制藥行業(yè)的蓬勃發(fā)展在為人們健康保駕護(hù)航的同時(shí)，也帶來(lái)了不容忽視的環(huán)境問(wèn)題，其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜、污染物濃度高且難降解，而鐵碳填料在制藥廢水處理方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，正逐漸成為解決這一難題的有力手段之一。

制藥廢水的特點(diǎn)及處理難點(diǎn)

制藥廢水包含來(lái)自原料藥生產(chǎn)、藥物制劑等多個(gè)環(huán)節(jié)所排放的廢水，其水質(zhì)水量變化大。廢水中含有大量的有機(jī)化合物，比如殘留的藥物活性成分、有機(jī)溶劑、中間體等，這些有機(jī)物往往具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生物毒性大、可生化性差等特點(diǎn)。此外，部分制藥廢水還含有高濃度的鹽分以及一些重金屬離子等。傳統(tǒng)的生物處理方法單獨(dú)面對(duì)此類廢水時(shí)，往往難以取得理想的處理效果，因?yàn)槲⑸锖苋菀资艿綇U水中有毒有害物質(zhì)的抑制，無(wú)法有效地對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解代謝，所以急需一種能夠提升廢水可生化性、降低污染物毒性的預(yù)處理手段，為后續(xù)生物處理等工藝創(chuàng)造良好條件。

鐵碳填料處理制藥廢水的原理

鐵碳填料是基于鐵碳微電解原理來(lái)發(fā)揮作用的。將鐵碳填料投入到制藥廢水中，在廢水作為電解質(zhì)的環(huán)境下，鐵和碳之間形成無(wú)數(shù)微小的原電池。其中鐵作為陽(yáng)極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，不斷失去電子變?yōu)閬嗚F離子進(jìn)入溶液，在此過(guò)程中釋放出的電子傳遞到作為陰極的碳表面。在陰極區(qū)域，溶液中的氫離子會(huì)得到電子生成新生態(tài)氫，新生態(tài)氫具有很強(qiáng)的還原性，能夠與廢水中的部分有機(jī)污染物發(fā)生還原反應(yīng)，將大分子的、難以降解的有機(jī)物還原為小分子、相對(duì)更易生物降解的物質(zhì)。

同時(shí)，生成的亞鐵離子在有氧存在的條件下會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為具有較強(qiáng)氧化性的鐵離子，鐵離子可以通過(guò)絮凝沉淀等作用去除廢水中的部分懸浮物以及一些膠體物質(zhì)，并且它還能與廢水中的某些有機(jī)物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，進(jìn)一步改變有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，使其更易于后續(xù)處理。另外，在微電解過(guò)程中產(chǎn)生的羥基自由基等活性物質(zhì)也會(huì)參與到對(duì)有機(jī)物的氧化分解中，破壞有機(jī)物的化學(xué)鍵，降低其穩(wěn)定性，提高制藥廢水的可生化性，減輕廢水中污染物的毒性。

鐵碳填料在制藥廢水處理中的具體應(yīng)用

預(yù)處理階段的應(yīng)用

在制藥廢水進(jìn)入生物處理單元之前，先采用鐵碳填料進(jìn)行預(yù)處理是十分關(guān)鍵的。將制藥廢水引入裝有鐵碳填料的反應(yīng)池中，通過(guò)調(diào)節(jié)合適的水力停留時(shí)間、進(jìn)水 pH 值等參數(shù)，使鐵碳微電解反應(yīng)充分進(jìn)行。經(jīng)過(guò)這一預(yù)處理過(guò)程，廢水中原本復(fù)雜的有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)得到有效破壞，可生化性指標(biāo)（如 BOD?/COD 值）得到顯著提升，原本對(duì)微生物有毒害作用的部分有機(jī)物被轉(zhuǎn)化或去除，為后續(xù)的活性污泥法、生物膜法等生物處理工藝的順利開展奠定了良好基礎(chǔ)。例如，對(duì)于含有抗生素類藥物殘留的制藥廢水，經(jīng)過(guò)鐵碳填料預(yù)處理后，廢水中抗生素的活性明顯降低，后續(xù)生物處理系統(tǒng)中的微生物能夠正常生長(zhǎng)繁殖并對(duì)污染物進(jìn)行分解代謝。

與其他工藝的聯(lián)合應(yīng)用

鐵碳填料并非孤立地應(yīng)用于制藥廢水處理，更多時(shí)候是與其他處理工藝聯(lián)合發(fā)揮作用。比如，在經(jīng)過(guò)鐵碳填料微電解預(yù)處理后，緊接著采用芬頓氧化工藝，利用鐵碳填料反應(yīng)生成的亞鐵離子與外加的過(guò)氧化氫反應(yīng)產(chǎn)生更多的羥基自由基，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)制藥廢水中剩余難降解有機(jī)物的氧化分解效果。然后再將廢水引入生物處理單元，經(jīng)過(guò)厭氧、好氧等生物處理環(huán)節(jié)，*終實(shí)現(xiàn)對(duì)制藥廢水的高效處理，使其出水水質(zhì)達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

此外，還可以將鐵碳填料與混凝沉淀工藝結(jié)合，鐵碳填料微電解過(guò)程中產(chǎn)生的鐵離子本身就具備一定的混凝作用，再適當(dāng)投加一些助凝劑，能夠更好地去除廢水中的懸浮物、膠體以及部分通過(guò)微電解反應(yīng)后形成的沉淀物質(zhì)，進(jìn)一步凈化制藥廢水，提高整個(gè)處理流程的處理效率和出水水質(zhì)。

鐵碳填料應(yīng)用于制藥廢水處理的優(yōu)勢(shì)

高效提升可生化性

它能夠針對(duì)制藥廢水中復(fù)雜且難降解的有機(jī)物進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)破壞和轉(zhuǎn)化，將原本難以被微生物利用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，使得后續(xù)生物處理工藝能夠充分發(fā)揮作用，大大提高了整個(gè)制藥廢水處理系統(tǒng)的處理效果。

成本相對(duì)較低

相較于一些高端的膜處理技術(shù)或者深度氧化技術(shù)等，鐵碳填料的材料成本和運(yùn)行成本都相對(duì)較為低廉。其填料本身價(jià)格適中，而且在反應(yīng)過(guò)程中不需要消耗大量的能源和昂貴的化學(xué)藥劑，從長(zhǎng)期運(yùn)行來(lái)看，在經(jīng)濟(jì)上具有一定的可行性，適合眾多制藥企業(yè)在廢水處理方面的應(yīng)用需求。

操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)

鐵碳填料的應(yīng)用在操作方面相對(duì)簡(jiǎn)單，只需按照一定的工藝要求將其投入反應(yīng)裝置中，調(diào)節(jié)好基本的反應(yīng)參數(shù)即可正常運(yùn)行。同時(shí)，它對(duì)于不同類型、不同污染物濃度的制藥廢水都有一定的適應(yīng)性，能夠在較為寬泛的水質(zhì)條件下發(fā)揮作用，無(wú)論是化學(xué)合成藥廢水還是生物制藥廢水等，都可以嘗試采用鐵碳填料進(jìn)行處理優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

鐵碳填料在制藥廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用有著重要意義，它為解決制藥廢水這一棘手的環(huán)境難題提供了有效的途徑。隨著對(duì)鐵碳填料性能研究的不斷深入以及其與其他工藝聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)的持續(xù)完善，相信鐵碳填料將在制藥廢水處理中發(fā)揮更大的作用，助力制藥行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)發(fā)展，更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。