製薬工場廃水処理設備

一、製薬廃水の概要

近年、医薬工業の急速な発展に伴い、製薬廃水はすでに深刻な汚染源の一つとなっており、製薬廃水は成分が複雑で、有機汚染物の種類が多く、濃度が高く、COD値とBOD値が高く、変動性が大きく、廃水のBOD/COD値の差が大きく、懸濁物とNH 3-N濃度が高く、色度が深く、難生物分解と毒性物質などの特徴を含み、処理が比較的難しい工業廃水の一つである。

二、製薬廃水源及び分類

製薬工業汚染物質排出基準体系は6つの分類基準、すなわち発酵類、化学合成類、抽出類、漢方薬類、生物工学類と混合製剤類から構成される。

1、発酵系製薬廃水は発酵、ろ過、抽出結晶、精製などの過程に由来する。この種類の廃水成分は複雑で、炭素窒素比が不調で、生化学性が比較的に悪く、大量の硫酸塩、薬物の効力価及び分解物などの生化学的抑制物を含有している。

化学合成系製薬廃水は、化学合成法を用いて医薬品と製薬中間体を製造する際に発生する廃水である。廃水の水質水量の変化が大きく、pHの変化が大きく、汚染物の種類が多く、成分が複雑で、生化学性が悪く、難分解物質と細菌抑制作用のある抗生物質を含み、毒性があり、色度が高い。

2、抽出系製薬廃水には、母液から薬物を抽出した後に残った廃棄濾液、廃棄母液及び溶媒回収残液などが含まれる。廃水成分は複雑で、水質水量の変化が大きく、pH変動範囲が大きい。

3、漢方薬類廃水は生産現場の洗泡蒸煮薬材、洗浄、製剤などの過程で発生する。この種類の廃水は有機汚染物の含有量が高く、成分が複雑で、沈殿が難しく、色度が高く、生化学性がよく、水質水量の変化が大きい。

4、生物工学系製薬廃水は動物臓器を原料として菌苗血漿と血清抗生物質及びインスリン胃酵素などを培養または抽出して発生する廃水である。廃水成分は複雑で、COD、SS含有量が高く、水質の変化が大きく、生分解が難しく、菌抑制作用のある抗生物質が存在する。

5、混合製剤類製薬廃水はボトル洗浄過程で発生した洗浄廃水、生産設備洗浄水と工場床洗浄水に由来する。この種類の廃水の水質は比較的簡単で、中低含有量有機廃水に属する。

三、製薬廃水の水質特徴

製薬廃水の水質特徴は主に以下の点がある：①排水点が多く、高、低濃度廃水が単独で排出され、洗浄分流に有利である、②高濃度廃水の間欠的排出には、大きな収集と調整装置が必要である、③汚染物質濃度が高い、④炭素窒素比が低く、廃水生物処理の負荷と効率の向上に不利である、⑤窒素含有量が高く、COD除去に影響する、⑥硫酸塩濃度は一般的に高く、廃水の嫌気処理に困難をもたらす、⑦廃水には微生物が分解しにくく、微生物を抑制する作用のある物質が含まれている、⑧水は一般的に色度が高い。

抗生物質廃水は色度が高く、多種の難分解及び生物毒性物質を含み、廃水中に残った抗生物質は環境に潜在的な影響を与える。漢方薬による廃水生産には多環芳香族炭化水素類物質が大量に含まれ、CODは最高8000～9000 mg/L、BODは最高2500～3000 mg/Lに達し、廃水の水質水量の変化が大きい。合成薬物の生産廃水成分は複雑で、有機汚染物の濃度が高く、かつ大量の有毒有害物質を含み、生物活性に対して比較的に大きい抑制作用があり、処理の難度が大きい。各種製剤の生産過程における洗浄水と洗浄廃水は、製薬過程における他の廃水に比べて、有毒有害有機物濃度が大幅に低下し、毒性が低く、処理が容易であり、他の生産廃水と一緒に処理することができる。

四、製薬廃水の危害

製薬廃水が処理されていないか、処理が基準を満たしていないまま環境に入ると、深刻な危害をもたらす。製薬廃水中の難分解性有機物の含有量は多く、多くは比較的強い毒性と「三致」作用を有し、これらの難分解性汚染物は水体に排出された後、長時間水体中に残留し、食物連鎖の蓄積、濃縮を通じて、最終的に人体に入って毒性を産生する。有機物の含有量が大きすぎて、生物酸化分解に消費される酸素の速度が復酸素速度を超えると、水体を酸素欠乏させ、それによって水体中の好気水生物を死亡させ、嫌気性微生物を消化させてメタン、硫化水素などの物質を発生させ、さらに水生生物を抑制し、水体を臭わせる。

五、製薬廃水処理技術

製薬廃水の処理の難点は、廃水中の一部の成分が微生物の成長を抑制し、廃水の生化学性をさらに低下させ、排水が排出基準を満たしていないことにある。そのため、生化学的性質を高めることは製薬廃水処理過程で直面する最も重要な問題である。現在、製薬廃水の処理方法は主に物理化学法、化学法と生物化学法及び組み合わせ処理技術がある。

1、物化法物理化学法は前処理手段として廃水の生化学性を高めることができ、深さ処理方法として水を基準に達して排出することもできる。主な物理化学処理法としては、凝集、吸着、ガス浮遊、イオン交換及び膜分離法などがある。

2、化学法化学法は廃水処理設備の伝統的な方法であり、現在酸化法、電解法及び高級酸化法などで比較的によく見られる。

3、生物化学法は製薬廃水処理過程において、単独で好気性或いは嫌気性生物処理法を採用することは往々にして予想される処理効果を達成できないため、多くの方法の組み合わせ処理技術を常用して排出基準を達成する。