制藥廢水經預處理后,仍殘留難降解有機物、鹽分及微量毒素,無法直接達標排放或回用。制藥廢水深度處理作為流程的“精加工”階段,其核心目標是進一步去除COD、色度、溶解性鹽類及微量污染物,確保出水水質滿足嚴格的環保標準或回用要求。該階段技術原理高度依賴物化與高級生化過程的結合。

一、高級氧化技術(AOPs):自由基的精準狙殺
高級氧化是深度處理的核心手段,其原理是通過物理或化學方法產生活性較強、無選擇性的羥基自由基(·OH),礦化或分解頑固污染物。
1.臭氧催化氧化:臭氧(O3)本身具有強氧化性,但在催化劑作用下可加速分解產生更多·OH,顯著提高對醫藥中間體、抗生素等物質的去除效率。其反應路徑直接攻擊有機物分子結構,生成CO2和H2O。
2.電化學氧化:通過在電極表面發生直接氧化反應或間接產生·OH、次氯酸鹽等氧化劑,高效降解含氮有機物及色素,且兼具消毒作用。該技術無需投加藥劑,自動化程度高,尤其適合高鹽廢水。
3.紫外催化:紫外光激活過氧化氫或Fenton試劑,大幅提升·OH產率。紫外-過硫酸鹽體系產生的硫酸根自由基對含氮藥物分子具特異降解效果。
二、膜分離技術:分子級別的精密篩分
膜技術依仗孔徑精度實現污染物分離,是制藥廢水深度處理與回用的關鍵技術。
1.反滲透(RO):利用半透膜及高于滲透壓的外力,反向截留溶解性鹽、小分子有機物及離子態物質,脫鹽率超98%,是實現廢水回用的核心保障。其本質是對水分子的提純。
2.納濾(NF):截留分子量200-1000Da的有機物及二價離子,對色度、硬度去除效果優異,運行壓力低于RO,常作為RO的預處理或獨立用于部分回用場景。
3.膜污染控制:膜污染是應用瓶頸,需通過預處理、湍流設計、化學清洗及抗污染膜材料予以緩解,保障分離效率與膜壽命。
三、吸附技術:界面上的捕獲與富集
多孔材料吸附依靠界面作用力實現污染物富集,是深度凈化的重要補充。
1.活性炭吸附:粉末活性炭(PAC)或顆粒活性炭(GAC)憑借巨大比表面和豐富孔隙物理吸附疏水性有機物、色素及嗅味物質,對生化尾水中的微量污染物去除效果好。
2.樹脂吸附:特種樹脂通過孔道篩分和化學鍵合作用選擇性吸附特定污染物,并可脫附再生,實現資源回收與污染控制雙重目標。
四、協同處理系統:技術集成與智慧化
實際應用中多采用組合工藝以應對復雜水質:
1."臭氧-生物活性炭":臭氧將大分子斷鏈為小分子易降解物質,后續活性炭附生長生物膜進一步降解,融合化學氧化、吸附與生物降解三重作用。
2."UF-RO"雙膜法:超濾(UF)作為RO的預處理,去除膠體與懸浮物,保障RO穩定運行,最終產水可達回用標準。
制藥廢水深度處理不僅是污染治理環節,更是資源化回用與環境風險控制的決勝階段。通過高級氧化、膜分離和吸附等技術原理的應用,制藥廢水得以實現從“達標排放”到“再生回用”的跨越,踐行綠色制藥與循環經濟理念。