化学制药工艺技术范例(3篇)

daniel 0 2024-07-08

化学制药工艺技术范文

[关键词]传统炮制;技术流派;特点;发展

中药炮制是在中医理论的指导下,按中医用药要求将中药材加工成中药饮片的方法和技术,也是传统制药技术的集中体现和核心,“饮片入药,生熟异治”更是中药的鲜明特色和一大优势。我国对于传统炮制技术的传承和发展日益重视,本文针对传统炮制的发展背景、技术流派、现代研究进行分析,以期为更好地弘扬发展传统炮制流派奠定基础。

1传统炮制技术文化发展背景

在原始社会时期,由于生产力低下,人类依靠采食植物和渔猎维持生活。在寻找食物的过程中,人们有时误食某些有害的植物和动物,以致发生呕吐、泄泻、昏迷,甚至死亡,有时也因吃了某些食物之后使自己疾病减轻或消失,通过漫长岁月的反复实践,这种感性经验过渡到理性认识形成了最初的药物知识。随着医药技术的进步,为了更好的发挥药效作用,人们又将一些天然药物进行一定的采集加工。同时为了服用方便,还将药物进行清洗、擘成小块或剉、捣为粗末等简单加工,这些简单加工经过积累和发展,就成了早期中药饮片炮制的“洗净法”、“切法”、“捣法”等。这便是中药炮制的萌芽[1]。

《礼纬·含文嘉》明确指出:“燧人氏钻木取火,炮生为熟,令人无腹疾,有异于禽兽。”中药炮制古称“炮炙”,就是指用火加工处理药材的方法。火的应用为早期中药采用高温处理的“炮炙法”、“药炒法”的出现创造了基本条件[2]。“炮”、“炙”均源于食物加工,中药炮制的源头就在于食物的炮生为熟。与此同时,辅料逐渐成为炮制中必不可少的因素,其中,起源于旧石器时代的酒的发明与应用丰富了中药炮制的方法和内涵,人们直接用酒来医病,或用作制药的溶剂制成“药酒”对抗疾病,从而产生了辅料制法,充实了药物炮制的内容。此外,人类在长期利用火的过程中,对土壤的可塑性也有了逐步的认识,为陶器的发明准备了条件。在我国仰韶文化时期(公元前5000年左右),就有了砂锅、陶罐等烹饪器和储存器,为早期中药炮制的蒸制法、煮制法、煅制法(陶制煅药罐)以及存放中药汤剂等创造了必要的工具条件。

2传统炮制技术流派分类与特色

中药材加工、炮制具有十分悠久的历史。早在先秦时代的《五十二病方》中,就出现了大量炮制中药的内容。在中药炮制技术领域,由于全国各地药材的自然资源、用药习惯、生活习俗、文化传统、方言语音不同,而使各地的炮制加工各具有鲜明的特色,同时各地云集的大批知名的中医师和药工,也在中药材加工、炮制方面荟萃了各自的传统技艺,在“浸、泡、锻、煨、炒、制、蒸、煮”等方面,因药制宜,技艺独特,制作精细,注重药效,从而形成了不同的炮制技术帮派。根据区域位置的不同,全国主流的炮制流派大致可以归纳为4个:即江西的樟帮、建昌帮,北京的京帮以及四川的川帮。

2.1樟帮炮制技术流派樟帮发源于我国江西省樟树市,有1800多年的历史。樟树药商与新余、新干、峡江、丰城4县药商结成我国药业界名声大噪的“樟树药帮”。樟帮中药炮制,不论炒、浸、泡、制或烘、晒、切、藏均十分考究,独树一帜,使樟树成为南北药材集散和炮制中心,并逐渐积淀起特有的樟帮文化。樟树药帮的先贤通过千百年的努力,形成了樟树药俗,包括药材交易风俗、中药炮制技术风俗、药膳、药业信仰等,尤其在中药材加工炮制技术方面独具一格,具有鲜明的地方特色,樟树现已成为海内外药界同仁认可的中国药都[3]。

樟帮的中药加工炮制,选购道地药材,并应用独特的传统方法,使中药饮片的医用疗效较高,被御医选为皇宫用药,为古今医家推崇。“樟帮”的中药炮制,提倡“制虽繁,不惜工”,一丝不苟,其精湛工艺切制的中药饮片因“薄如纸、吹得起、断面齐、造型美”而久负盛名,这都归功于樟帮的“刀”功。樟帮的刀具以铡刀、片刀、刮刀为主,尤其是片刀、铡刀面小口薄,轻便锋利,被称为“樟刀”,“樟刀”有着“老君炉中纯火青,炼就樟刀叶片轻,锋利好比鸳鸯剑,飞动如飞饮片精”的赞誉[4]。如可将1寸长的白芍切成360片,片片薄如蝉绢,临风欲扬,被药界同行誉为“鬼斧神工、不类凡品”,“槟榔不见边,白芍飞上天”是樟帮药材切制中让当今世人眼前为之一亮的绝活。

樟帮独特的炮制技术也闻名遐迩,如中洲枳壳在李时珍的《本草纲目》和现代《中药大辞典》中均有记载。其特殊发酵工艺炮制的枳壳皮青、肉厚、色白、香味浓、果囊小、呈风眼状、质量好、疗效高,而成为枳壳中之上品。其他经过精细加工与包装后的地产中药材也都因其加工方法独特、疗效显著而大受欢迎,产品畅销全国,并出口欧美等国;在降低饮片毒副作用方面,樟帮也有独特的炮制技艺,如樟帮尿制钱子(制伏水)、临江片(樟树古称临江,即将附子以姜做辅料,采用特殊蒸制法炮制)等,经炮制后毒性降低的同时提高饮片疗效,确保了高效低毒饮片的临床应用。“樟帮”以信誉为重,讲究“公平交易、远近无欺;如有瞒秤、吃价,永世不昌”。解放后,樟树药业加进新内容,以技术创新和设备改进为重要手段,将传统“樟帮”加工技术与现代科技结合起来,继续谱写“药不到樟树不灵,药不到樟树不齐”的辉煌。

2.2建昌帮炮制技术流派建昌帮发源于江西建昌府,即现今江西省南城县,是我国南方的一个古药帮,以擅长传统加工炮制,药材集散交易著称。“建昌帮”的传统炮制风格是工具辅料独特,工艺取法烹饪,讲究形色气味,毒性低疗效高[5]。

在工具方面,刀刨齐全,特色工具多。切药刀与众不同,把长,面大,线直,刃深,吃硬,省力,可一刀多用。切片斜、薄、大、光。由于樟、建两帮工具有所不同,旧时药界有“见刀认帮”之说。其创制的“雷公刨”相传发明已久,沿用至今。不仅效力高且刨的药片以纵片为多,均匀美观。其他铜铁木陶等各种材质的特种工具,如枳壳榨、槟榔榉、香附铲、泽泻笼、茯苓刀、附子筛、麦芽篓、药坛、圆木甑、猪肝色刀石等,均古朴简便,各得其所,运用有别。

在辅料方面,有选料独特、遵古道地、制备考究、一物多用的特点。其中尤以谷糠作为辅料最具特色,如有谷糠煨、煅制药材,蜜糠炒制多种药材,同时谷糠还用于净选、润制、吸湿、密封养护等,使“南糠北麸”成为南北药帮炮制流派的一个显著区别。其他辅料,如白矾、朴硝、童便、米泔水、硫磺、砂子等的运用也各有特色。

在炮制工艺方面,因“药食同源”,工艺多取法烹饪技术。严守净选、切制、炮制三关质量,做到“炮制虽繁,必不得省工夫;辅料虽贵,必不得短斤两”、“谨伺水火不失其度,炮炙精细逞其巧妙”。水制注意区分四季水性,润制药材“看水头”,有“冬水善,夏水恶”、“不明水性,就不懂水制”、“久洗无药味,久泡无药气,少泡多润莫伤水,无气无味卖药渣”等水制法的传统经验。火制和水火共制与烹调技术相通。“建昌帮”熟谙文武火候的运用,长于武火急速快炒,使饮片色艳,气香;多用文火煨、制,使饮片纯真味厚;精于各种去毒工艺,使饮片毒低效高。如煨附片、姜半夏、明天麻、贺茯苓、炆熟地、山药片等。经老药工世代口传身授,“建昌帮”别具风格的传统炮制法才流传至今。其精湛的炮制技术,优质高效的传统中药饮片,博得了民众的高度信赖。

2.3京帮炮制技术流派京帮发源于我国北京,是以北京同仁堂为代表的传统炮制帮派,其中代表性饮片包括“百药煎”和“七制香附”等。京帮炮制的特点主要体现在炮制方法和辅料特色上。

在炮制方法方面,京帮饮片的姜制法除了姜煮制、姜炒制外,还有姜腌制。姜腌制常用的药材有半夏、天南星和白附子等,通过姜腌制能够较好地降低药材毒性;盐制法除了盐水炒,还有盐粒炒,即用大青盐粒拌炒药物,也被认为是“烫”的方法之一,适用于质地坚实并入肾经的饮片,如怀牛膝等。

在炮制辅料方面,京帮善用辅料豆腐,强调用乌豆制作豆腐,因为乌豆汤可以解毒,所以认为由乌豆制作的豆腐能更好地降低药物毒性,如以豆腐制附子等;另外米汤的应用方法独特,专门采用米汤煨制葛根,意即通过煨制更好地降低药物燥性。此外,京帮还专门总结了药制法的炮制工艺,即用药用液体辅料炮制药物,其中常用的药制辅料包括甘草水煎液、明矾水溶液和黄连水煎液等,通过这些辅料与被炮制药物的有毒成分互相结合,达到降低或消除毒副作用的目的。

京帮在蒸制时多采用铜炖罐,认为这种加热工具传热快并且具有良好的金属稳定性,根据蒸制药物不同可分为单味药物罐蒸和多味药物罐蒸。北京同仁堂使用铜炖罐酒蒸制的中药品种包括全鹿丸、参茸卫生丸、乌鸡白凤丸、救苦金丹和安坤赞育丸等,这些成药中的部分药物被强调必须经过酒蒸制方能入药。

2.4川帮炮制技术流派川帮发源于我国四川省,以同仁堂、庚鼎药房、精益堂为代表,以“九制大黄”、“九转南星”、“仙半夏”等特色炮制品种闻名。

川帮的中医药发展具有悠久的传统,在20世纪50年代以前,成都尚有大小药房近百家,它们基本上都采用“前店后坊”的经营模式,从事中医治病和药材炮制,即临街的店堂作为医生坐堂应诊、饮片配方的地方,而店堂后面则是加工炮制饮片的作坊。

尽管成都的中药炮制技术具有良好的传统和基础,但是由于中医传承的固有规律,比如药物炮制的火候(相当于现在的技术标准和质量标准),大多是靠师徒间的口传心授,其经验性、主观判断性的因素较强。因此,随着实践经验丰富的老药工的逐渐谢世,一批中药炮制技术也面临着消亡或变异的危险,如成都中药炮制技术中的“九制大黄”、“九转南星”、“仙半夏”等,亟需进一步继承和发扬。

3各流派炮制技术的现代研究

中药炮制是一门古老的制药技术,许多炮制工艺经过祖先世代口口相承,或者老药工们根据多年积累的经验,将传统的炮制技艺和炮制理论编成歌诀而代代相传,对传统中药炮制技术的传播和推广起到了一定作用;与此同时,围绕中药炮制理论、炮制工艺、炮制品标准、历史沿革及其发展方向所进行研究的中药炮制学科又是一门年轻的学科,需要通过科学研究,不断地应用科学数据来解读古老制药技术的内涵。为了进一步统一传统炮制技术传承与现代中药炮制发展的步伐,越来越多的科学研究将目光聚焦于传统流派技术的现代化研究中,机械炮制与传统手工加工的交叉并行,现代工艺技术与传统方法的有机融合,传统炮制理论与现代科学内涵的相辅相成,使许多学者在传统炮制理论、炮制工艺和技术标准研究领域取得了一定成就,逐渐使具有传统炮制地域特色的流派炮制工艺进一步揭开神秘的面纱,为传统流派工艺的现代传承和发展奠定了坚实的基础。

3.1理论类研究对于樟帮炮制流派,有学者[6]就其火制中的炒法进行了理论总结,按樟帮的特点将炒法进行了分类,分为不加辅料炒制和加辅料炒制两大类,归纳出不加辅料炒中包括了微炒、小炒、炒黄、炒爆、炒焦和炒炭6类,而加辅料炒则归纳了液体和固体辅料炒,并且强调辅料的专属性,如酒用糯米酒,醋应用新年米醋,蜜使用橙花蜜,米用糙米,土用灶心土等,各有其法,用料讲究,并对特殊辅料炮制的饮片进行阐述,如山羊血制藤黄、鳖血制柴胡、猪心血炒枣仁、甘草皂角汁制草乌等,在总结传统炒制理论和目的的同时,部分研究引入现代试验数据,对传统炒制方法的原理进行阐释,为传统理论的进一步传承和发扬提供依据。

对于建昌帮炮制流派,梅开丰等[7]对建昌帮饮片炮制风格进行简要介绍,系统整理了建昌帮炮制经验,围绕其工具特色和片形特色进行归纳总结,介绍了建昌帮切药刀和雷公刨的特点和适应药物,并对刀工的4种方法,包括拈个、斜捉、直握和手托等进行介绍,阐释了“刀刨八法”的内容,同时对建昌帮饮片以薄为主、厚包适中、厚而得当、片形相仿、清爽整洁及软化得当的特点研究了归纳整理,为传承建昌帮传统炮制理论提供示范并奠定基础。

对于京帮炮制流派,有学者[8]针对北京同仁堂为代表的京帮流派特色中药产品“百药煎”、“七制香附”的加工炮制方法与操作要领进行研究,认为百药煎中以五倍子经发酵后的水解产物没食子酸为重要原料,配以绿茶、桔梗、甘草等药物共同炮制而来,具有较好的保肝解毒、止血收敛和升阳举陷作用,而香附经过7种混合辅料炮制后,既提高了其疏肝解郁、调经止痛之功,又能增强通络行经、除痞行滞之效,对京帮特色炮制技术、品种和理论进行了系统整理总结。

3.2工艺类研究相对其他炮制流派,樟帮和建昌帮在工艺方面的现代科学研究居多。如江西樟帮炮制方法加工的白芍饮片,其着色独特,薄如纸,药效显著,名扬四海,素有“白芍飞上天”的说法,而目前有关白芍改良炮制法包括了酒炒法和煨法等,也有研究[9]引入了综合指标隶属度的概念,将不同考察指标转变成具体数据,综合优选白芍饮片炮制的最佳工艺参数。还有学者[10]以柚皮苷、新橙皮苷含量等作为为考察指标,采用L16(4)5正交试验比较不同因素对樟帮枳壳的影响,对其是否去瓤,浸润时间,压扁上架后温度和适度环境,发酵时间,以及麦麸用量,麸炒时间和温度等因素进行考察,优选樟帮法炮制枳壳的最佳工艺。还有研究[11]以小鼠凝血时间,炭药吸附力和色泽度为评价指标,对炮制工艺影响因素进行正交试验,研究了建昌帮特色炒焦栀子的炮制工艺参数等。对于樟帮、建昌帮的工艺研究,都强调以现代数理统计分析方法,选择多指标综合加权优选,获得最佳可信的量化技术参数。传统工艺的现代研究为各流流炮制技术的规范化和特色饮片质量的稳定可控奠定了基础。

3.3成分类研究现代学者对樟帮和建昌帮特色的炮制品种进行了横向比较研究,同时与药典主流炮制品种进行比较,以期发现其特色优势,更好地进行传承和发展。如有研究[12]采用反相高效液相色谱法,对樟帮炮制品与其他方法炮制品中芍药苷和芍药内酯的含量进行测定,以此探讨白芍樟帮方法与其他炮制方法对芍药苷和芍药内醋苷含量的影响,结果发现,樟帮炮制品与药典品种和其他炮制方法比较,其所含的芍药内酯苷和芍药苷含量均高于炮制品的平均值,樟帮炮制方法与炒焦法比较有统计学差异等,认为炒焦后可能使其中成分被破坏或分解,导致指标成分含量降低,而樟帮则能较好地保持有效成分的含量,从而发挥药效。还如有研究[13]采用直接滴定法比较了建昌帮与樟树帮、中国药典法炮制的熟地黄中还原糖的含量差异,结果发现,建昌帮炮制的熟地黄中还原糖含量高于其他2种方法,为发展建昌帮炮制方法提供一定的试验依据;龚千峰等[14]采用TLC和HPLC对比研究了附子樟帮法炮制前后的化学成分变化,以期为有效的评价樟帮法这一古老的附子炮制方法提供科学依据等。谌瑞林等[15]就枳壳的建昌帮、樟帮的2种炮制方法与药典记载的炮制方法在柚皮苷等方面进行了比较,结果发现枳壳建昌蜜麸炒枳壳和樟帮麸炒枳壳挥发油含量与药典法比较无显著性差异,认为麸炒后使果皮组织变得疏松,油室破裂,增加了挥发油、黄酮的溶出率,从而提高有效成分溶出率,增强枳壳行气消胀作用,为江西枳壳炮制方法工艺的规范化、质量标准的制定提供依据。

4小结

中药炮制是确保中医药质量的根本保证,有效继承和发扬主流的民间传统炮制流派技艺,将对我国中医药的发展产生积极影响。

作为中医药传统炮制的传承人,肩负着让中医药传统文化和技艺代代相传、不断延续、不断创新应用的重任。随着我国社会经济和科技的发展,传统炮制技术流派面临新的发展机遇和挑战。为进一步加快我国传统中医药现代化的进程,有必要在传承这些传统中药炮制技术的特色、优势的同时,再努力挖掘、发展各药帮的文化精髓,并且借鉴现代科学技术,将传统工艺与现代科学技术相结合,充分利用当地药材资源,使资源优势与饮片生产相结合,以产业化、科学化、规范化为发展方向,整理规范传统炮制技艺,使传统炮制技术流派在新时代跨入一个新的发展阶段,进而达到宏扬和传承中华民族优秀文化的目的。

[参考文献]

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[7]梅开丰.建昌帮饮片炮制风格简介[J].中药通报,1988,13(5):26.

[8]冯守文.京帮炮制拾遗2则[J].光明中医,2010,25(5):883.

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[13]王小平,王进,陈建章.建昌帮与樟树帮、中国药典法炮制的熟地黄中还原糖含量比较[J].时珍国医国药,2010,21(1):90.

[14]龚千峰,张钰祺,易炳学,等.附子“樟帮”法炮制前后TLC和HPLC的研究[J].江西中医学院学报,2011,23(1):46.

[15]谌瑞林,杨武亮,龚千峰.枳壳不同炮制品中柚皮苷的含量比较研究[J].江西中医学院学报,2004,16(6):43.

Analysisoffeatureanddevelopmentoftraditionalprocessingbranches

ZHONGLing-yun*,GONGQian-feng,YANGMing,PANLei

(PharmacySchoolofJiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Nanchang330004,China)

[Abstract]ProcessingofChinesemateriamedicaisoneoftheimportantpartoftraditionalChinesemedicine(TCM).DrugsinsmallpiecesorslicesarespecialforChinaandthewholeworld.ProcessingtechnicofChinsesmateriamedicaexistedforthousandsofyearsandpresentedtheessenceofTCM.Thepurposeofanalyzingthefeatureanddevelopmentoftraditionalprocessingculturebrancheswastomakeabetterunderstandingoftraditionalprocessingtechnic,andfurtherthedevelopmentofspecialprocessingculturebranches.

化学制药工艺技术范文篇2

关键字:制药废水;种类;处理技术

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:

制药生产过程产生的有机废水是公认的严重环境污染源之一。我国制药工业在生产过程中存在着原材料投入量大但产出比小、污染比较突出的问题。制药工业已被国家环保规划列入重点治理的12个行业之一。制药工业产生的废水则成为环境监测治理的重中之重。

1、制药废水的种类及特点

我国的药物体系总体上可分为抗生素类、化学合成类、中成药类三大类,相应的制药工业废水也可分为抗生素类生产废水、化学合成类生产废水、中成药类生产废水[1]。

1.1抗生素类生产废水

抗生素生产的药物的提取、精制、溶剂的回收及设备、地面冲洗等过程都会产水高浓度有机废水。高浓度废水间歇排放,酸碱性及温度变化较大,因此水质、水量波动比较大。CODcr含量高,主要为发酵残余基质及营养物、溶剂提取过程的萃取余液。废水成分复杂,碳氮营养比例失调(氮源过剩),硫酸盐、悬浮物含量高,含有难降解物质,抑菌作用的抗生素并且有毒性等,影响生化处理效果。若高、低浓度废水单独排放,有利于清污分流,分类处理。

1.2化学合成类生产废水

化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或中间体的过程,包括纯化学合成制药和半合成制药。与抗生素制药废水相比,化学制药废水的产生量小,并且污染物明确,种类也相对较少。

这类废水中残余的反应物、生成物、溶剂、催化剂等浓度高,COD浓度值可高达几十万毫克每升;合成反应的副产物无机盐往往残余到母液中;pH值变化大,导致酸水或碱水排放,中和反应的酸碱耗量大;一些原料或产物如酚类化合物、苯胺类化合物、重金属、苯系物、卤代烃溶剂等具有生物毒性,甚至对微生物有抑制作用。

1.3中成药类生产废水

中药生产是以天然要用植物为原料,经过洗药、破碎、煎煮、精制等工艺,废水中含有大量的有机物,主要为糖类、纤维素、蛋白质、木质素、淀粉、有机酸、生物碱等,还有一些泥沙、植物类悬浮物及无机盐的微细颗粒等。

中成药类制药废水水质成分复杂,带有颜色和气味;间歇排放,水质、水量波动较大;废水中SS浓度高,主要是动植物的碎片、微颗粒及胶体;废水中COD浓度高,如提取类制药为200-40000mg/L,有些浓渣水甚至更高;提取类制药废水BOD/COD值约在0.3,中成药类制药废水约在0.5,故经过预处理或前处理后一般适宜进行生物处理。

2、制药废水的来源

制药废水大致可分为生产过程排水、辅助过程排水和冲洗水及其它。

①生产过程排水,最主要的一类废水,包括废滤液、废母液、其他母液、精制纯化过程的溶剂回收残液等。该类废水最显著的特点是浓度高、酸碱性及温度变化大、含有药物残留。虽然水量未必很大,但是污染物含量高,在全部废水中的CODcr比例高、处理难度大。

②辅助过程排水,包括工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水、系统排污、水环真空设备排水、去离子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。此类废水污染物浓度低,但水量大且季节性强、企业间差异大,一些水环真空设备排水含有溶剂、CODcr含量高。

③冲洗水及其它,包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱(罐)冲洗水、地面冲洗水等。其中,过滤设备冲洗水污染物浓度也相当高,废水中主要是悬浮物;树脂柱冲洗水水量比较大,初期冲洗水污染物浓度高,并且酸碱性变化较大,也是一类主要废水[2]。

制药废水的处理技术

制药工业废水成分复杂,有机污染物种类多、浓度高。COD值和BOD值高且波动性大,废水的BOD5/COD值差异较大,NH3-N浓度高,毒性大,固体悬浮物浓度高等特点。目前,制药工业废水常用的处理方法大多为:物化法、生物法等处理工艺。

3.1物化处理法

物化法是通过物理和化学的综合作用使废水得到净化,例如混凝沉淀法、高级氧化法、吸附、气浮和膜分离法等。它们不仅可作为制药工业废水的单独处理工序,为生物处理工序的预处理或后处理工序。

3.1.1絮凝沉淀法

在制药工业废水处理中常用的混凝剂有:聚合硫酸铁、氯化铁、亚铁盐、聚合氯化硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)等,见表1。

表1制药工业废水处理常用的凝聚剂[3]

3.1.2高级氧化法AOPs

高级氧化技术(AOPs)是运用氧化剂、光照、电、催化剂生成的活性极强的自由基(如·OH等)来降解有机污染物的技术。它可使难降解有机污染物发生开环、断键、加成、取代、电转移等反应。使难降解的大分子有机物转变为易降解的小分子物质或者直接降解为CO2和H2O,并且无剩余污泥和浓缩物生成。主要有化学氧化、电化学氧化、光催化氧化、超声氧化以及联用等。具有氧化能力强、选择性小、反应速度快、处理效率高等特点[4-5]。许多研究者开始尝试采用高级氧化技术处理高浓度难降解有机制药废水,并且部分已应用于工程实践当中,并取得良好的处理效果。

表2高级氧化制药废水处理的情况[6-10]

高级氧化技术作为一项新兴的水处理技术,具有污染物降解中具有高效性、普适性和氧化降解的彻底性等优点,但其也存在不足,如运转费用过高、氧化剂消耗量大等。实现高级氧化技术的产业化、工业化仍有许多问题需要解决。将多种高级氧化技术结合或者将高级氧化技术与其它工艺技术组合共同处理难降解有机制药废水,在降低运行成本的前提下,可以达到更好的效果;通过进一步研究其反应机理以及中间产物,以便更好的控制其影响因素,研究其去除效率提高的途径。

3.1.3吸附

吸附处理法是利用吸附剂(多孔性固体)吸附去除或吸附并回收废水中的某种或多种污染物,从而使废水得到净化的方法。

常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、大孔吸附树脂等。炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等虽为廉价吸附剂,但它们的吸收容量小,效率低。

在制药废水预处理中应用吸附法可取得经济、实用的效果。潘涛[11]利用活性炭具有丰富的微孔结构和表面增水性,采用混凝-吸附组合法对制药废水进行了处理试验。实验表明,CODcr去除率最高可达到95.5%,颗粒状活性炭的吸附效果好于粉末状活性炭。

3.1.4气浮

气浮法也称浮选法,是在废水中通入大量微细气泡,使其粘附废水中的污染物,造成因粘合体密度小于水、上浮到水面而实现固-液或液-液分离的废水净化过程。气浮通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等几种类型。利用气浮与水解酸化、接触氧化组合工艺处理植物提取中成药生产废水[12],工程实践证明,在处理水量为550m3/d,进水COD、BOD5、SS质量浓度分别为1894、768、1231mg/L,色度为500倍时,经此工艺处理后,上述指标去除率分别为97.1O%、98.44%、98.78%和98.00%。

3.1.5膜分离法

膜分离是个物理过程,有过滤和浓缩的作用,能处理高浓度、生化性差或传统方法难以处理的制药废水,且COD的高低对处理效果影响不大。膜分离法具有设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源等优点,但还存在膜组件价格高与膜污染等问题。采用MBR工艺技术处理某制药废水,可使水水质达到C0D≤200mg/L、BOD5≤100mg/L、NH3-N≤20mg/L、SS≤20mg/L、pH6~9[13]。出水水质要求达到国家排放标准DB21/1627-2008《辽宁省污水综合排放标准》中排人城镇收集管网的排放标准。

物化处理法可以与其它处理方法联用,作为它们的预处理方法,通过降低悬浮物和减少生物抑制物质,为废水的后续处理提供有利条件。

3.2生物处理技术

生物处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术。而且与物化法相比,其运转费用较低,污泥的沉降与脱水性能较好,有利于污泥处置。

实践经验表明,采用生物处理技术消除有机污染物是最为经济的方式,因此针对制药废水中的主要污染物为有机物的特点,各类生物处理技术和工艺成为研发和推广应用的重点,大体可分为好氧生物处理技术、厌氧生物处理技术和厌氧-好氧等组合方法。

表3制药废水的生物处理法[14]

3.2.1好氧生物处理技术

由于制药废水大多是高浓度有机废水,进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释,因此动力消耗大,且废水可生化性较差,很难直接生化处理后达标排放,所以单独使用好氧处理的不多,一般需进行预处理。

好氧生物处理技术就是在有氧条件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物)的作用对污染物进行处理的技术。在好氧条件下,有机物最终被转化为水和二氧化碳等,部分有机物被微生物同化合成新的细胞物质。普通活性污泥法、深井曝气法、SBR法、接触氧化法等都属于好氧处理工艺。

伊学农[15]利用水解酸化-生物接触氧化工艺处理制药废水,进水COD为500mg/L,出水小于100mg/L,达到上海市污水综合排放标准(DB31/199-1997)二级标准。

王明建[16]采用水解酸化+生物接触氧化工艺处理中药制药废水。通过水解酸化可提高废水的可生化性,便于进一步降解有机污染物;生物氧化法具有适应性强、氧利用率高、产生污泥量较少等特点;进水COD为600-900mg/L,出水小于100mg/L。出水达到《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB21906-2008)的要求。

3.2.2厌氧生物处理技术

利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物,进而转化为甲烷、二氧化碳。常用的厌氧生物法包括复合式厌氧反应器、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器等。考虑到直接采用好氧方法进行处理达不到好的效果,通过引入厌氧生物处理技术,可大大地降低了在废水处理方面工艺及技术难度,同时也减少了后续处理单元的费用,对生物制药废水的生物处理起到了极大的推动作用。李宁等[17]采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理抗生素制药废水。进水COD为9300mg/L、容积负荷为9.3kg/(m3·d)时,COD去除率仍在80%以上;在COD:(SO2-4)=6,进水(SO2-4)为1500mg/L以下时,COD去除率一直保持在80%以上,SO2-4去除率始终在23%以下。SO2-4的存在对产甲烷菌影响不大,UASB反应器运行稳定。

3.2.3厌氧-好氧组合工艺

厌氧-好氧组合工艺是将两种工艺组合串联起来,是现今处理包括制药废水在内的高浓度有机废水的主流工艺。厌氧工艺能够承受更高的进水有机物浓度和负荷,能降低运行耗能,好氧处理工艺可以更彻底地降解废水中的有机物,但高浓度有机废水直接进行好氧处理时,需要对原废水进行高倍数的稀释,同时消耗大量能源。

厌氧-好氧组合工艺在制药废水等高浓度有机废水治理中有着广泛的应用。对于悬浮物较多的发酵和中药废水在生化处理前,需要进行适当的物化预处理,如混凝沉淀或气浮等。

李亚峰[18]采用预处理-UASB-A/O工艺处理高浓度制药废水,废水主要含有丙酮、硝基苯磺酸钠、甲苯、三乙胺等有毒有害物质。工程处理水量为600m3/d,运行结果表明,当进水COD和BOD分别为4600mg/L和3300mg/L,出水COD和BOD5分别为115mg/L和2Omg/L,去除率分别为97.5和99.4,达到了《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)。

展望

制药废水是一类成分复杂、生物毒性高、含难降解物质的有机废水,多采用物化处理作为预处理,厌氧、好氧多种工艺联合处理作为后续处理的方法,但是目前厌氧、好氧处理的单元操作较多,仍需开发高效率低能耗的复合设备。当然,制药废水的根本治理还在于推行绿色化生产工艺和清洁化生产管理,力求实施生产工艺的闭路循环。

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化学制药工艺技术范文

关键词制药废水;处理技术;工艺流程;应用研究;改善措施

中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2013)17-0099-02

现代的制药企业大多数都是采用化学合成的方法来药粒成型的,因此在这个过程中会涉及的许多有害的化学原料,会随工业排水而被排出,最终会对周围的环境造成一系列的影响,给人类的生存环境带来了巨大的危害。另一方面,由于许多的制药企业会受到废水处理技术、条件以及企业经济效益等其它因素的限制,使得制药企业在废水处理这方面没能很好的做到位。面对这种现状,一些废水处理专家对污水处理技术的应用进行了深入的研究,综合考虑到国内目前制药行业废水处理现状,并结合一些有关的实验研究和工程案例,制定出采用物理处理、化学处理、生物处理以及其它方法的处理工艺,从而扩大了废水的处理范围和质量,大大减少了废水污染环境的这一重大问题,促使新的制药污水处理系统得到了更好的完善。

1目前我国制药企业污水处理技术应用研究的发展状况

目前国内制药废水的成分非常的复杂,种类和毒性也是比较的多样,这就给制药企业在处理过程中不容易进行有效的回收,而且整个过程也十分的繁杂,这一也使得我国制药企业污水处理技术应用研究的发展出现了滞后,但是由于国家对此的重视力度加大,使得它逐渐向着以下方向快速改变。

1)对废水中的无机成分进行合理的回收,例如有人采用石灰—氯化钙复合处理技术对一些咪醛类水解后的废水进行初步的处理,就会使废水中的磷元素大大降低,而且还会是PH的值维持在8左右,通过这种化学沉淀的方法使废物得到了回收利用,又达到了处理的目的。

2)对废水中的有机成分进行合理的处理,对于废水中的有机物进行处理的方法主要是利用表面带电荷的水膜能够在废水中形成一种胶体的原理来进行吸附沉淀,这样容易从废水中回收到蛋白质。

3)中水回收利用,制药废水经过深度处理后,使其有机物和无机物的含量都大大的降低,因此可以适当的根据需要进行一些中水回收利用,以便减少工艺环节。

2国内制药废水处理的工艺过程及选择要求

工艺过程:近些年随着制药污水处理工艺的日益成熟,使其发展成了一条具有自身特色的工艺方案,即厌氧和好氧的组合处理工艺,其详细过程为:首先进行气浮处理,待其稳定后在进行水解处理,以便能够除掉一些微小物质,接着再进行接触氧化处理,其目的是减少废水中的有毒离子浓度。除此之外也还采用:先进行复合微氧水解,再接着进行复合好氧处理,再接着进行砂滤处理,最后进行气浮、UBF、CASS等其它有效工艺来处理高浓度废水,这样的处理工艺能够提高废水的二次回收效益选择要求:由于制药废水具有复杂的特性,因此采用只采用生化法处理方法是无法达到理想要求的,从而导致对工艺选取的要求有:废水中pH、SS、盐度以及COD值都要达到相关处理标准。除此之外还要对废水中的生物进行抑制控制,以便提高废水物质的可降解性能力。

3现阶段国内常用的制药废水处理技术种类

现阶段我国是一个制药大国,每年都有成千上万的药品种类上市,因此这也容易导致制药废水处理管理变得十分的困难,因此面对不同的废水就需要有不同的处理技术:

1)吸附法:例如对于一些较易被吸附的物质(洁霉素、米非司酮、扑热息痛)可以采用活性炭、活性煤来进行净化。

2)气浮法:它采用的是用高度分散的小泡来吸附杂物的原理,包括充气、容气、化学和电解气浮。例如对庆大霉素废水处理时,可以大量除掉固体悬浮物和COD类的物质。

3)混凝法:在废水处理过程中,向水中加入硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石灰或者氢氧化钠等其它物质可以除去胶体颗粒物,它的优势在于能够使小颗粒物凝聚成大颗粒物,便于过滤净化。

4)深度氧化处理技术:一般所有的制药废水中COD类的物质较多,普通的处理方法难以彻底处理干净,因此需要采用湿式空气氧化技术和超临界水氧化的方法来对其进行分解处理,使之能够变成易挥发的无毒气体和水。

5)加压生化法:对废水进行合理的加压处理,使里面的溶氧量加大,促使了生物的分解速率。例如对含有石油和酚类物质的废水使用后,可以除掉绝大多数的有机物。

6)固定化微生物降解法:这种方法可以在一定的空间范围内进行反复的使用,也是目前世界较为先进的制药废水处理方法。例如在对四环素、扑尔敏、布洛芬和SRA废水进行处理时,可以大大降低氨氮的含量。

4今后制药企业污水处理技术应用研究的发展方向

随着制药技术的快速发展,也为人类社会带来了利弊。一方面它推动了我国现代医疗技术的向前发展,另一方面制药企业在生产过程中所产生的废水也会对周围的环境造成严重的破坏,而且对于这污水处理的往往需要耗费巨大的物力和劳力。因此这就要求当代制药企业需要根据自己实际生产情况制定出一套成熟的处理工艺,通常都是采用先提高废水的生化性再结合生化处理的方法,另外也还需要结合一些国外的先进制药污水处理技术,从而让我国的污水处理工艺系统逐渐变得更加的符合发展要求。

5结束语

目前制药行业所产生的种类主要有合成废水、抗生素生产废水、各类洗涤和冲洗废水以及中药制造废水等,而且每类废水的成分十分的复杂,毒性也是比较大的,从而难以一次性彻底的处理干净,需要多级操作,故而值得注意的是,在处理时应该“因性而异”,同时也需要合理回收废水中的而有效成分,从而减少了医药资源的浪费,也节约了企业的生产成本,真正的实现了企业经济效益和环境保护效益的的最大化。

参考文献

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