曾禎 科學(xué)城（廣州）環(huán)保產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限公司

1 生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的難點(diǎn)分析

1.1 生物制藥廢水來(lái)源及危害

生物制藥可分為四大類：一是基因工程醫(yī)藥；二是發(fā)酵工程醫(yī)藥；三是細(xì)胞工程醫(yī)藥；四是酶工程醫(yī)藥。生物制藥主要指的是利用微生物（細(xì)胞、病毒等）生物組織等，運(yùn)用以基因工程技術(shù)為主的現(xiàn)代生物技術(shù)方法，對(duì)藥物、疫苗等藥品進(jìn)行生產(chǎn)，并將其應(yīng)用到人類疾病的治療和診斷中。

廢水的來(lái)源主要有三部分：一是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。它是由發(fā)酵過(guò)程中的廢水、凈化過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水所組成，此部份是針對(duì)所有全部廢水COD 貢獻(xiàn)最大；二是設(shè)備及洗滌污水處理。其中，發(fā)酵槽的清洗廢水、發(fā)酵槽的凝結(jié)水、冷凍干燥工序的廢水以及地面的沖洗水等是其主要成分。該段污水以懸浮顆粒物為主，其濃度高，水量大，同時(shí)也是工程污水的一個(gè)重要組成部分；三是生活污水。它是醫(yī)藥行業(yè)的工作人員在日常生活中所排出的糞便、洗滌液等，這一段水并非制藥業(yè)的主干廢水。生物工業(yè)廢水中含有大量的難降解有機(jī)物質(zhì)，如果未經(jīng)處理，直接排入水中，將會(huì)在水中停留很長(zhǎng)時(shí)間。污水是一種劇毒、“三致”的有機(jī)污染物，可經(jīng)食物鏈在食品中積累，并最終進(jìn)入人體，對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接對(duì)水體生物及人體產(chǎn)生直接危害。

1.2 藥物活性成分及危害

藥物活性成分指的是用于制藥業(yè)中，并成為藥用有效成分的任意一種物質(zhì)或物質(zhì)的活性成分，它是一種可以對(duì)疾病進(jìn)行診斷、治療、減輕癥狀或預(yù)防疾病的發(fā)生，或?qū)θ梭w機(jī)能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的物質(zhì)。藥物活性成分的污染造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，其所造成的生態(tài)環(huán)境與人體健康問(wèn)題受到了世界各國(guó)的高度重視。

藥物活性物質(zhì)對(duì)環(huán)境的最大影響是其所產(chǎn)生的激素-雌二醇，其含量?jī)H為1ng/L，就可引起部分魚(yú)類出現(xiàn)“雌性”現(xiàn)象。另外，還需要注意的是，在污水處理廠、受納水、飲用水源等地，都有可能出現(xiàn)耐藥菌，這些耐藥菌的存在，會(huì)對(duì)生活飲用水造成嚴(yán)重的污染，進(jìn)而影響污水處理的效果，也會(huì)對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生影響，使人類對(duì)這些耐藥菌的耐藥能力提高，進(jìn)而引起慢性中毒，甚至出現(xiàn)“三致”現(xiàn)象。此外，該菌還可通過(guò)環(huán)境介質(zhì)對(duì)土壤、食物等環(huán)境介質(zhì)的污染，進(jìn)而危害人類健康。

2 生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的可行性研究

由于制藥業(yè)的生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，每日對(duì)淡水資源的需求較大，因而在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種類型的污染物。因此，在進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，要進(jìn)行有效的工程分析，對(duì)各個(gè)污染環(huán)節(jié)都要有一個(gè)準(zhǔn)確把握，從而為污水的高效處理奠定基礎(chǔ)。在進(jìn)行具體的工程分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)醫(yī)藥企業(yè)的實(shí)際特征進(jìn)行有針對(duì)性的分析，并對(duì)制藥業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的每一步都有詳盡的了解，確定水污染物生成的來(lái)源和具體組成，為生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的可行性研究提供要點(diǎn)支持。

2.1 制藥廢水的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

生命周期評(píng)估是一項(xiàng)新興的環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)與方法，其主要作用之一就是對(duì)某一產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行可能的環(huán)境影響評(píng)估。運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)的方法，對(duì)制藥廢水處理過(guò)程的環(huán)境影響程度進(jìn)行研究，將一項(xiàng)減污的設(shè)施視為污染的控制對(duì)象。通過(guò)對(duì)污水處理工藝中資源消耗與環(huán)境排放對(duì)各類環(huán)境問(wèn)題的貢獻(xiàn)度進(jìn)行量化，尋找影響污水處理工藝效率關(guān)鍵因素，并根據(jù)這些因素進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，從而達(dá)到降低污水處理工藝能耗、降低二次污染、實(shí)現(xiàn)環(huán)保效益的目的。

基于此，構(gòu)建的制藥廢水的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1 所示。

圖1 制藥廢水的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

特征化指的是使用環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)方法，對(duì)同一影響類型下的不同影響因子進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)各影響類型所產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了定量計(jì)算，得出各影響類型所產(chǎn)生的綜合環(huán)境載荷為：

式中mk—影響的第 種制藥廢水處理質(zhì)量；λ—制成的藥品對(duì)某類環(huán)境造成影響的相關(guān)性系數(shù)。

將判斷矩陣標(biāo)度及含義作為評(píng)估準(zhǔn)則，根據(jù)專家對(duì)不同層次評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)重要性的賦值，構(gòu)造出了一個(gè)判斷矩陣，在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊聚類分析的模糊聚類分析方法。與此同時(shí)，以判斷矩陣的最大特征根為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行一致性檢測(cè)，如果隨機(jī)一致性比例小于0.1 時(shí)，則判定矩陣通過(guò)了一致性檢測(cè)，可以對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，從而獲得各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，公式如下：

式中ω1、ω2、ω3—一級(jí)指標(biāo)權(quán)重、二級(jí)指標(biāo)權(quán)重、三級(jí)指標(biāo)權(quán)重。通過(guò)文獻(xiàn)研究、實(shí)地調(diào)研和專家咨詢等方法，確定了綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并將其劃分為良好、良好和一般3個(gè)級(jí)別。

制藥廢水綜合毒性評(píng)估以制成的藥品毒性檢測(cè)為核心，其結(jié)果以毒性閾值為基礎(chǔ)，因而各國(guó)及區(qū)域性機(jī)構(gòu)均十分重視對(duì)其進(jìn)行分類與改進(jìn)。以發(fā)光菌的發(fā)光度與樣本濃度的關(guān)系為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行了毒性等級(jí)劃分，其潛在的生態(tài)毒害效應(yīng)檢測(cè)指數(shù)可采用以下公式計(jì)算：

式中m—檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性的測(cè)試數(shù)量；M—經(jīng)過(guò)生物降解后的廢水毒性測(cè)試數(shù)量；Q—廢水流量；Ck表示毒性單位。

在公式（1）得到的各影響類型所產(chǎn)生的綜合環(huán)境載荷條件下，通過(guò)公式（2）獲取各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，以制成的藥品毒性檢測(cè)為核心，結(jié)合公式（3）檢測(cè)潛在的生態(tài)毒害效應(yīng)，以此研究生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的可行性。

2.2 生物制藥廢水的進(jìn)水、出水水質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)可行性要點(diǎn)分析

在對(duì)制藥行業(yè)廢水進(jìn)行防治時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同制藥行業(yè)廢水的具體組成及生產(chǎn)特性，選用適當(dāng)?shù)奶幚矸绞健?/p>

使用生物處理廢水的環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)：在生物制藥生產(chǎn)廢水的處理中，通常有如下方法：第一種采用電解+水解酸化+CASS 法。首先采用微電解技術(shù)，對(duì)水中的高濃度有機(jī)污染物進(jìn)行高效的預(yù)處理，再將經(jīng)處理過(guò)的有機(jī)污染物和生活污水進(jìn)行高效混合，再利用CASS 技術(shù)對(duì)其進(jìn)行水解酸化處理；第二種是鐵/碳復(fù)合處理過(guò)程，這種處理方式可以有效地降低生物醫(yī)藥污水中的 COD 含量，使污水的可生化性質(zhì)得到明顯的提高；第三種過(guò)程被稱為濕式氧化過(guò)程，生物污水是在高溫、高濕度的情況下處理的。經(jīng)此處理后的污水不能直接排出，應(yīng)與其它處理方式高效地協(xié)同運(yùn)行；第四種芬頓藥劑+活性碳吸附技術(shù)，該技術(shù)可提高水中 COD 的去除率，使其去除率超過(guò)68%。

使用物理處理廢水的環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)：在處理中成藥制劑廢水時(shí)，通常采用的方法有：第一種是吸附法，即采用活性炭對(duì)廢水中的有害藥物成分進(jìn)行吸附。為了有效地提高廢水中 COD 的脫除效果，必須提高活性炭填柱的高度達(dá)到25cm 以上。第二種是“接觸氧化”+“水解酸化”+“SBR”；第三種處理方式為“ABR+ SBR”，這種處理方式的操作比較簡(jiǎn)單，而且整個(gè)處理過(guò)程的效果比較穩(wěn)定，有很好的抗沖擊負(fù)載能力，總體運(yùn)行成本比較低。

使用化學(xué)處理廢水的環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)：制藥企業(yè)對(duì)制藥業(yè)廢水的處理一般有四種方式，第一種是鐵碳電解+厭氧型 SBR。在該處理模式下，所選擇的 Fe/C 比例為30，使污染物的處理效果從0.3 的處理率提高到0.65，有效地提高了污水的可生化性能。在進(jìn)行SBR 生物處理時(shí)，要將淤泥控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。再經(jīng)過(guò)合適的處理，就可以將污水中COD 全部去除，去除率達(dá)到了85%；第二種處理方法采用吹脫+厭氧+好氧的處理模式，對(duì)水中的 COD 進(jìn)行脫除率為75%；第三種方案為“電解+中性曝氣+UASB+ A/O”。這種方法能夠明顯改善制藥工業(yè)污水的生物可生物降解特性，同時(shí)對(duì)其脫色有較好的要求；第四種為絮凝預(yù)處理+UASB+ ABR+ A/O+氣浮的組合工藝。

將生物處理、物理處理、化學(xué)處理等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而提高廢水處理效果，降低廢水中的有毒有害物質(zhì)含量。制藥廢水如果不經(jīng)過(guò)有效的治理，會(huì)引起水體溶氧降低，破壞水體生態(tài)平衡，以及藥物代謝產(chǎn)物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響等。制藥廢水處理進(jìn)水和出水工藝流程，如圖2 所示。

圖2 制藥廢水處理進(jìn)水和出水工藝流程

廢水中含有大量有毒有機(jī)物質(zhì)，應(yīng)采取生物化學(xué)方法進(jìn)行治理。采用水解酸化UNITANK-BAF 法處理污水，可以顯著地減少污水中有毒有機(jī)物質(zhì)的含量和減少?gòu)U水中的生化活性。采用前沉降法將污水中的懸浮物與殘?jiān)鼡饺氲経NITANK 生物反應(yīng)器中，經(jīng)一次強(qiáng)化處理后，能夠有效地脫除部分有機(jī)污染物和膠體類污染物。該工藝為兩段式：第一個(gè)反應(yīng)裝置是厭氧工藝；第二個(gè)反應(yīng)裝置是微型氧氣裝置。經(jīng)二級(jí)水解處理后，廢水的生化性能有了顯著的提高，出水則直接流入組合好氧生物反應(yīng)器。該系統(tǒng)為兩段式組合，一段式好氧-改良UNITANK流程，另一段式好氧-曝氣-生物濾池，脫除污水中的殘余有機(jī)物質(zhì)。

在對(duì)相關(guān)資料提供的基本信息和類似醫(yī)藥企業(yè)的調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)上，并結(jié)合該企業(yè)生產(chǎn)線二期建設(shè)等方面的原因，最后確定了生產(chǎn)廢水每天處理量350m3，生活污水每天處理量50m3。通過(guò)對(duì)由相關(guān)資料所提供的基本數(shù)據(jù)和同類醫(yī)藥公司的調(diào)查，得到了生產(chǎn)廢水和生活污水的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 進(jìn)水水質(zhì) mg/L

通過(guò)對(duì)制藥業(yè)廢水的深度治理，使其在非冬期每日產(chǎn)生200m3的固體廢棄物用于綠化，所產(chǎn)生的固體廢棄物達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GBT8920-2002）的標(biāo)準(zhǔn)，并將其全部排入市政下水道；在冬季全部處理過(guò)的水仍由市政排水管網(wǎng)輸送至廢水處理廠，并達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》A 級(jí)的要求。出水水質(zhì)，如表2所示。

表2 出水水質(zhì) mg/L

在環(huán)境評(píng)價(jià)過(guò)程中，制藥廢水的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由可行性研究確定廢水中毒害物質(zhì)的生物處理、物理處理、化學(xué)處理方式，并據(jù)此得到生物制藥廢水的進(jìn)水、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，由此完成了生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的可行性研究。

3 結(jié)語(yǔ)

制藥類項(xiàng)目中原輔料多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，排污節(jié)點(diǎn)多，污染物種類和組成復(fù)雜，因此，對(duì)這一類建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)估就需要在對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的工程分析的前提下，確定評(píng)價(jià)重點(diǎn)，并將其作為評(píng)估的主要內(nèi)容。在實(shí)施環(huán)境保護(hù)同時(shí)，不僅要確保污水處理廠的廢水能達(dá)到穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，而且要確保項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和可行性。藥效物質(zhì)主要有三個(gè)來(lái)源：生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物排放、未被充分吸收和使用的藥效物質(zhì)排放和失效藥品的不當(dāng)處理。生物制藥行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)廢水處理的可行性研究利用潛在的生態(tài)毒害效應(yīng)檢測(cè)指數(shù)來(lái)評(píng)估生物制藥廢水處理對(duì)環(huán)境的影響，將為我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)的環(huán)保治理和相關(guān)部門(mén)的環(huán)保治理提供一種新的思路和技術(shù)手段。