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第十章制药工业与环境保护第十章制药工业与环境保护•10.1概述•10.2污染防治措施•10.3废水处理技术•10.4废气处理技术•10.5废渣处理技术•10.6噪声控制技术10.1概述10.1.1环境保护的重要性境是人类

赖以生存和社会经济可持续发展的客观条件和空间。随着现代工业的高速发展，环境保护问题已引起人们的极大关注。环境污染直接威胁人类的生命和安全，也影响了经济的顺利发展，成为严重的社会问题。•我国目前粗放型的经济格局和经济的持续高速发展,造成了能源和资源消

耗强度过大,加上人们对环境污染严重性的认识不足,致使我国工业污染的治理远远落后于工业生产的发展。•面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治理的治污方案往往难以奏效，必须采取切实可行的措施，走高科技、低污染的跨越式产业发展之路，治理和保护好环境，促进我国经济的可持续发展。10.

1.2我国防治污染的方针政策•我国先后完善和颁布了《环境保护法》、《大气污染防治法》、《水污染防治法》、《海洋环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》、《环境噪声污染防治法》以及与各种法规相配套的行政、经济法规和环境保护标准，基本形成了一套完

整的环境保护法律体系。•所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方的环境保护法规,采取切实有效的措施,限期解决污染问题。•凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本建设项目环境管理办法的规定,切实执行环境评价报告制度和“三同时”制度，做到先评价,后建设,环保设施与主

体工程同时设计、同时施工、同时投产,防止发生新的污染。•在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污染集中控制和污染限期治理等制度。10.1.3制药工业污染的特点和现状•10.1.3.1制药工业污染的特点•1、数

量少、组分多、变动性大•2、间歇排放•3、pH值不稳定•4、化学需氧量高10.1.3.2我国制药工业污染的现状•全国药厂废气每年排放量109m3，含有害物质105t。•全国药厂废水每天排放量5×105m3，。•全国药厂

废渣每年排放量105t。•条件好的厂家已达二级处理水平，大部分污染得到妥善处理。•但有相当数量厂家仅是一级处理，有的甚至未作到清污分流。10.2污染防治措施10.2.1采用绿色生产工艺•绿色生产工艺是针对生产过程的主要环节和

组分，重新设计少污染或无物染的生产工艺，并通过改进操作方法、优化操作参数等措施，实现过程的节能、降耗、消除或减少环境污染的目标。•绿色生产工艺从源头上消除污染，为最理想的污染防治方法。1、重新设计少污染或无污染的生产工艺⚫重新设计药品的

生产工艺时应尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料，以降低或消除污染物的毒性。如在氯霉素的合成中，原来采用氯化高汞作催化剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作催化剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染

问题。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春催化剂2Al+6(CH3)2CHOH2Al[(CH3)2CHO]3+3H2在药物合成中，重新设计生产工艺时，简化合成步骤，可以减少污染物的种类和数量，从而减轻处理

系统的负担，有利于环境保护。布洛芬的生产就是一个很好的例子。原采用Boot公司的Brown合成方法(六步)制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2CH(CH3)2ClCH2COOC2

H5C2H5ONa(CH3CO)2OAlCl3CH2CH(CH3)2COCH3OCHCOOC2H5H3CCH2CH(CH3)2CCH2CH(CH3)2CHH3CCHONaOH水蒸汽AgNO3,KOHOCHCOONaH3

CCH2CH(CH3)2CHClCH2CH(CH3)2CHH3CCOOKCH2CH(CH3)2CHH3CCOOHBHC公司发明了生产布洛芬的新方法(三步)•该工艺废物量可减少37%，BHC公司获1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖。制作者：黄德春制作者：黄德春

制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2CH(CH3)2CH2CH(CH3)2COCH3HF(CH3CO)2OH2RaneyNiCO,PdCH2CH(CH3)2CHH3COHCH2CH(CH3)2C

HH3CCOOH设计无污染的绿色生产工艺是消除环境污染的根本措施。如苯甲醛的传统合成路线是通过二氯代苄水解而得：甲苯侧链氯化，得到以亚苄基二氯为主的产物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。该工艺在生产过程中不仅要产生大量需

治理的废水，而且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应，因此，对周围的环境将造成严重的污染。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH3CHCl2光和热Cl2CHOH2OH+现可采用间接电氧化法，整个工艺过程无污染物排放，是一条绿色生产工艺

。该工艺中油水两相分别构成闭路循环，无污染排放制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春电解氧化反应Mn2+Mn3++eCH3CHO+4Mn3++H2O+4Mn2++4H+2、优化工艺参数对化学反应的工艺参数进行优化，获得最佳工艺条

件，是减少或消除污染的一个重要手段。例如乙酰苯胺的硝化反应NHCOCH3+HNO3+H2ONHCOCH3NO2H2SO4•原工艺是将乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸进行硝化。后经研究发现,乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已

足够高,混酸中的硫酸可以省去。这样不但节省了大量的硫酸,而且大大减轻了污染物的处理负担。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春3、改进操作方法•生产工艺已经确定，可从改进操作方法入手，减少或消除污染物的

形成。•如广谱抗菌药氟哌酸合成中的对氯硝基苯氟化反应，将原工艺的二甲基亚砜溶剂改为环丁砜溶剂，可避免废水的生成。4、采用新技术使用新技术不仅能显著提高生产技术水平，而且有时也十分有利于污染物的防治和环境保护。如在抗生素类药物4-乙酰胺基哌啶醋酸盐的合成中，原工艺

采用铁粉还原硝基氧化吡啶制备4-氨基吡啶，现采用催化加氢还原技术，既简化了工艺操作，又消除了环境污染。苯乙酸是合成青霉素等药物的重要中间体。目前工业上仍以苯乙腈水解来制备，而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸反应来合成的。现在通过苄氯羰化合成苯乙酸已经获得成功：•上述合成路线不

仅经济，而且避免使用剧毒的氰化物，减少了对环境的危害制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CH2ClCH2COOHH2O+COOH-10.2.2循环套用•药物合成反应往往不能进行得

十分完全，且多存在副反应，产物也不可能从反应混合物中完全分离出来，因此分离母液中常含有一定数量的未反应原料、副产物和产物。通过工艺设计实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用，这不仅降低了原辅材料的消耗，提高了产品的收率，而且减少了环境污染。•例如，氯霉素合成中乙酰化反应母液

的循环套用。将母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一批反应,从而革除了蒸发、结晶、过滤等操作,且降低了原料消耗量,提高了产物收率,减少了废水的处理量。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春+2CH3CO

OH+NaClCOCH2NHCOCH3NO2COCH2NH2HClNO2H2O+(CH3CO)2O+CH3COONa.•又如，甲氧苄氨嘧啶的氧化反应是将三甲氧基苯甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血盐钾(铁氰化钾)氧化，得到三甲氧基苯甲醛，同时副产物黄血盐钾氨(亚铁氰化钾氨)溶解在母液中。

黄血盐钾氨分子内含有氰基，需处理后方可随母液排放。后对含黄血盐钾氨的母液进行适当处理，再用高锰酸钾氧化，使黄血盐钾氨转化为原料赤血盐钾，所得赤血盐的含量在13%以上，可套用于氧化反应中。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春CONHNH2CH3OOCH3OCH3甲苯

+2K3Fe(CN)6+2NH4OH赤血盐钾CHOCH3OOCH3OCH3+2K3(NH4)Fe(CN)6+N2+2H2O黄血盐钾氨3K3(NH4)Fe(CN)6+KMnO4+2H2O3K3Fe(CN)6+MnO2+黄血盐钾氨赤血盐

钾+KMnO4+2H2O3K3Fe(CN)6+MnO2+KOH+3NH4OH赤血盐钾•将反应母液循环套用，可显著地减少环境污染。若设计得当，则可构成一个闭路循环，是一个理想的绿色生产工艺。除了母液可以循环套用外，药物生产中大量使用的各种有机

溶剂，均应考虑循环套用，以降低单耗，减少环境污染。其它的如催化剂、活性炭等经过处理后也可考虑反复使用。化学制药过程中产生的废弃物也是一种“资源”，从排放的废弃物中回收有价值的物料，开展综合利用，是控制污染的一个积极措施。例如，氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯，是重要的

污染物之一，将其制成杀草安，就是一种优良的除草剂。C2H5NO2C2H5NH2还原(2)NaOH(1)CH3CHCH3BrClCH2COCl?杀草安C2H5NHCH(CH3)2C2H5NCH(CH3)2COCH2Cl•又如

，叶酸合成中的丙酮氯化反应：反应过程中放出大量的氯化氢废气，直接排放将对环境造成严重污染。经用水和液碱吸收后，既消除了氯化氢气体造成的污染，又可回收得到一定浓度的盐酸。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春+Cl2+HClCCH3CH3OCC

CH3OClClCl•再如，对氯苯酚是制备降血脂药安妥明的主要原料，其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要的污染物之一，将其制成2，6-二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯灭痛的原料。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春

制作者：黄德春制作者：黄德春OHCl+Cl2Cl2C=CCl2OHClCl+HCl[(CH3)2CH]2NH10.2.4改进生产设备，加强设备管理•改进生产设备，加强设备管理是药品生产中控制污染源、减少环境污染的又一个重要途径。•设备选型合理、设计得当，可提高原料的转化率和产物的选择

性，减少污染物的数量。•加强设备管理，提高设备、管道的严密性，使系统少排或不排污染物，减少环境污染。9.3.废水处理技术药厂产生的污染物中，废水数量最大，种类最多，危害最重。是药厂污染物无害化处理的重点和难点。9.3.1废水的污染控

制指标•9.3.1.1基本概念•1、水质指标•是表征废水性质的参数。比较重要的有：pH、悬浮物（SS)、生化需氧量（BDO)、化学需氧量（CDO)等。•pH值反映废水酸碱性强弱的重要指标。处理后的废水应呈中性或接近中性。•悬浮物指废水中呈悬浮状态的

固体，是反映水中固体物质含量的一个常用指标，可用过滤法测定，单位为mg·L-1。•生化需氧量指在一定条件下，微生物氧化分解水中的有机物时所需的溶解氧的量，单位为mgL-1。微生物分解有机物的速度和程度与时间有直接关系。实际工作中，常在20oC的条件下，将废水培养5日，然后测定单位

体积废水中溶解氧的减少量，即5日生化需氧量作为生化需氧量的指标，以BOD5表示。BOD反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量，其值越大，表示水中的有机物越多，水体被污染的程度也就越高。•化学需氧量是指在一定

条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量，单位为mgL-1。我国的废水检验标准规定以重铬酸钾作氧化剂，标记为CODCr。COD与BOD均可表征水被污染的程度，但COD能够更精确地表示废水中的有机物含量，而且测定时间短，不受水质限制，因此常被用作废水的污染指标。COD和BOD之差表

示废水中没有被微生物分解的有机物含量。2、清污分流•清污分流是指将清水(如间接冷却用水、雨水和生活用水等)与废水(如制药生产过程中排出的各种废水)分别用各自不同的管路或渠道输送、排放或贮留，以利于清水的循环套用和废水的处理。采取清污分流，不仅可以节约大量的清水，而且可大幅度降低废水量，提高废

水的浓度，从而大大减轻废水的输送负荷和治理负担。•除清污分流外，还应将某些特殊废水与一般废水分开，以利于特殊废水的单独处理和一般废水的常规处理。3、废水处理级数•分为一级、二级和三级处理•一级处理通常是采用物理方法或简单的化学方法除去

水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物，以及调节废水的pH值等。在大多数场合，废水经一级处理后仍达不到国家规定的排放标准，常作为废水的预处理。•二级处理主要指生物处理法。二级处理适用于处理各种含有机污染物的废水。废水经二级处理后，BOD5可降至20～30mgL-1，水质一般可以达到

规定的排放标准。•三级处理是一种净化要求较高的处理，目的是除去二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化的可溶性无机物(如氮、磷等)以及各种病毒、病菌等。三级处理所使用的方法很多，如

过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透以及生物法脱氮除磷等。废水经三级处理后，BOD5可从20～30mgL-1降至5mgL-1以下，可达到地面水和工业用水的水质要求。9.3.1.2废水的污染控制指标《国家污水综合排放标准》按污染物对人体健康的影响程度，将污染物分为两类

。1、第一类污染物•指能在环境或生物体内积累，对人体健康产生长远不良影响的污染物。《国家污水综合排放标准》中规定的此类污染物有9种，即总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并()芘。含有这一类污染物的废水，不分行业和排放方式，也不分

受纳水体的功能差别，一律在车间或车间处理设施的排出口取样，其最高允许排放浓度必须符合表10-l中的规定。表10-1第一类污染物最高允许排放浓度单位：mgL-1制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：

黄德春序号污染物最高允许排放浓度序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.056总砷0.52烷基苯不得检出7总铅1.03总镉0.18总镍1.04总铬1.59苯并()芘0.000055六价铬0.52、第二类的污染物•指其长远影响小于第一类的污染物。在《国家污水综合排放标准》中规定的有pH

值、化学需氧量、生化需氧量、色度、悬浮物、石油类、挥发性酚类、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯类、苯胺类等共20项。含有第二类污染物的废水在排污单位排出口取样，根据受纳水体的不同，执行不同的排放标准。表10-2第二类污

染物最高允许排放浓度单位：mgL-1制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春污染物一级标准二级标准三级标准新扩建现有新扩建现有pH值6~96~96~96~96~9悬浮物70100200400生化需氧量(BO

D5)30606080300化学需氧量(CODCr)100150150200500石油类1015102030挥发酚0.51.00.51.02.0氰化物0.50.50.53.51.0硫化物1.01.01.

02.02.0氟化物1015101520硝基苯类2.03.03.05.05.0•按地面水域的使用功能要求和排放去向，对向地面水域和城市下水道排放的废水分别执行一、二、三级标准。对特殊保护水域及重点保护水域，如生活用水水源地、重点风景名胜和重点风景游览区水体、珍贵鱼类及一般经济渔业水

域等执行一级标准；对一般保护水域，如一般工业用水区、景观用水区、农业用水区、港口和海洋开发作业区等执行二级标准对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准；对排入未设置二级污水处理厂

的城镇污水，必须根据下水道出水受纳水体的功能要求，分别执行一级或二级标准。9.3.2废水处理的基本方法•废水处理技术很多，按作用原理一般可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。•物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来，在分离过程中

不改变其化学性质，如沉降、气浮、过滤、离心、蒸发、浓缩等。物理法常用于废水的一级处理。•化学法是利用化学反应原理来分离、回收废水中各种形态的污染物，如中和、凝聚、氧化和还原等。化学法常用于有毒、有害废水的处理

，使废水达到不影响生物处理的条件。物理化学法是综合利用物理和化学作用除去废水中的污染物，如吸附法、离子交换法和膜分离法等。近年来，物理化学法处理废水已形成了一些固定的工艺单元，得到了广泛的应用。生物法是利

用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定、无害的物质，如H2O和CO2等。生物法能够去除废水中的大部分有机污染物，是常用的二级处理法。9.3.3生物法处理废水技术废水的生物处理好氧生物处理活性污泥法厌氧生物处理生物膜法1

、基本原理（1）好氧生物处理•是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用将废水中的有机物分解为CO2和H2O，并释放出能量的代谢过程。有机物(CxHyOz)在氧化过程中脱出的氢是以氧作为受氢体的，如下式所示：制作者：黄德春制

作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春在好氧生物处理过程中，有机物的分解比较彻底，最终产物是含能量最低的CO2和H2O，故释放的能量较多，代谢速度较快，代谢产物也很稳定。从废水处理的角度考虑，这

是一种非常好的代谢形式。CxHyOz+O2酶CO2+H2O+能量•好氧生物法处理有机废水，基本上没有臭气产生，所需的处理时间比较短，在适宜的条件下，有机物的生物去除率一般在80～90%左右，有时可达95%以上。因此，好氧生物法已在有机废水处理中得到了广泛应

用，活性污泥法、生物滤池、生物转盘等都是常见的好氧生物处理法。好氧生物法的缺点是对于高浓度的有机废水，要供给好氧生物所需的氧气(空气)比较困难，需先用大量的水对废水进行稀释，且在处理过程中要不断地补充水中的溶解氧

，从而使处理的成本较高。（2）厌氧生物处理•厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生物，主要是厌氧菌的作用，来处理废水中的有机物。厌氧生物处理中的受氢体不是游离氧，而是有机物或含氧化合物，如SO42-、NO3-、NO2-和CO2等。因此，最终的代谢产物不是简单

的CO2和H2O，而是一些低分子有机物、CH4、H2S和NH4+等。•厌氧生物处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用来完成。厌氧生物处理过程可粗略地分为水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。制作者：黄德春制作者：黄

德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-1厌氧生物处理的三个阶段和COD转化率4%76%20%24%52%28%复杂有机物简单有机物(有机酸、醇和醛等)乙酸HCH72%水解酸化阶段产氢产乙酸阶段产甲烷阶段24

•厌氧生物处理过程中不需要供给氧气(空气)，故动力消耗少，设备简单，并能回收一定数量的甲烷气体作为燃料，因而运行费用较低。目前，厌氧生物法主要用于中、高浓度有机废水的处理，也可用于低浓度有机废水的处理。该法的缺点是处

理时间较长，处理过程中常有硫化氢或其它一些硫化物生成，硫化氢与铁质接触就会形成黑色的硫化铁，从而使处理后的废水既黑又臭，需要进一步处理。2、生物处理对水质的要求•（1）温度•温度是影响微生物生长繁殖的一个重要的外界因素。当温度过高时，微生物会发生死亡；而温度过低时，微生物

的代谢作用将变得非常缓慢，活力受到限制。一般地，好氧生物处理的水温宜控制在20～400C。而厌氧生物处理的水温与各种产甲烷菌的适宜温度条件有关，其适宜水温可分别控制在10～300C、35～380C和50～55

0C。（2）pH值•微生物的生长繁殖都有一定的pH值条件。pH值不能突然变化很大，否则将使微生物的活力受到抑制，甚至造成微生物的死亡。对好氧生物处理，废水的pH值宜控制在6～9的范围内；对厌氧生物处理，废水的pH值宜控制在6.5～7.5的范围内。•微生物在生活过程中常常由于某些

代谢产物的积累而使周围环境的pH值发生改变。因此，在生物处理过程中常加入一些廉价的物质(如石灰等)调节废水的pH值。（3）营养物质•微生物的生长繁殖需要多种营养物质，如碳源、氮源、无机盐及少量的维生素等。生活废水中具有微生物生长所需的全部

营养，而某些工业废水中可能缺乏某些营养。当废水中缺少某些营养成分时，可按所需比例投加所缺营养成分或加入生活污水进行均化，以满足微生物生长所需的各种营养物质。(4)有毒物质•废水中凡对微生物的生长繁殖有抑制作用或杀害作用的化学物质均为有毒物质。有毒物质使细菌细胞的正常结构遭到破坏以及使菌体

内的酶变质，并失去活性。•废水中常见的有毒物质包括大多数重金属离子(铅、镉、铬、锌、铜等)、某些有机物(酚、甲醛、甲醇、苯、氯苯等)和无机物(硫化物、氰化物等)。不同种类的微生物对毒物的忍受程度不同，对废水进行生物处理时

，应具体情况，具体分析，必要时可通过实验确定有毒物质的最高允许浓度。（5）溶解氧•好氧生物处理需在有氧的条件下进行，溶解氧不足将导致处理效果明显下降，因此，一般需从外界补充氧气(空气)。实践表明，对于好氧生物处理，水中的溶解氧宜保持在2～4mgL-1左右，如出水中的溶解氧不低

于1mgL-1，则可以认为废水中的溶解氧已经足够。而厌氧微生物对氧气很敏感，当有氧气存在时，它们就无法生长。因此，在厌氧生物处理中，处理设备要严格密封，隔绝空气。（6）有机物浓度•在好氧生物处理中，废水中的有机物浓度不能太高，否则会增加生物反应所需的氧量，容易造成缺氧，

影响生物处理效果。而厌氧生物处理是在无氧条件下进行的，因此，可处理较高浓度的有机废水。此外，废水中的有机物浓度不能过低，否则会造成营养不良，影响微生物的生长繁殖，降低生物处理效果。3、好氧生物处理法（1）活性污

泥法活性污泥是由好氧微生物(包括细菌、微型动物和其它微生物)及其代谢的和吸附的有机物和无机物组成的生物絮凝体，具有很强的吸附和分解有机物的能力。活性污泥的制备可在一含粪便的污水池中连续鼓入空气(曝气)以维持污水中的溶解氧，经过一段时间后

，由于污水中微生物的生长和繁殖，逐渐形成褐色的污泥状絮凝体，这种生物絮凝体即为活性污泥，其中含有大量的微生物。•活性污泥法处理工业废水，就是让这些生物絮凝体悬浮在废水中形成混合液，使废水中的有机物与絮凝体中的微生物充分接触。废水中呈悬浮状态和胶态的有机物被活性污泥吸附后，在微生

物的细胞外酶作用下，分解为溶解性的小分子有机物。溶解性的有机物进一步渗透到细胞体内，通过微生物的代谢作用而分解，从而使废水得到净化。1）活性污泥的性能指标•衡量活性污泥数量和性能好坏的指标主要有污泥浓度、污泥沉降比(SV)和污泥容积指数(SVI)等。•①污泥浓度•指1L

混合液中所含的悬浮固体(MLSS)或挥发性悬浮固体(MLVSS)的量,单位为gL-1或mgL-1。其值可间接地反映混合液中所含微生物的数量。•②污泥沉降比•指一定量的曝气混合液静置30min后，沉淀污泥与原混合液的体积百分比。可反映正常曝气时的污泥量以及污

泥的沉淀和凝聚性能。性能良好的活性污泥，其沉降比一般在l5～20%的范围内。③污泥容积指数•又称污泥指数，指一定量的曝气混合液静置30min后，1g干污泥所占有的沉淀污泥的体积，单位为mLg-1。污泥指数的计算方法为制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春例如

，曝气混合液的污泥沉降比SV为25%，污泥浓度MLSS为2.5gL-1，则污泥指数为：)mL/g(1002.5010025%SVI==MLSS0100SVSVI=•污泥指数是反映活性污泥松散程度的指标。SVI值过低，

说明污泥颗粒细小紧密，无机物较多，缺乏活性；反之，SVI值过高，说明污泥松散，难以沉淀分离，有膨胀的趋势或已处于膨胀状态。多数情况下，SVI值宜控制在50～100mLg-1之间。2）活性污泥法基本工艺流程•图10-2活性污泥法基本工艺流程•1-初次沉淀池；2-

曝气池；3-二次沉淀池；4-再生池制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春1234出水回流污泥空气进水污泥剩余污泥3）常用曝气方式•其中普通曝气法是最基本的曝气方法，其它方法都是在普通曝气法的基础上逐步发展起来的。我国应用较多的是完全混合曝气法。曝

气方式普通曝气法逐步曝气法完全混合曝气法纯氧曝气法深井曝气法①普通曝气法该法的工艺流程如图10-2所示。废水和回流污泥从曝气池的一端流入，净化后的废水由另一端流出。曝气池进口处的有机物浓度较高，生物反应速度较快，需氧量较大。随

着废水沿池长流动，有机物浓度逐渐降低，需氧量逐渐下降。而空气的供给常常沿池长平均分配，故供应的氧气不能被充分利用。普通曝气法可使废水中有机物的生物去除率达到90%以上，出水水质较好，适用于处理要求高而水质较为稳定的废水。②逐步曝气法制作者：黄德春制作者：黄德春

制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-3逐步曝气法工艺流程1-初次沉淀池；2-曝气池；3-二次沉淀池；4-再生池234出水回流污泥空气剩余污泥1进水污泥③完全混合曝气法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春这是目前应用

较多的活性污泥处理法，混合液在池内循环流动，废水和回流污泥进入曝气池后立即与池内混合液充分混合，进行吸附和代谢活动。适用于水质波动大、浓度较高的有机废水的处理。图10-4圆形曝气沉淀池1-沉淀区；2-导流区；3-叶轮；4-曝气区；5-曝气筒；6-裙；7-回流

缝6进水1234出水污泥出口排净口57④纯氧曝气法纯氧曝气的特点是水中的溶解氧增加，可达6～10mgL-1，氧的利用率由空气曝气法的4～10%提高到85～95%。高浓度的溶解氧可使污泥保持较高的活性和浓度，从而提高废水处理的效率。当曝气时间相同时，纯氧曝气法与空气曝气法相比，有

机物的生物去除率和化学去除率可分别提高3%和5%，而且降低了成本。纯氧曝气法的土建要求较高，而且必须有稳定价廉的氧气。此外，废水中不能含有酯类，否则有发生爆炸的危险。⑤⑥深井曝气法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者

：黄德春制作者：黄德春图10-5深井曝气池1-下降区；2-上升区；3-衬筒以地下深井作为曝气池，井内水深可达50～150m，纵向被分隔为下降区和上升区两部分，废水在沿下降区和上升区的反复循环中得到净化。由于曝气池的深度大、静水压力高，

从而大幅度提高了水中的溶解氧浓度和氧传递推动力，氧的利用率可达50～90%。进水空气回流污泥出水1234）剩余污泥的处理•污泥脱水的方法主要有：•①沉淀浓缩法利用重力的作用自然浓缩，脱水程度有限。•②自然晾晒法将污泥在场地上铺成薄层日晒风干。此法占地大、卫生条件差，易污染地下水，同时

易受气候影响，效率较低。•③机械脱水法如真空吸滤法、压滤法和离心法。此法占地少、效率高，但运行费用也高。污泥处理方法•脱水后的污泥可采取以下几种方法进行最终处理。•①焚烧•②作建筑材料的掺合物•③作肥料•④繁殖蚯蚓（2）生物膜法生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化废水中的有机物并同废水进行物质

交换，从而使废水得到净化的另一种好氧生物处理法。生物膜不同于活性污泥悬浮于废水中，它是附着于固体介质(滤料)表面上的一层粘膜。根据处理方式与装置的不同,可分为生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法和流化床生物膜法等。1）净化原

理制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-6生物膜的净化原理废水空气CO2O2运动水附着水好氧层生物膜厌氧层有机酸等无机物有机物空气废水生物膜是由废水中的胶体、细小悬浮物、溶质物质和大量的微生物所组成，这些微生物包括大量的

细菌、真菌、藻类和微型动物。微生物群体所形成的一层粘膜状物即生物膜，附着于载体表面，厚度一般为1～3mm。随着净化过程的进行，生物膜将经历一个由初生、生长、成熟到老化剥落的过程。2）生物滤池①工艺流程生物滤池处理

有机废水的工艺流程如图10-7所示。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-7生物滤池法工艺流程1-初次沉淀池；2-生物滤池；3-二次沉淀池123出水空气进水污泥生物膜②生物滤池的负荷生物滤池的负荷有水力负荷和有机物负荷两种。水力负荷是指单位体积滤料或单

位滤池面积每天处理的废水量，单位为m3m-3d-1或m3m-2d-1，后者又称为滤率。有机物负荷是指单位体积滤料每天可除去废水中的有机物的量(BOD5)，单位为kgm-3d-1。根据承受废水负荷的大小，生物滤池可分为普通生物滤池(低负荷生物滤池)和高负荷生物滤池。两种

生物滤池的工作指标如表10-3所示。表10-3生物滤池的符合值生物滤池类型水力负荷/m3m-2d-1有机物负荷/m3m-2d-1有机物的生物去除率(5天)/%普通生物滤池1～3100～50080～95高负荷生

物滤池10～30800～120075～90③普通生物滤池制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春主要由滤床、分布器和排水系统组成。滤床的横截面可以是圆形、方形或矩形,常用碎石、卵石、炉渣或焦炭铺成。滤池上部分布器可将废水均匀分布于滤床表面。池底的排水系统用

于排出处理后的废水,且起支撑滤床和保证滤池通风的作用。1进水空气出水出水空气2345678图10-8普通生物滤池1-池体；2-旋转分布器；3-旋转柱；4-钢丝绳；5-水银液封；6-滤床；7-滤床支承；④塔式生物滤池在普通生物滤池的基础上发展起来的新型高负荷生物滤池。塔式生物滤池的

高度可达8～24m，直径一般为1～3.5m。这种形如塔式的滤池，抽风能力较强，通风效果较好。由于滤池较高，废水与空气及生物膜的接触非常充分，水力负荷和有机物负荷均大大高于普通生物滤池。同时塔式生物滤池的占地面积较小，基建费用较少，操作管理比较方便。：黄德春制作者：黄德春

制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-9塔式生物滤池1-进风口；2-塔身；3-分布器；4-滤料；5-滤料支承；6-底座；7-集水器进水32145673）生物转盘法•生物转盘是一种从传统生物滤池演变而来的新型膜

法废水处理设备，其工作原理和生物滤池基本相同，但结构形式却完全不同。•生物转盘法既可处理BOD5>10000mgL-1的高浓度有机废水，又可处理BOD5<10mgL-1的低浓度有机废水。但生物转盘法适应性较差,生物转盘一旦建成后,很难通过调整其性能来适应进水水质的变化

或改变出水的水质。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春进水出水12123图10-10单轴单级生物转盘1-盘片；2-氧化槽；3-转轴4）生物流化床生物流化床主要由床体、载体和分布器等组成。床体通常为一圆筒形塔式反应器，其内装填一定高度的无烟煤、焦炭、活性炭或石英砂等

。分布器是生物流化床的关键设备，其作用是使废水在床层截面上均匀分布。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-11三相生物流化床工艺流程1-分布器；2-载体；3-床体；4-循环泵；5-二次沉淀池回流水123进水5

4剩余污泥污泥和载体回流出水空气44、厌氧生物处理法•废水的厌氧生物处理是环境工程和能源工程中的一项重要技术。农村广泛使用的沼气池，就是利用厌氧生物处理原理进行工作的。与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有能耗低(不需充氧)、有机物负荷高、氮和磷的需求量小、剩余污泥产

量少且易于处理等优点，不仅运行费用较低，而且可以获得大量的生物能——沼气。多年来，结合高浓度有机废水的特点和处理经验，人们开发了多种厌氧生物处理工艺和设备。（1）传统厌氧消化池制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-12传统消化工艺流程厌氧消化池污泥脱水

出水废水或污泥干污泥作肥料沼气适用于处理有机物及悬浮物浓度较高的废水。（2）厌氧接触法•可直接处理含悬浮物较多的废水。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-13厌氧接触法工艺流程厌氧消化池脱气进水沼气出水二沉池污泥回流3）上流

式厌氧污泥床•可直接处理含悬浮物较多的废水制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-14上流式厌氧污泥床1-污泥床；2-悬浮层；3-挡气环；4-集气罩；5-气室；6-沉淀区进水沼气16

出水5234制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春PharmaceuticalEngineering制作人:王志祥等◆WasteWaterContainingSuspende

dSubstanceorColloid◆BasicandAcidicWasteWater◆WasteWaterContainingInorganicSubstance◆WasteWaterContainingorg

anicSubstanceTreatmentofVariousPharmacyWasteWater10.3.4各类制药废水的处理•1、含悬浮物或胶体的废水•废水中所含的悬浮物一般可通过沉淀、过滤或气浮等方法除去。气浮法的原理是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其密度小于

水而上浮到水面，从而实现固液分离。•也可采用直接蒸汽加热、加入无机盐等，使悬浮物聚集沉淀或上浮分离。对于极小的悬浮物或胶体，则可用混凝法或吸附法处理•除去悬浮物和胶体的废水若仅含无毒的无机盐类，一般稀释后即可直接排入下水道。若达不到国家规定的排放标准，则需采用其它

方法进一步处理。•从废水中除去悬浮物或胶体可大大降低二级处理的负荷，且费用一般较低，是一种常规的废水预处理方法。2、酸碱性废水•化学制药过程中常排出各种含酸或碱的废水，其中以酸性废水居多，直接排放不仅会造成排水管道的腐蚀和堵

塞，而且会污染环境和水体。对于浓度较高的酸性或碱性废水应尽量考虑回收和综合利用。•回收后的剩余废水或浓度较低、不易回收的酸性或碱性废水必须中和至中性。中和时应尽量使用现有的废酸或废碱，若酸、碱废水互相中和后仍

达不到处理要求，可补加药剂进行中和。若中和后的废水水质符合国家规定的排放标准，可直接排入下水道，否则需进一步处理。3、含无机物废水•制药废水中所含的无机物通常为卤化物、氰化物、硫酸盐以及重金属离子等，常用的处理方法有稀释法、浓缩结晶法和各种化学处理

法。对于不含毒物又不易回收利用的无机盐废水可用稀释法处理。较高浓度的无机盐废水应首先考虑回收和综合利用。对于含有氰化物、氟化物等剧毒物质的废水一般可通过各种化学法进行处理。例如，用高压水解法处理高浓度含氰废水，去除率

可达99.99%以上。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春含氟废水也可用化学法进行处理。如用中和法处理肤轻松生产中的含氟废水,去除率可达99.99%以上。NaCN+2H2O(1~1.5)%

NaOHHCOONa+NH3170C~180C,1.47MPaOO2NH4F+Ca(OH)2pH13CaF2+2H2O+2NH3•重金属在人体内可以累积，且毒性不易消除，所以含重金属离子的废水排放要求是比较严格的。•废水中常见的重金属离子包括汞、镉、铬、铅、镍等离子。•此类废水

的处理方法主要为化学沉淀法，即向废水中加入某些化学物质作为沉淀剂，使废水中的重金属离子转化为难溶于水的物质而发生沉淀，从而从废水中分离出来。•各类化学沉淀法中，尤以中和法（重金属离子转化为相应的氢氧化物沉淀而除去）和硫化法（重金属离子转化为相应的硫化物沉淀而除去）的应用最为广泛。4、含有机物

废水•有机废水的处理优先考虑回收和综合利用。•有机废水的无害化处理方法很多，可根据废水的水质情况加以选用。对于易被氧化分解的有机废水，一般可用生物处理法进行无害化处理。对于低浓度、不易被氧化分解的有机废

水，可用沉淀、萃取、吸附等物理、化学或物理化学方法进行处理。对于浓度高、热值高、又难以用其它方法处理的有机废水，可用焚烧法加进行处理。10.4废气处理技术•化学制药厂排出的废气具有种类繁多、组成复杂、数量大、危害严重等特点。药厂排出的废气含尘(固体悬浮物)废气含无机污染物废气含有机污

染物废气•对化学制药厂排放废气中的污染物的管理，主要执行《工业“三废”排放标准》(GB14-73)，该标准规定了13类有害物质的排放浓度。在评价污染源对外界环境的影响时，可执行《工业企业设计卫生标准》(TJ36-7

9)中《居住区大气中有害物质的最高容许浓度》的规定；在评价大气污染物对车间空气的影响时，可执行《车间空气有害物质的最高容许浓度》的规定(TJ36-79)。10.4.1含尘废气处理技术•化学制药厂排出的含尘废气主要来自粉碎、碾磨、筛分等机械过程所

产生的粉尘，以及锅炉燃烧所产生的烟尘等。除尘方法机械除尘过滤除尘洗涤除尘1、机械除尘•利用机械力(重力、惯性力、离心力)将固体悬浮物从气流中分离出来。含尘气体净化气体尘粒尘粒(a)单层重力沉降室净化气体含尘气体尘粒(b)反转式惯

性除尘器制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春(c)旋风除尘器含尘气体净化气体集尘器含尘气体机械除尘结构简单，易于制造、阻力小、运转费用低，但对小颗粒粉尘捕获率低，可作为一级除尘使用。2、洗涤除尘•用水或其他液体洗涤含尘气体进行除尘。图10-16填料式洗涤除尘器1

-除沫器；2-分布器；3-填料；4-填料支承洗涤水泥浆净化气体含尘气体12343、过滤除尘•含尘气体通过多孔材料而将气体中尘粒截留下来，使气体得到净化。•对于粒径分布较广的衬里多种除尘器组合使用可获较佳效果。某化学

制药厂用沸腾干燥器干燥氯霉素成品，对排出气流进行净化处理的流程见下图。图10-17袋式除尘器1-振动装置；2-滤袋尘粒含尘气体1净化气体2制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作人:王志祥等图10-18氯霉素干燥工段气流净化流程

1、2-旋风除尘器；3-袋式除尘器；4-鼓风机；5-洗涤除尘器净化气体4洗涤水粉尘洗涤水35粉尘2含尘气体粉尘110.4.2含无机物废气处理技术•化学制药厂排放的废气中，常见的无机污染物有氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氯气、氨气和氰化氢等。处理方法吸附法吸收法燃烧法催化法1、

吸收装置制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-19填料塔1-塔筒;2-分布器;3-填料;4-支承1吸收液432废气吸收液净化气1吸收液42废气吸收液净化气3图10-20筛板塔1-塔筒;2-筛板;3-降液管;4-溢流堰制作者：黄德春制

作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春13吸收液废气吸收液净化气2图10-21喷淋塔1-塔筒；2-喷淋器；3-除沫器2、吸收法处理无机废气的示例•废气中常见的无机污染物一般都可选择适宜

的吸收剂和吸收装置进行处理，并可回收有价值的副产。如用水吸收废气中的氯化氢可获得一定浓度的盐酸；用水或稀硫酸吸收废气中的氨可获得一定浓度的氨水或铵盐溶液；含氰化氢的废气可先用水或液碱吸收,然后再用氧化、还原及加压水解等方法进行无害化处理；含二氧化硫、

硫化氢、二氧化氮等酸性气体,一般可用氨水吸收。•药物合成中的氯化、氯磺化等反应过程中都伴有一定量的氯化氢尾气产生,回收利用并治理氯化氢尾气具有十分重要的意义。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-22氯化氢尾气吸收工艺流程图1-一级吸收塔;2-二

级吸收塔;3-液碱吸收塔;4-浓盐酸贮罐;5-稀盐酸循环泵;6-稀盐酸贮罐;7-液碱贮罐;8-液碱循环泵净化气体氯化氢尾气副产盐酸清水1234567810.4.3含有机废气的处理技术处理方法吸附法吸收法燃烧法生物法冷凝法1、冷凝法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者

：黄德春制作者：黄德春不凝性气体冷却水冷却水辅助燃料净化气体废气1234图10-23间接冷凝1-冷凝液贮罐；2-间壁冷凝器；3-风机；4燃烧净化炉不凝性气体冷却水辅助燃料净化气体废气13排水2410-24直接冷凝1-循环泵；2-混合冷凝器；3-燃烧净化炉；4-

水槽2、吸收法•选用适宜的吸收剂和吸收流程，通过吸收法除去废气中所含的有机污染物是处理含有机物废气的有效方法。吸收法在处理含有机污染物废气中的应用不如在处理含无机污染物废气中的应用广泛，其主要原因是适宜吸收剂的选择比较困难。•吸收法可用于处理有机污染物含量较低或沸点较低的废气

，并可回收获得一定量的有机化合物。•吸收法不宜处理有机污染物含量过低的废气。3、吸附法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-25间歇式吸附工艺1-吸附器；2-吸附剂净化气体废气21再生气体净化气体废气再生后气体再生后气体12图10-26半连续吸附工艺1-

吸附器；2-再生器4、燃烧法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春⚫燃烧法是在有氧的条件下，将废气加热到一定的温度，使其中的可燃污染物发生氧化燃烧或高温分解而转化为无害物质。⚫

当废气中的可燃污染物浓度较高或热值较高时，可将废气作为燃料直接通入焚烧炉中燃烧，燃烧产生的热量可予以回收。⚫当废气中的可燃污染物浓度较低或热值较低时，可利用辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到所要求的温度，使废气中的可燃有害物质进行高温分解而转化为无害物质。

配焰燃烧炉作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-27配焰燃烧炉1-配焰燃烧器；2-燃烧室辅助气体燃料净化气体废气12燃气配焰燃烧炉，其特点是辅助燃料在燃烧炉的断面上形成许多小火焰，废气

围绕小火焰进入燃烧室，并与小火焰充分接触进行高温分解反应燃烧需控制在800℃±的高温下进行。为了降低燃烧反应的温度，可采用催化燃烧法。催化燃烧法制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春图10-28催化燃烧法废气处理工艺流程1-预处理装

置;2-风机;3-预热器;4-混合器;5-催化燃烧反应器净化气体废气13452助燃空气辅助燃料5、生物法•生物法处理废气的原理是利用微生物的代谢作用，将废气中所含的污染物转化成低毒或无毒的物质。制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：黄德春制作者：

黄德春图10-29生物法处理废气的工艺流程1-增湿器;2-循环泵;3-调温装置;4-生物过滤器;5-风机净化气体废气134补充水废水(排放)补充水2510.5.废渣处理技术•药厂废渣是在制药过程中产生的固体、半固体或浆

状废物，是制药工业的主要污染源之一。一般地，药厂废渣的数量比废水、废气的少，污染也没有废水、废气的严重，但废渣的组成复杂，且大多含有高浓度的有机污染物，有些还是剧毒、易燃、易爆的物质。因此，必须对药厂

废渣进行适当的处理，以免造成环境污染。•防治废渣污染应遵循“减量化、资源化和无害化”的“三化”原则。10.5.1回收和综合利用•废渣在无害化处理前，尽量考虑回收和综合利用，回收有价值的资源。如由废钯-炭Cat制备氯化钯的过程：烘干过

滤甲酸还原滤液蒸干王水溶解焚烧灰化水浴蒸发离子交换水溶蒸发结晶废Cat盐酸氯化钯10.5.2废渣处理技术•1、化学法•利用废渣所含污染物的化学性质，通过化学反应将其转化为稳定、安全的物质。•2、焚烧法•是一种高温处理和深度

氧化的综合工艺，可同时实现减量化、无害化和资源化。有机物的化学除去率可达99.5％。•回转炉废渣焚烧装置工艺流程见图10-31.3、热解法•在无氧或缺氧的高温条件下，是废渣中的大分子有机物裂解为可燃的小分子燃料气体、油和固态碳等。其工艺流程见图10-32.

•4、填埋法•将一时无法利用、无特殊危害的废渣埋入土中，利用微生物的长期分解作用而使其中的有害物质降解。•此外还有生物法、湿式氧化法等废渣处理方法。10.6噪声控制技术•10.5.1吸声•将多孔性吸声材料衬贴或悬挂在厂房内，当声波射至吸声材料的表面时，可顺利进入其孔隙，

使孔隙中空气和材料细纤维产生振动，由于摩擦和粘性阻力，声能转化为热能而被消耗掉从而使噪声降低。•吸声措施降噪量<15dB，一般为4～10dB。10.5.2隔声•采用隔声材料或构件将噪声的传播途径隔断，

使其不能进入收声区域，从而起到降低受声区域噪声的作用。•材料的隔声能力可用透射系数τ表示。能，—射至隔声屏障的总声—；，—透过隔声屏障的声能—JJ1010EEEE=工程上常用隔声量TL表示材料的隔声能力。

—材料隔声量，—dBTLTL1lg10=10.5.3消声•为在进、排气口出装消声器控制气流噪声的常用措施。消声器抗性消声器阻抗复合型消声器阻性消声器10.5.4减震•避免刚性连接为减震消声的基本方法。•噪声防治中，往往多种控噪技术综合使用。风机的噪声防治示意图见图1

0-34。