固定的工藝單元，得到了廣泛的應(yīng)用。 生物法是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)，如H2O和CO2等。生物法能夠去除廢水中的大部分有機(jī)污染物，是常用的二級(jí)處理法。9.3.3生物法處理廢水技術(shù)1、基本原理（1）好氧生物處理 是在有氧條件下，利用好氧微生物的作用將廢水中的有機(jī)物分解為CO2和H2O，并釋放出能量的代謝過程。有機(jī)物(CxHyOz)在氧化過程中脫出的氫是以氧作為受氫體的，如下式所示： 好氧生物法處理有機(jī)廢水，基本上沒有臭氣產(chǎn)生，所需的處理時(shí)間比較短，在適宜的條件下，有機(jī)物的生物去除率一般在8090%左右，有時(shí)可達(dá)95%以上。因此，好氧生物法已在有機(jī)廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用，活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等都是常見的好氧生物處理法。好氧生物法的缺點(diǎn)是對(duì)于高濃度的有機(jī)廢水，要供給好氧生物所需的氧氣(空氣)比較困難，需先用大量的水對(duì)廢水進(jìn)行稀釋，且在處理過程中要不斷地補(bǔ)充水中的溶解氧，從而使處理的成本較高。（2）厭氧生物處理 厭氧生物處理是在無氧條件下，利用厭氧微生物，主要是厭氧菌的作用，來處理廢水中的有機(jī)物。厭氧生物處理中的受氫體不是游離氧，而是有機(jī)物或含氧化合物，如SO42-、NO3-、NO2-和CO2等。因此，最終的代謝產(chǎn)物不是簡(jiǎn)單的CO2和H2O，而是一些低分子有機(jī)物、CH4、H2S和NH4+等。 厭氧生物處理主要依靠水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用來完成。厭氧生物處理過程可粗略地分為水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。 厭氧生物處理過程中不需要供給氧氣(空氣)，故動(dòng)力消耗少，設(shè)備簡(jiǎn)單，并能回收一定數(shù)量的甲烷氣體作為燃料，因而運(yùn)行費(fèi)用較低。目前，厭氧生物法主要用于中、高濃度有機(jī)廢水的處理，也可用于低濃度有機(jī)廢水的處理。該法的缺點(diǎn)是處理時(shí)間較長(zhǎng)，處理過程中常有硫化氫或其它一些硫化物生成，硫化氫與鐵質(zhì)接觸就會(huì)形成黑色的硫化鐵，從而使處理后的廢水既黑又臭，需要進(jìn)一步處理。2、生物處理對(duì)水質(zhì)的要求 （1）溫度 溫度是影響微生物生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)重要的外界因素。當(dāng)溫度過高時(shí)，微生物會(huì)發(fā)生死亡；而溫度過低時(shí)，微生物的代謝作用將變得非常緩慢，活力受到限制。一般地，好氧生物處理的水溫宜控制在20400C。而厭氧生物處理的水溫與各種產(chǎn)甲烷菌的適宜溫度條件有關(guān)，其適宜水溫可分別控制在10300C、35380C和50550C。（2）pH值 微生物的生長(zhǎng)繁殖都有一定的pH值條件。pH值不能突然變化很大，否則將使微生物的活力受到抑制，甚至造成微生物的死亡。對(duì)好氧生物處理，廢水的pH值宜控制在69的范圍內(nèi)；對(duì)厭氧生物處理，廢水的pH值宜控制在6.57.5的范圍內(nèi)。 微生物在生活過程中常常由于某些代謝產(chǎn)物的積累而使周圍環(huán)境的pH值發(fā)生改變。因此，在生物處理過程中常加入一些廉價(jià)的物質(zhì)(如石灰等)調(diào)節(jié)廢水的pH值。（3）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 微生物的生長(zhǎng)繁殖需要多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如碳源、氮源、無機(jī)鹽及少量的維生素等。生活廢水中具有微生物生長(zhǎng)所需的全部營(yíng)養(yǎng)，而某些工業(yè)廢水中可能缺乏某些營(yíng)養(yǎng)。當(dāng)廢水中缺少某些營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)，可按所需比例投加所缺營(yíng)養(yǎng)成分或加入生活污水進(jìn)行均化，以滿足微生物生長(zhǎng)所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(4)有毒物質(zhì) 廢水中凡對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁殖有抑制作用或殺害作用的化學(xué)物質(zhì)均為有毒物質(zhì)。有毒物質(zhì)使細(xì)菌細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞以及使菌體內(nèi)的酶變質(zhì)，并失去活性。 廢水中常見的有毒物質(zhì)包括大多數(shù)重金屬離子(鉛、鎘、鉻、鋅、銅等)、某些有機(jī)物(酚、甲醛、甲醇、苯、氯苯等)和無機(jī)物(硫化物、氰化物等) 。不同種類的微生物對(duì)毒物的忍受程度不同，對(duì)廢水進(jìn)行生物處理時(shí)，應(yīng)具體情況，具體分析，必要時(shí)可通過實(shí)驗(yàn)確定有毒物質(zhì)的最高允許濃度。（5）溶解氧 好氧生物處理需在有氧的條件下進(jìn)行，溶解氧不足將導(dǎo)致處理效果明顯下降，因此，一般需從外界補(bǔ)充氧氣(空氣)。實(shí)踐表明，對(duì)于好氧生物處理，水中的溶解氧宜保持在24mgL-1左右，如出水中的溶解氧不低于1mgL-1，則可以認(rèn)為廢水中的溶解氧已經(jīng)足夠。而厭氧微生物對(duì)氧氣很敏感，當(dāng)有氧氣存在時(shí)，它們就無法生長(zhǎng)。因此，在厭氧生物處理中，處理設(shè)備要嚴(yán)格密封，隔絕空氣。（6）有機(jī)物濃度 在好氧生物處理中，廢水中的有機(jī)物濃度不能太高，否則會(huì)增加生物反應(yīng)所需的氧量，容易造成缺氧，影響生物處理效果。而厭氧生物處理是在無氧條件下進(jìn)行的，因此，可處理較高濃度的有機(jī)廢水。此外，廢水中的有機(jī)物濃度不能過低，否則會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)不良，影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，降低生物處理效果。3、好氧生物處理法（1）活性污泥法 活性污泥是由好氧微生物(包括細(xì)菌、微型動(dòng)物和其它微生物)及其代謝的和吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的生物絮凝體，具有很強(qiáng)的吸附和分解有機(jī)物的能力?；钚晕勰嗟闹苽淇稍谝缓S便的污水池中連續(xù)鼓入空氣(曝氣)以維持污水中的溶解氧，經(jīng)過一段時(shí)間后，由于污水中微生物的生長(zhǎng)和繁殖，逐漸形成褐色的污泥狀絮凝體，這種生物絮凝體即為活性污泥，其中含有大量的微生物。 活性污泥法處理工業(yè)廢水，就是讓這些生物絮凝體懸浮在廢水中形成混合液，使廢水中的有機(jī)物與絮凝體中的微生物充分接觸。廢水中呈懸浮狀態(tài)和膠態(tài)的有機(jī)物被活性污泥吸附后，在微生物的細(xì)胞外酶作用下，分解為溶解性的小分子有機(jī)物。溶解性的有機(jī)物進(jìn)一步滲透到細(xì)胞體內(nèi)，通過微生物的代謝作用而分解，從而使廢水得到凈化。1）活性污泥的性能指標(biāo) 衡量活性污泥數(shù)量和性能好壞的指標(biāo)主要有污泥濃度、污泥沉降比(SV)和污泥容積指數(shù)(SVI)等。 污泥濃度 指1L混合液中所含的懸浮固體(MLSS)或揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)的量,單位為gL-1或mgL-1。其值可間接地反映混合液中所含微生物的數(shù)量。 污泥沉降比 指一定量的曝氣混合液靜置30min后，沉淀污泥與原混合液的體積百分比?？煞从痴Ｆ貧鈺r(shí)的污泥量以及污泥的沉淀和凝聚性能。性能良好的活性污泥，其沉降比一般在l520%的范圍內(nèi)。污泥容積指數(shù) 又稱污泥指數(shù)，指一定量的曝氣混合液靜置30min后，1g干污泥所占有的沉淀污泥的體積，單位為mLg-1。污泥指數(shù)的計(jì)算方法為 污泥指數(shù)是反映活性污泥松散程度的指標(biāo)。SVI值過低，說明污泥顆粒細(xì)小緊密，無機(jī)物較多，缺乏活性；反之，SVI值過高，說明污泥松散，難以沉淀分離，有膨脹的趨勢(shì)或已處于膨脹狀態(tài)。多數(shù)情況下，SVI值宜控制在50100mLg-1之間。2）活性污泥法基本工藝流程 圖10-2 活性污泥法基本工藝流程 1-初次沉淀池；2-曝氣池；3-二次沉淀池；4-再生池3）常用曝氣方式 其中普通曝氣法是最基本的曝氣方法，其它方法都是在普通曝氣法的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。我國(guó)應(yīng)用較多的是完全混合曝氣法。普通曝氣法 該法的工藝流程如圖10-2所示。廢水和回流污泥從曝氣池的一端流入，凈化后的廢水由另一端流出。曝氣池進(jìn)口處的有機(jī)物濃度較高，生物反應(yīng)速度較快，需氧量較大。隨著廢水沿池長(zhǎng)流動(dòng)，有機(jī)物濃度逐漸降低，需氧量逐漸下降。而空氣的供給常常沿池長(zhǎng)平均分配，故供應(yīng)的氧氣不能被充分利用。普通曝氣法可使廢水中有機(jī)物的生物去除率達(dá)到90%以上，出水水質(zhì)較好，適用于處理要求高而水質(zhì)較為穩(wěn)定的廢水 。逐步曝氣法完全混合曝氣法純氧曝氣法純氧曝氣的特點(diǎn)是水中的溶解氧增加，可達(dá)610mgL-1，氧的利用率由空氣曝氣法的410%提高到8595%。高濃度的溶解氧可使污泥保持較高的活性和濃度，從而提高廢水處理的效率。當(dāng)曝氣時(shí)間相同時(shí)，純氧曝氣法與空氣曝氣法相比，有機(jī)物的生物去除率和化學(xué)去除率可分別提高3%和5%，而且降低了成本。 純氧曝氣法的土建要求較高，而且必須有穩(wěn)定價(jià)廉的氧氣。此外，廢水中不能含有酯類，否則有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。深井曝氣法4）剩余污泥的處理 污泥脫水的方法主要有： 沉淀濃縮法 利用重力的作用自然濃縮，脫水程度有限。 自然晾曬法 將污泥在場(chǎng)地上鋪成薄層日曬風(fēng)干。此法占地大、衛(wèi)生條件差，易污染地下水，同時(shí)易受氣候影響，效率較低。 機(jī)械脫水法 如真空吸濾法、壓濾法和離心法。此法占地少、效率高，但運(yùn)行費(fèi)用也高。污泥處理方法 脫水后的污泥可采取以下幾種方法進(jìn)行最終處理。 焚燒 作建筑材料的摻合物 作肥料 繁殖蚯蚓 （2）生物膜法生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化廢水中的有機(jī)物并同廢水進(jìn)行物質(zhì)交換，從而使廢水得到凈化的另一種好氧生物處理法。生物膜不同于活性污泥懸浮于廢水中，它是附著于固體介質(zhì)(濾料)表面上的一層粘膜。根據(jù)處理方式與裝置的不同, 可分為生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化法和流化床生物膜法等。1）凈化原理2）生物濾池工藝流程 生物濾池處理有機(jī)廢水的工藝流程如圖10-7所示。生物濾池的負(fù)荷生物濾池的負(fù)荷有水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷兩種。水力負(fù)荷是指單位體積濾料或單位濾池面積每天處理的廢水量，單位為m3m-3d-1或m3m-2d-1，后者又稱為濾率。 有機(jī)物負(fù)荷是指單位體積濾料每天可除去廢水中的有機(jī)物的量(BOD5)，單位為 kgm-3d-1。根據(jù)承受廢水負(fù)荷的大小，生物濾池可分為普通生物濾池(低負(fù)荷生物濾池)和高負(fù)荷生物濾池。兩種生物濾池的工作指標(biāo)如表10-3所示。表10-3 生物濾池的符合值普通生物濾池塔式生物濾池 在普通生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型高負(fù)荷生物濾池。塔式生物濾池的高度可達(dá)824m，直徑一般為13.5m。這種形如塔式的濾池，抽風(fēng)能力較強(qiáng)，通風(fēng)效果較好。由于濾池較高，廢水與空氣及生物膜的接觸非常充分，水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷均大大高于普通生物濾池。同時(shí)塔式生物濾池的占地面積較小，基建費(fèi)用較少，操作管理比較方便。3）生物轉(zhuǎn)盤法 生物轉(zhuǎn)盤是一種從傳統(tǒng)生物濾池演變而來的新型膜法廢水處理設(shè)備，其工作原理和生物濾池基本相同，但結(jié)構(gòu)形式卻完全不同。 生物轉(zhuǎn)盤法既可處理BOD510000mgL-1的高濃度有機(jī)廢水，又可處理BOD510mgL-1的低濃度有機(jī)廢水。但生物轉(zhuǎn)盤法適應(yīng)性較差,生物轉(zhuǎn)盤一旦建成后,很難通過調(diào)整其性能來適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)的變化或改變出水的水質(zhì)。4）生物流化床生物流化床主要由床體、載體和分布器等組成。床體通常為一圓筒形塔式反應(yīng)器，其內(nèi)裝填一定高度的無煙煤、焦炭、活性炭或石英砂等。分布器是生物流化床的關(guān)鍵設(shè)備，其作用是使廢水在床層截面上均勻分布。4、厭氧生物處理法 廢水的厭氧生物處理是環(huán)境工程和能源工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)。農(nóng)村廣泛使用的沼氣池，就是利用厭氧生物處理原理進(jìn)行工作的。與好氧生物處理相比，厭氧生物處理具有能耗低(不需充氧)、有機(jī)物負(fù)荷高、氮和磷的需求量小、剩余污泥產(chǎn)量少且易于處理等優(yōu)點(diǎn)，不僅運(yùn)行費(fèi)用較低，而且可以獲得大量的生物能沼氣。多年來，結(jié)合高濃度有機(jī)廢水的特點(diǎn)和處理經(jīng)驗(yàn)，人們開發(fā)了多種厭氧生物處理工藝和設(shè)備。（1）傳統(tǒng)厭氧消化池（2）厭氧接觸法 可直接處理含懸浮物較多的廢水。3）上流式厭氧污泥床 可直接處理含懸浮物較多的廢水10.3.4各類制藥廢水的處理 1、含懸浮物或膠體的廢水 廢水中所含的懸浮物一般可通過沉淀、過濾或氣浮等方法除去。氣浮法的原理是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其密度小于水而上浮到水面，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。 也可采用直接蒸汽加熱、加入無機(jī)鹽等，使懸浮物聚集沉淀或上浮分離。對(duì)于極小的懸浮物或膠體，則可用混凝法或吸附法處理 除去懸浮物和膠體的廢水若僅含無毒的無機(jī)鹽類，一般稀釋后即可直接排入下水道。若達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，則需采用其它方法進(jìn)一步處理。 從廢水中除去懸浮物或膠體可大大降低二級(jí)處理的負(fù)荷，且費(fèi)用一般較低，是一種常規(guī)的廢水預(yù)處理方法。2、酸堿性廢水 化學(xué)制藥過程中常排出各種含酸或堿的廢水，其中以酸性廢水居多，直接排放不僅會(huì)造成排水管道的腐蝕和堵塞，而且會(huì)污染環(huán)境和水體。對(duì)于濃度較高的酸性或堿性廢水應(yīng)盡量考慮回收和綜合利用。 回收后的剩余廢水或濃度較低、不易回收的酸性或堿性廢水必須中和至中性。中和時(shí)應(yīng)盡量使用現(xiàn)有的廢酸或廢堿，若酸、堿廢水互相中和后仍達(dá)不到處理要求，可補(bǔ)加藥劑進(jìn)行中和。若中和后的廢水水質(zhì)符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入下水道，否則需進(jìn)一步處理。3、含無機(jī)物廢水 制藥廢水中所含的無機(jī)物通常為鹵化物、氰化物、硫酸鹽以及重金屬離子等，常用的處理方法有稀釋法、濃縮結(jié)晶法和各種化學(xué)處理法。對(duì)于不含毒物又不易回收利用的無機(jī)鹽廢水可用稀釋法處理。較高濃度的無機(jī)鹽廢水應(yīng)首先考慮回收和綜合利用。 對(duì)于含有氰化物、氟化物等劇毒物質(zhì)的廢水一般可通過各種化學(xué)法進(jìn)行處理。例如，用高壓水解法處理高濃度含氰廢水，去除率可達(dá)99.99%以上。 重金屬在人體內(nèi)可以累積，且毒性不易消除，所以含重金屬離子的廢水排放要求是比較嚴(yán)格的。 廢水中常見的重金屬離子包括汞、鎘、鉻、鉛、鎳等離子。 此類廢水的處理方法主要為化學(xué)沉淀法，即向廢水中加入某些化學(xué)物質(zhì)作為沉淀劑，使廢水中的重金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶于水的物質(zhì)而發(fā)生沉淀，從而從廢水中分離出來。 各類化學(xué)沉淀法中，尤以中和法（重金屬離子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物沉淀而除去）和硫化法（重金屬離子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫化物沉淀而除去）的應(yīng)用最為廣泛。4、含有機(jī)物廢水 有機(jī)廢水的處理優(yōu)先考慮回收和綜合利用。 有機(jī)廢水的無害化處理方法很多，可根據(jù)廢水的水質(zhì)情況加以選用。對(duì)于易被氧化分解的有機(jī)廢水，一般可用生物處理法進(jìn)行無害化處理。對(duì)于低濃度、不易被氧化分解的有機(jī)廢水，可用沉淀、萃取、吸附等物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法進(jìn)行處理。對(duì)于濃度高、熱值高、又難以用其它方法處理的有機(jī)廢水，可用焚燒法加進(jìn)行處理。10.4廢氣處理技術(shù) 化學(xué)制藥廠排出的廢氣具有種類繁多、組成復(fù)雜、數(shù)量大、危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。 對(duì)化學(xué)制藥廠排放廢氣中的污染物的管理，主要執(zhí)行工業(yè)“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14-73)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了13類有害物質(zhì)的排放濃度。在評(píng)價(jià)污染源對(duì)外界環(huán)境的影響時(shí)，可執(zhí)行工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(TJ36-79)中居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度的規(guī)定；在評(píng)價(jià)大氣污染物對(duì)車間空氣的影響時(shí)，可執(zhí)行車間空氣有害物質(zhì)的最高容許濃度的規(guī)定(TJ36-79)。10.4.1含塵廢氣處理技術(shù) 化學(xué)制藥廠排出的含塵廢氣主要來自粉碎、碾磨、篩分等機(jī)械過程所產(chǎn)生的粉塵，以及鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙塵等。1、機(jī)械除塵 利用機(jī)械力(重力、慣性力、離心力)將固體懸浮物從氣流中分離出來。2、洗滌除塵 用水或其他液體洗滌含塵氣體進(jìn)行除塵。3、過濾除塵 含塵氣體通過多孔材料而將氣體中塵粒截留下來，使氣體得到凈化。 對(duì)于粒徑分布較廣的襯里多種除塵器組合使用可獲較佳效果。某化學(xué)制藥廠用沸騰干燥器干燥氯霉素成品，對(duì)排出氣流進(jìn)行凈化處理的流程見下圖。10.4.2含無機(jī)物廢氣處理技術(shù) 化學(xué)制藥廠排放的廢氣中，常見的無機(jī)污染物有氯化氫、硫化氫、二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氨氣和氰化氫等。1、吸收裝置2、吸收法處理無機(jī)廢氣的示例 廢氣中常見的無機(jī)污染物一般都可選擇適宜的吸收劑和吸收裝置進(jìn)行處理，并可回收有價(jià)值的副產(chǎn)。如用水吸收廢氣中的氯化氫可獲得一定濃度的鹽酸；用水或稀硫酸吸收