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摘 要：QIC有机废水处理技术是在IC厌氧技术基础上自主研发的新一代废水处理技术，其在医药废水处理工程的实际应用表明，该技术处理废水效率高，成本低、稳定性好且具有良好的经济、环境和社会效益。
关键词：制药工业 废水 厌氧处理
制药工业属于精细化工，其特点是原料药生产品种多，生产工序多，使用原材料数种或十余种，有的甚至多达30～40余种，原料总耗有的达10公斤产品以上，高的超过200公斤∕公斤产品，从而产生的“三废”量大，排放物成分复杂，污染危害严重。2008年8月1日起，实施新的《制药行业水污染物排放标准》，提出了更加严格的排放要求。制药工业废水通常具有成分复杂，有机污物种类多、浓度高、含盐量高和NH3-N浓度高、色度深且具有一定生物抑制性等特征，相对于其他有机废水来说，处理难度更大。
我国制药废水处理技术研究和应用始于20世纪70年代，最先采用的是活性污泥为代表的好氧工艺。到了21世纪后，针对传统工艺的不足，人们开始采用各种新型的工艺，进得更完善的处理[1]。制药废水有机物含量高、成分复杂多变而且多含杂环类、难降解物质多。在制药过程中会产生一些生物毒性的中间物质，在提取或清洗过程中会进入到制药废水中，造成应用传统生化法治理制药废水效果较差。在抗生素生产的提取和冷却工段，化学合成制药反应及提纯阶段使用了大量的无机盐类物质，使排放的生产废水中盐类浓度较高，对废水处理的生物活性产生抑制作用，影响废水生化处理效果[2]。
1 制药废水处理技术及工艺介绍
目前制药废水采用的处理技术主要包括化学法、物理化学法、好氧生物法、厌氧生物法等多种方法[3]。现在，由于制药废水难于处理，出水水质要求较高，以及处理成本的限制，制药废水处理所采用的工艺一般为多种方法联用，通过多种技术联合，使得出水水质达标[4]。药厂废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理，以减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，从而利于废水的后续生化处理。预处理后的废水，可根据其水质特征，综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。从目前来说，总的工艺路线为预处理—厌氧—好氧—后处理组合工艺。
2 QIC有机废水处理技术
厌氧处理是有机废水处理技术的最有效、最经济的方法，由于其巨大的处理能力和广阔的应用前景，一直是废水处理技术研究的热点[5]。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。要提高厌氧处理速率和效率，除了要提供给微生物一个良好的生长环境外，保持反应器内高的污泥浓度和良好的传质效果是2个关键性举措。以厌氧接触工艺为代表的第1代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低，处理效果差。为了达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久[6]。以UASB工艺为代表的第2代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器中滞留，实现了SRT>HRT，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，污泥过量流失，处理效果变差。
IC厌氧技术就是在这一背景下产生的高效处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功。由于是一项重大发明创造，技术拥有者做了严格的保密，直到1994年，才有相关的研究报道。目前，IC反应器已成功应用于污水的厌氧处理。与以UASB为代表的第二代高效厌氧反应器相比，IC反应器在容积负荷、能耗、工程造价、占地面积等诸多方面，代表着厌氧生物反应器的先进水平[7]。虽然IC反应器具有其他反应器无可比拟的优点，但在工程实践中亦暴露出诸多技术问题：①IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，不仅增加了进水泵的动力消耗，而且因水流上升速度快，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。内循环中泥水混合液的上升易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。②IC反应器较短的水力停留时间影响不溶性有机物的去除效果。③在厌氧反应中，有机负荷、产气量和处理程度三者之间存在着密切的联系和平衡关系。较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理深度降低。④缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。
QIC有机废水处理技术是在对IC厌氧处理技术内部规律进行深入探讨的基础上，针对其在工程实践中暴露出的技术问题进行了大量的研究、实践，以高效、低成本运行和出水水质稳定达标为目标，通过中试试验和工程实践为检测手段，对IC厌氧处理技术、工艺、装置进行不断改进，经过多年来的反复试验、验证，最终凝炼出的QIC有机废水处理新技术。以QIC厌氧反应装置为主导产品的高效、低成本环保设备获5项授权国家专利，QIC有机废水处理技术已於2010年12月通过安徽省科学技术成果鉴定。
3 沈阳红药安徽制药有限公司废水处理工程
3.1 工程概况。
沈阳红药安徽制药有限公司是由通过国家 GMP认证的亳州市国一堂中药饮片有限公司、国家GSP认证的亳州市国一堂医药有限公司、沈阳红药安徽制药有限责任公司组成，公司集中药饮片生产、医药公司销售、中药提取、中成药生产、大型物流、GAP中药材种植为一体，以药为主的综合性现代化企业。公司注册资金1000万元，并严格按照GMP、GSP进行生产和经营，具有良好的经济效益和社会效益，同时成为中药饮片生产的骨干行业。 沈阳红药安徽制药有限公司废水为高浓度有机废水。为确保废水处理达标排放，采采用QIC—CASS工艺。首先，废水经过酸化处理后进入QIC厌氧反应装置，充分降解废水中有机物，使废水的CODCr、BOD5大幅降低，同时产生大量沼气。经厌氧处理后的出水，进入沉淀池，进行固液分离，降低后序处理单元负荷。废水最终经过CASS好氧反应处理，进一步降低废水中COD、BOD、SS的含量，使出水水质稳定达到排放标准。
3.2 工艺流程和关键技术设备。
关键设备为QIC厌氧反应装置，具有容积负荷率高，节省基建投资和占地面积小，运行成本低，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定，操作简便等诸多优点。
QIC厌氧反应装置是该工程的关键设施，主要由混合区、第一厌氧区（颗粒污泥膨化区）、第二厌氧区（深处理区）、沉淀区和气液分离区五部分组成。污水从反应器下部布水器进入污泥床，并与污泥床内污泥混合。有机废水在进入反应器底部时，与气液分离器回流水混合，混合水在通过反应器下部的颗粒污泥层时，将废水中大部分的有机物分解，产生大量的沼气。同时，通过下部三相分离器的废水由于沼气的提升作用被提升到上部的气水分离装置，将沼气和废水分离，沼气通过管道排出，分离后的废水再回流到罐的底部，与进水混合；经过下部气液分离器的废水继续进入第二厌氧区（深处理区），进一步降解废水中的有机物。最后废水通过反应器上部三相分离器进入分离区将颗粒污泥、水、沼气进行分离，污泥则回流到反应器内以保持生物量，沼气由上部管道排出，处理后的水经溢流系统排出。
该装置在大幅削减COD浓度的同时，产生大量沼气。在处理工程中极大的减轻了后续处理单元的负荷，不仅为CASS反应提供了良好的运行条件，而且为出水水质稳定达标提供了保障。同时沼气的回收利用，还可以为厂家节约大量能源，减轻由于大量使用燃煤带来的大气污染。
3.3 处理效果显著。
废水处理成本低，运行费用为0.65元/t废水。废水经厌氧反应将可产生360m3/d沼气。如将沼气应用到生活或生产，每立方沼气相当于1公斤标准煤，每吨标准煤按900元计，全年将可为企业节约能源费用118260元。废水经处理后，按每天200t回用，每吨水按2元计，全年可为企业节省费用146000元。扣除废水处理运行费用71175元，每年将可为企业增收193085元。
4 结语
在IC厌氧技术基础上自主研发的有机废水处理技术是新一代废水处理技术的安全性和处理效率远高于IC。通过引入生活污水和活性颗粒污泥高效驯化技术，对难生物降解的废水进行水解酸化，成功实现了极难处理的医药有机废水的高效、低成本处理，拓展了厌氧生物处理法的应用领域。处理后，废水的氨氮及悬浮物等污染指标均得到大幅削减，出水水质稳定，同时还能回收清洁能源——沼气，起到节能环保作用，为应用企业创造了可观的经济效益及环境效益，受到用户和社会好评。
有机废水处理技术在企业废水处理工程中实际应用的成功经验为类似的有机废水处理提供了技术支撑，对加快环保事业的稳定发展，促进节能减排起到了很好的示范效应，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 赵艳锋，王树岩. 高浓度制药废水处理实例[ J].水处理技术，2008， 34 （3） ： 84 – 87.
[2] 缪应祺.水污染控制工程[M].南京： 东南大学出版社，2002： 86 -112.
[3] 刘振刚. 预处理-厌氧-好氧-气浮过滤处理制药废水[J]. 中国给水排水， 2004， 20 （1） ： 81 - 2.[4] 陈小平，米志奎. 制药废水的物化处理技术与进展，2009，13（10）：1279-1281.
[5] 杨向阳，李布青.QIC有机废水处理技术研究与应用. [J].农业工程技术（新能源产业），2011，12：15-19.
[6] 胡晓东. 制药废水处理技术及工程实例[M ]. 北京：化学工业出版社， 2008.
[7] 吴静，陆正禹，胡纪萃等.新型高效内循环（IC）厌氧反应器[J].中国给水排水，2001，17：26-29.
[8] 杨向阳，李君，李布青. QIC 有机废水处理技术应用于畜禽养殖废水处理——以江西正邦集团凤凰父母代猪场养殖废水处理为例[ J ].安徽农业科学 2012，40（7）：4113-4114，4117.
关键词：制药工业 废水 厌氧处理
制药工业属于精细化工，其特点是原料药生产品种多，生产工序多，使用原材料数种或十余种，有的甚至多达30～40余种，原料总耗有的达10公斤产品以上，高的超过200公斤∕公斤产品，从而产生的“三废”量大，排放物成分复杂，污染危害严重。2008年8月1日起，实施新的《制药行业水污染物排放标准》，提出了更加严格的排放要求。制药工业废水通常具有成分复杂，有机污物种类多、浓度高、含盐量高和NH3-N浓度高、色度深且具有一定生物抑制性等特征，相对于其他有机废水来说，处理难度更大。
我国制药废水处理技术研究和应用始于20世纪70年代，最先采用的是活性污泥为代表的好氧工艺。到了21世纪后，针对传统工艺的不足，人们开始采用各种新型的工艺，进得更完善的处理[1]。制药废水有机物含量高、成分复杂多变而且多含杂环类、难降解物质多。在制药过程中会产生一些生物毒性的中间物质，在提取或清洗过程中会进入到制药废水中，造成应用传统生化法治理制药废水效果较差。在抗生素生产的提取和冷却工段，化学合成制药反应及提纯阶段使用了大量的无机盐类物质，使排放的生产废水中盐类浓度较高，对废水处理的生物活性产生抑制作用，影响废水生化处理效果[2]。
1 制药废水处理技术及工艺介绍
目前制药废水采用的处理技术主要包括化学法、物理化学法、好氧生物法、厌氧生物法等多种方法[3]。现在，由于制药废水难于处理，出水水质要求较高，以及处理成本的限制，制药废水处理所采用的工艺一般为多种方法联用，通过多种技术联合，使得出水水质达标[4]。药厂废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理，以减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，从而利于废水的后续生化处理。预处理后的废水，可根据其水质特征，综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。从目前来说，总的工艺路线为预处理—厌氧—好氧—后处理组合工艺。
2 QIC有机废水处理技术
厌氧处理是有机废水处理技术的最有效、最经济的方法，由于其巨大的处理能力和广阔的应用前景，一直是废水处理技术研究的热点[5]。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。要提高厌氧处理速率和效率，除了要提供给微生物一个良好的生长环境外，保持反应器内高的污泥浓度和良好的传质效果是2个关键性举措。以厌氧接触工艺为代表的第1代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低，处理效果差。为了达到较好的处理效果，废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久[6]。以UASB工艺为代表的第2代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器中滞留，实现了SRT>HRT，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向转变，污泥过量流失，处理效果变差。
IC厌氧技术就是在这一背景下产生的高效处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功。由于是一项重大发明创造，技术拥有者做了严格的保密，直到1994年，才有相关的研究报道。目前，IC反应器已成功应用于污水的厌氧处理。与以UASB为代表的第二代高效厌氧反应器相比，IC反应器在容积负荷、能耗、工程造价、占地面积等诸多方面，代表着厌氧生物反应器的先进水平[7]。虽然IC反应器具有其他反应器无可比拟的优点，但在工程实践中亦暴露出诸多技术问题：①IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，不仅增加了进水泵的动力消耗，而且因水流上升速度快，使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。内循环中泥水混合液的上升易产生堵塞现象，使内循环瘫痪，处理效果变差。②IC反应器较短的水力停留时间影响不溶性有机物的去除效果。③在厌氧反应中，有机负荷、产气量和处理程度三者之间存在着密切的联系和平衡关系。较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理深度降低。④缺乏在IC反应器水力条件下培养活性和沉降性能良好的颗粒污泥关键技术。
QIC有机废水处理技术是在对IC厌氧处理技术内部规律进行深入探讨的基础上，针对其在工程实践中暴露出的技术问题进行了大量的研究、实践，以高效、低成本运行和出水水质稳定达标为目标，通过中试试验和工程实践为检测手段，对IC厌氧处理技术、工艺、装置进行不断改进，经过多年来的反复试验、验证，最终凝炼出的QIC有机废水处理新技术。以QIC厌氧反应装置为主导产品的高效、低成本环保设备获5项授权国家专利，QIC有机废水处理技术已於2010年12月通过安徽省科学技术成果鉴定。
3 沈阳红药安徽制药有限公司废水处理工程
3.1 工程概况。
沈阳红药安徽制药有限公司是由通过国家 GMP认证的亳州市国一堂中药饮片有限公司、国家GSP认证的亳州市国一堂医药有限公司、沈阳红药安徽制药有限责任公司组成，公司集中药饮片生产、医药公司销售、中药提取、中成药生产、大型物流、GAP中药材种植为一体，以药为主的综合性现代化企业。公司注册资金1000万元，并严格按照GMP、GSP进行生产和经营，具有良好的经济效益和社会效益，同时成为中药饮片生产的骨干行业。 沈阳红药安徽制药有限公司废水为高浓度有机废水。为确保废水处理达标排放，采采用QIC—CASS工艺。首先，废水经过酸化处理后进入QIC厌氧反应装置，充分降解废水中有机物，使废水的CODCr、BOD5大幅降低，同时产生大量沼气。经厌氧处理后的出水，进入沉淀池，进行固液分离，降低后序处理单元负荷。废水最终经过CASS好氧反应处理，进一步降低废水中COD、BOD、SS的含量，使出水水质稳定达到排放标准。
3.2 工艺流程和关键技术设备。
关键设备为QIC厌氧反应装置，具有容积负荷率高，节省基建投资和占地面积小，运行成本低，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定，操作简便等诸多优点。
QIC厌氧反应装置是该工程的关键设施，主要由混合区、第一厌氧区（颗粒污泥膨化区）、第二厌氧区（深处理区）、沉淀区和气液分离区五部分组成。污水从反应器下部布水器进入污泥床，并与污泥床内污泥混合。有机废水在进入反应器底部时，与气液分离器回流水混合，混合水在通过反应器下部的颗粒污泥层时，将废水中大部分的有机物分解，产生大量的沼气。同时，通过下部三相分离器的废水由于沼气的提升作用被提升到上部的气水分离装置，将沼气和废水分离，沼气通过管道排出，分离后的废水再回流到罐的底部，与进水混合；经过下部气液分离器的废水继续进入第二厌氧区（深处理区），进一步降解废水中的有机物。最后废水通过反应器上部三相分离器进入分离区将颗粒污泥、水、沼气进行分离，污泥则回流到反应器内以保持生物量，沼气由上部管道排出，处理后的水经溢流系统排出。
该装置在大幅削减COD浓度的同时，产生大量沼气。在处理工程中极大的减轻了后续处理单元的负荷，不仅为CASS反应提供了良好的运行条件，而且为出水水质稳定达标提供了保障。同时沼气的回收利用，还可以为厂家节约大量能源，减轻由于大量使用燃煤带来的大气污染。
3.3 处理效果显著。
废水处理成本低，运行费用为0.65元/t废水。废水经厌氧反应将可产生360m3/d沼气。如将沼气应用到生活或生产，每立方沼气相当于1公斤标准煤，每吨标准煤按900元计，全年将可为企业节约能源费用118260元。废水经处理后，按每天200t回用，每吨水按2元计，全年可为企业节省费用146000元。扣除废水处理运行费用71175元，每年将可为企业增收193085元。
4 结语
在IC厌氧技术基础上自主研发的有机废水处理技术是新一代废水处理技术的安全性和处理效率远高于IC。通过引入生活污水和活性颗粒污泥高效驯化技术，对难生物降解的废水进行水解酸化，成功实现了极难处理的医药有机废水的高效、低成本处理，拓展了厌氧生物处理法的应用领域。处理后，废水的氨氮及悬浮物等污染指标均得到大幅削减，出水水质稳定，同时还能回收清洁能源——沼气，起到节能环保作用，为应用企业创造了可观的经济效益及环境效益，受到用户和社会好评。
有机废水处理技术在企业废水处理工程中实际应用的成功经验为类似的有机废水处理提供了技术支撑，对加快环保事业的稳定发展，促进节能减排起到了很好的示范效应，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 赵艳锋，王树岩. 高浓度制药废水处理实例[ J].水处理技术，2008， 34 （3） ： 84 – 87.
[2] 缪应祺.水污染控制工程[M].南京： 东南大学出版社，2002： 86 -112.
[3] 刘振刚. 预处理-厌氧-好氧-气浮过滤处理制药废水[J]. 中国给水排水， 2004， 20 （1） ： 81 - 2.[4] 陈小平，米志奎. 制药废水的物化处理技术与进展，2009，13（10）：1279-1281.
[5] 杨向阳，李布青.QIC有机废水处理技术研究与应用. [J].农业工程技术（新能源产业），2011，12：15-19.
[6] 胡晓东. 制药废水处理技术及工程实例[M ]. 北京：化学工业出版社， 2008.
[7] 吴静，陆正禹，胡纪萃等.新型高效内循环（IC）厌氧反应器[J].中国给水排水，2001，17：26-29.
[8] 杨向阳，李君，李布青. QIC 有机废水处理技术应用于畜禽养殖废水处理——以江西正邦集团凤凰父母代猪场养殖废水处理为例[ J ].安徽农业科学 2012，40（7）：4113-4114，4117.