宁夏回族自治区利用聚合氯化铝对制药污水废水的净化处理实践

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一、引言

随着宁夏回族自治区医药产业的蓬勃发展，制药企业在生产过程中产生的大量污水废水对环境造成了潜在威胁。制药污水废水成分复杂，含有大量有机物、无机物、药物残留及微生物等，若不经有效处理直接排放，将对水体、土壤和生态系统产生严重危害。因此，探寻高效、可行的制药污水废水净化处理方法至关重要。聚合氯化铝作为一种常用的无机高分子混凝剂，在水处理领域展现出良好的性能，其在宁夏回族自治区制药污水废水处理中的应用实践具有重要的研究与应用价值。

二、制药污水废水的来源、特点及危害

（一）来源

制药污水废水主要来源于制药生产过程中的多个环节，包括原料药的生产合成、药物制剂的制备、生产过程中的设备清洗、车间地面冲洗以及员工生活污水等。例如，在化学制药过程中，各种化学反应后的废液、结晶母液等均含有高浓度的有机物和盐分；生物制药中发酵液及其处理过程中产生的废水富含蛋白质、糖类等有机物；中药制药的提取、浓缩等工序也会产生大量的有机废水。

（二）特点

1. 成分复杂：含有多种药物成分、中间体、溶剂、酸碱调节剂以及微生物代谢产物等，不同制药企业因生产品种和工艺差异，污水废水成分变化较大。

2. 有机物浓度高：大量未反应完全的原料、中间体及微生物残体等导致化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）居高不下，可生化性因水质而异，部分污水 BOD/COD 比值较低，不利于生化处理。

3. 毒性大：某些药物成分及其降解产物具有生物毒性，可能抑制微生物生长繁殖，对水生生物和生态环境构成严重威胁。

4. 含盐量高：制药过程中使用的大量无机盐类辅料及反应介质，使污水废水中含有较高的盐分，这不仅增加了处理难度，还可能影响后续处理工艺的运行效果。

（三）危害

1. 水体污染：排放到自然水体中，高浓度有机物会使水体缺氧，导致鱼类等水生生物死亡，破坏水生生态平衡；药物残留及有毒物质可通过食物链富集，最终危害人类健康。

2. 土壤污染：污水灌溉或泄漏可能导致土壤结构破坏、肥力下降，药物残留在土壤中积累，影响农作物生长并进入食物链。

3. 对水资源的浪费：大量未经处理或处理不达标的制药污水废水排放，造成水资源的极大浪费，加剧地区水资源短缺矛盾。

三、聚合氯化铝的性质与作用机理

（一）性质

聚合氯化铝（PAC）是一种无机高分子混凝剂，通常为黄色或淡黄色固体粉末，易溶于水，水溶液呈酸性。它具有多种优点，如絮凝体形成快、沉降速度快、适用 pH 范围广、对管道设备腐蚀小等。其分子结构庞大且复杂，带有大量正电荷，能中和水中胶体颗粒和悬浮物的负电荷，使其失稳凝聚。

（二）作用机理

1. 电中和作用：制药污水废水中的胶体颗粒和悬浮物通常带负电荷，聚合氯化铝溶解后产生的大量正离子与这些负电荷相互中和，降低颗粒表面电位，使颗粒间斥力减小，从而易于聚集形成较大的絮凝体。

2. 吸附架桥作用：聚合氯化铝水解后产生的羟基多核配合物具有较长的分子链和较高的分子量，能够吸附在水中的胶体颗粒和悬浮物表面，并通过架桥作用将多个颗粒连接在一起，形成更大的絮凝团，加速沉降。

3. 网捕作用：当聚合氯化铝投加量达到一定程度时，其水解产物会形成一种网状结构，将水中的微小颗粒和溶解性物质网捕起来，共同沉淀下来，进一步提高对污水废水的净化效果。

四、宁夏回族自治区制药污水废水处理中聚合氯化铝的应用实例

（一）某化学制药企业污水处理案例

该企业主要生产抗生素类药物，生产过程中产生的污水水质复杂，COD 浓度高达数千毫克每升，含有机溶剂、药物中间体及发酵残留物等。采用聚合氯化铝作为混凝剂进行处理，具体工艺流程为：首先将调节池中的污水通过泵提升至混凝反应池，投加一定量的聚合氯化铝溶液，同时加入适量的助凝剂聚丙烯酰胺（PAM），在搅拌作用下使聚合氯化铝与污水充分混合反应，形成大量絮凝体。然后，将反应后的污水流入沉淀池，进行固液分离，上清液进入后续生化处理系统进一步处理，沉淀污泥则定期排入污泥浓缩池进行处理。

通过调整聚合氯化铝的投加量和 pH 值等参数，经过多次试验与优化，确定最佳投加量为[X] mg/L，在此条件下，污水的 COD 去除率达到[X]%以上，悬浮物（SS）去除率超过[X]%，有效地降低了污水的有机物和悬浮物浓度，为后续生化处理创造了有利条件，提高了整个污水处理系统的处理效率和稳定性。

（二）某中药制药企业废水处理实践

该中药制药企业以中药材提取、浓缩和制剂生产为主，产生的废水含有大量的中草药成分、多糖、蛋白质以及提取溶剂等，色度深、气味大、可生化性较差。在废水处理过程中，先采用格栅去除较大的悬浮物和杂质，然后进入调节池调节水质水量。之后将废水引入混凝沉淀池，投加聚合氯化铝进行混凝处理。考虑到中药废水的特殊性，在投加聚合氯化铝的同时，还添加了少量的活性硅酸等辅助药剂，以增强混凝效果。经过混凝沉淀后，废水的色度明显降低，COD 去除率约为[X]%，SS 去除率达到[X]%以上，有效改善了废水的水质状况，减轻了后续处理工艺的负担，使出水水质能够达到当地工业园区污水处理厂的接纳标准。

五、处理效果与优势分析

（一）处理效果

通过对宁夏回族自治区多家制药企业应用聚合氯化铝处理污水废水的实际监测数据进行分析，结果表明：在合理的投加量和工艺条件下，聚合氯化铝对制药污水废水中的 COD、BOD、SS 等主要污染物均有显著的去除效果。一般情况下，COD 去除率可达[X]% - [X]%，BOD 去除率在[X]% - [X]%之间，SS 去除率能达到[X]%以上，同时对色度、臭味等也有一定的改善作用。经聚合氯化铝处理后，污水废水的水质得到明显改善，为后续的生化处理或其他深度处理工艺提供了良好的基础，部分企业处理后的出水水质能够达到国家或地方规定的排放标准或园区污水处理厂的接纳要求。

（二）优势

1. 高效的混凝性能：聚合氯化铝能够快速有效地使制药污水废水中的胶体颗粒和悬浮物失稳凝聚，形成较大且密实的絮凝体，沉降速度快，大大缩短了混凝沉淀时间，提高了处理效率，适应大规模污水处理的需求。

2. 广泛的适用性：对不同类型、不同水质的制药污水废水均具有良好的处理效果，无论是化学制药、生物制药还是中药制药产生的污水，无论是高浓度有机废水还是含有特殊成分的废水，聚合氯化铝都能在一定程度上发挥作用，通过调整投加量和工艺参数可适应水质变化。

3. 操作简便：聚合氯化铝的投加和使用方法相对简单，易于控制。只需将其配制成一定浓度的溶液，通过计量泵或加药装置投加到污水中，并与其他处理工艺如助凝剂投加、搅拌、沉淀等环节相配合即可，不需要复杂的设备和操作技术，便于企业在现有污水处理设施基础上进行改造和应用。

4. 经济合理：与其他一些高级氧化、膜分离等污水处理技术相比，聚合氯化铝的成本相对较低。其市场价格较为稳定，且投加量适中，在保证处理效果的前提下，能够为企业节省污水处理成本，具有较高的性价比，尤其适合中小企业的污水处理需求。

5. 环境友好：聚合氯化铝本身无毒无害，在污水处理过程中不会产生二次污染。其水解产物主要为无害的铝盐和水等，不会对水体环境和生态系统造成额外的危害，符合环境保护的要求。

六、存在的问题与解决对策

（一）存在的问题

1. 铝离子残留问题：虽然聚合氯化铝本身无毒，但过量投加可能导致处理后水中铝离子残留超标。长期摄入过量铝离子对人体健康可能造成潜在危害，如影响神经系统功能等，同时也可能对后续生化处理系统中的微生物活性产生抑制作用。

2. 对特殊水质处理效果有限：对于某些含有难降解有机物、重金属离子或高盐度的制药污水废水，单独使用聚合氯化铝可能无法达到理想的处理效果

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