作者：陈 曦，男,1972年生，博士，研究方向为化工环保。＊国家“863”计划项目(No .2002AA647020)。 含磺胺嘧啶和酮基布洛芬的化学合成
陈 曦
(重庆师范大学化学学院，重庆400047)
摘要 含磺胺嘧啶(S D )和酮基布洛芬(KP )的化学合成制药生产废水对生物处理有较强的抑制作用。实验结果表明，通过对
厌氧菌和好氧菌的驯化、筛选和复配，采用酸析作预处理，结合厌氧/好氧串联工艺可有效降低废水的COD 、BOD 5和NH 3-N ；经酸析和厌氧水解酸化处理后,COD 去除率为85%，再经15h 的好氧处理,COD 去除率可达94%，运行效果稳定。 关键词 生物处理 磺胺嘧啶 酮基布洛芬 制药废水
Treatment of a pharmaceutical plant wastewater containing sulfadiazine and ketoprofen Chen X i .(School of Chemis -try ,Chongqing Normal University ,Chongqing 400047)
Abstract : A trea tability study w as pe rfor med o n the wa stew ater (pH =11.5,COD =2525mg /L ,BOD 5=915mg /L ,N H 3-N =258mg /L )fro m a pharmaceutical plant producing sulfadiazine (SD )and ke to profen (K P ).Ex cel -lent treatment re sults w ere obtained by 3sequential batch t reatment steps o f acidification /neutralizatio n ,a naero bic biodeg radatio n a nd aerobic bio deg radatio n .Duplica ted e xperimental r uns w ere conducted to obtain data of CO D de -cline during acidificatio n /neutr alizatio n ,COD decline and gas pro ductio n during anaero bic deg radatio n at 34℃,and CO D decline during the final aero bic trea tment ste p to define the most co st effectiv e t reatment procedure .T he
预应力锚索wastew ater pH was fir st lo wer ed to pH to 2.0to pr omo te hy droly sis then neutr alized after 40min in the acidificatio n /neutra lizatio n reactor ;the pretrea ted w astew ater was then treated in the anaer obic reacto r fo r 72h and finally in the aerobic bio reactor for 15h .Such sequential trea tment achieved an o verall CO D reduction of 94%.微电解填料
Keywords : biolo gical tr eatme nt ;sulfadiazine (SD );keto pr ofen (K P );pha rmaceutica l w astew ater
西南某合成制药厂二分厂采用化学合成法生产
磺胺嘧啶(SD )和酮基布洛芬(KP )[1]
。SD 为白或
类白的结晶或粉末，无臭无味，遇光渐变暗，主
要用于防治脑膜炎双球菌性脑膜炎、泌尿道感染、腺鼠疫等。KP 又名酮洛芬，是常用的非甾体抗炎消炎镇痛药，用于风湿性关节炎、强直性脊椎炎及痛风等。两种产品生产过程大量使用各种化学原料，反应步骤较多，原料利用率低，大部分原料随废水排放。因而，生产废水中含有种类繁多的有机物、金属、废酸及废碱等，排入水体后会对环境造成相当恶劣的影响[2,3]。
利用微生物为主体处理废水是目前工业废水处理领域的主要趋势
[4,5]
。其投资成本较低，适应范围
广，处理效率高，建成运营后处理系统稳定性较强，操作管理方便并且运行成本低廉，因而得到广泛
应用。但是，含SD 和KP 的化学合成制药生产废水有机污染负荷较高，含盐量大并且含有生物抑制剂，所以长期以来生物处理在此类废水处理的应用中进展较慢。
笔者基于此难题展开了研究工作，研究厌氧/好氧联合的微生物处理工艺[6-8]对含SD 和KP 的化学合成制药生产废水的处理效果及其影响因素，为实
际废水处理及工艺设计提供一定的依据。1 方法与材料
1.1 废水来源与水质指标 化学合成制药生产废水(以下简称生产废水)由厂方提供，取自总排污口，主要含有脂肪、醇、酯、苯、苯酚、二甲苯、硝基苯、石油类、氨氮、硫化物和多种金属离子，泽不深，散发异味，水量变化大，含有难生物降解物和生物生长抑制剂，其水质主要指标见表1。
代码转换表1 生产废水主要水质指标
T able 1 Characteristics of the wastew ater sample
COD /(mg ·L -1)
BOD 5/(m g ·L -1)
NH 3-N /(mg ·L -1)
pH 2525
915
258
11.5
1.2 实验流程及主要步骤
实验采用静态方法，实验流程见图1。
·
5·陈 曦 含磺胺嘧啶和酮基布洛芬的化学合成制药生产废水处理研究
D OI :10.15985/j ki .1001-3865.2008.02.023
图1 生产废水处理实验流程示意图
Fig.1 Schema tic flo w diag ram of the lab
w astew ater treatment runs
厌氧污泥：取城市污水处理厂硝化污泥活化，再与啤酒生成废水处理的厌氧污泥1∶1(体积比)复配后，逐渐加入生成废水下水道污泥进行驯化。
好氧污泥：城市污水处理厂好氧污泥中逐渐加入总排污口出口处污泥进行驯化。
脂肪酸酰胺 (2)酸 析
取2L生产废水(记为Ⅱ-0425)加入硫酸进行酸析，测定废水pH、COD、BOD5、NH3-N。酸析后废水记为Ⅱ-0426。
(3)厌氧处理
取500mLⅡ-0426，加入驯化后的厌氧污泥，总体积2650mL。将混合后的废水置于34℃培养箱进行厌
氧处理，每隔12h记录产气量，并测定COD，直至厌氧实验结束。
(4)好氧处理
取350mL厌氧结束后出水，过滤后记为Ⅱ-0427，预曝气2h后加入150m L驯化后好氧污泥和100mL自来水(总体积600m L)进行曝气。30 min污泥沉降比(SV)为20%。每隔6h取样分析COD，直至实验结束。
1.3 主要测试项目及方法
COD：重铬酸钾法;BOD5：稀释与接种法;NH3-N：纳氏试剂比法;pH:PHS-25型酸度计测定。
1.4 主要试验装置
(1)酸析柱：采用两根Ф120mm×500m m的有机玻璃柱，其中设置搅拌器。
(2)厌氧实验装置：采用两根Ф80mm×1000 mm有机玻璃柱，内装半软性填料，设有排气管及溢流管，作为厌氧接触反应器。
(3)好氧实验装置：采用两根Ф80m m×500 mm有机玻璃柱，内装半软性填料，设有排泥管及溢流管，其中柱底放置砂芯曝气头，通过风机供给压缩空气，作为好氧接触反应器。2 结果与讨论
2.1 酸 析
生产废水由酸析柱底部自下而上流过分布板，加硫酸调节进水pH为2.0，平行实验2次，分别表示为1#、2#,COD随酸析时间的变化结果见图2。生产废水含有大量有机物，某些物质官能团对微生物有抑制作用，主要体现在中间体和流失成品的水生毒性，加入强酸后，强酸性环境影响了官能团空间构象，对其水生毒性进行掩蔽，使其抑制作用降低或消失，以利于后续厌氧和好氧处理。当pH≤2.0时，水生毒性的掩蔽效果显著，但降低pH会增加运行成本，故酸析采用pH为2.0。酸析后用氧氧化钠将pH调整为8.2进行厌氧处理实验。由图2可见，废水中COD随时间变化不是十分明显，从2525mg/L降低至2178 mg/L左右,COD去除率在14%左右，说明酸析的作用主要是降低中间体和流失成品的水生毒性而不是最终氧化分解有机污染物;40min后2#COD趋于稳定，因此酸析时间以40min为宜
。
图2 pH为2.0时酸析过程COD随时间变化
Fig.2 CO D pro file o f the acidified w astewa te r
(duplica ted runs,pH=2.0)
2.2 厌氧处理
alo 取Ⅱ-0426加入厌氧污泥混合均匀，经驯化、筛选和复配后的厌氧污泥含有大量优势菌种，对Ⅱ-0426适应能力明显增强。厌氧处理过程COD随时间变化曲线见图3。由图3可知，前60小时COD随时间变
化
图3 厌氧处理过程C OD随时间变化
Fig.3 CO D profile o f the anaero bic reactor co ntent
(duplica ted runs)
·
6
·
环境污染与防治 第30卷 第2期 2008年2月
表2 工艺单元主要污染物去除量
T able 2 Summary of treatment results of the three tr eatme nt steps
工艺单元时间pH NH 3-N /(mg ·L -1)
COD /(mg ·L -1)
BOD 5/(mg ·L -1)
酸析始40min 11.52582525915终8.2163
2178
738
厌氧始72h 7.81632178终7.0152380好氧
始15h
7.0101360终
7.0
30
温度远程监控
145
由快变慢,60～72h COD 基本不随时间变化而变化，因而厌氧处理时间选择72h 为宜，出水COD 可降低到380mg /L 左右，去除率在83%左右。
厌氧处理过程12h 产气量与累积产气量随时间变化见图4。由图4可见，厌氧处理约36h 后12h 产气量达到最大，随后逐渐下降并趋于平稳；厌氧处理进行60～72h 时，累积产气量趋于平缓，表明产气量已经很小
。
图4 12h 产气量与累积产气量随时间变化F ig .4 Pr ofiles o f 12-h and cumula tive g as pr oductio n in
the anaerobic reactor
2.3 好氧处理
取Ⅱ-0427预曝气2h ，加入驯化后好氧污泥再
进行曝气，此时COD 为360m g /L 左右。与厌氧污泥类似，经好氧驯化后的好氧污泥具有较强的适应性，好氧处理过程COD 随时间的变化结果见图5。由图5可知，好氧处理24h 后,COD 已经稳定,COD 在100m g /L 左右，基本达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。但曝气时间过长，实际设计的设施就过大，所以好氧处理时间以15h 为宜，此时出水COD 在145m g /L 左右,COD
去
图5 好氧处理过程COD 随时间变化Fig .5 COD pr ofile of the aero bic reactor co ntent
除率在60%左右，再进行混凝处理也能达到《污水综合排放标准》一级标准。
工艺处理全过程中主要污染物的去除量见表2。经酸析和厌氧处理后COD 去除率为85%左右，再经15h 的好氧处理后COD 去除率可达94%，且运行效果稳定。3 结 论
(1)含SD 和KP 的化学合成制药生产废水经酸析后，能够进行厌氧/好氧相结合的生物处理，通过厌氧和好氧菌的选育和驯化，其COD 由2525m g /L 降到150mg /L 以下，可进一步混凝处理达到《污水综合排放标准》一级标准，为含有生物抑制物质的制药废水的生物处理提供了一定的参考价值。 (2)化学合成制药生产废水经酸析后COD 从2525mg /L 降到2178m g /L ，去除率达14%左右,
主要作用是降低废水的水生毒性，有利于后续生物处理；进行厌氧处理后,COD 从2178mg /L 降到380m g /L ，去除率达到83%;15h 的好氧处理出水中COD 为145m g /L ，去除率为60%左右;COD 总去除率达到94%。参考文献
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责任编辑：黄 苇 (修改稿收到日期:2007-09-27)
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7·陈 曦 含磺胺嘧啶和酮基布洛芬的化学合成制药生产废水处理研究
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