制藥工業生產過程中產生的廢水成分復雜、毒性高、可生化性差，含有大量難降解的有機污染物、殘留藥物、溶劑及重金屬等，對環境構成嚴重威脅。因此，高效、可靠的污水處理技術至關重要。化學方法因其反應迅速、處理效率高、適應性強等特點，在制藥廠污水處理領域扮演著核心角色，并為廢水的再生利用提供了堅實的技術基礎。
一、 核心化學處理技術
- 化學混凝與絮凝：這是預處理和深度處理的關鍵步驟。通過投加鋁鹽、鐵鹽等無機混凝劑或有機高分子絮凝劑，使水中細小的懸浮顆粒、膠體物質及部分溶解性有機物脫穩、聚集，形成易于沉降或氣浮分離的較大絮體，從而有效去除色度、濁度和部分COD（化學需氧量）。
- 化學氧化法：針對高濃度、難降解的有機污染物，化學氧化是核心的破解技術。
- 高級氧化工藝（AOPs）：如芬頓（Fenton）試劑法（Fe2?/H?O?）、臭氧氧化、光催化氧化、電化學氧化等。這些技術能產生強氧化性的羥基自由基（·OH），無選擇性地將復雜大分子有機物分解為小分子中間產物，甚至礦化為二氧化碳和水，顯著提高廢水的可生化性，為后續生物處理創造條件。
- 濕式空氣氧化（WAO）與超臨界水氧化（SCWO）：適用于處理極高濃度的有機廢水，在高溫高壓條件下，利用氧氣或空氣將污染物徹底氧化。
- 化學沉淀法：主要用于去除廢水中的重金屬離子（如汞、鉛、鎘、砷等）及磷酸鹽。通過投加沉淀劑（如氫氧化鈉、硫化鈉、石灰等），使目標離子形成難溶于水的氫氧化物或硫化物沉淀，再經固液分離予以去除。
- 中和法：制藥廢水往往pH值波動較大，需通過投加酸或堿進行中和調節，以滿足后續處理工藝（特別是生物處理）對pH值的要求，并減少對設備的腐蝕。
二、 化學方法在污水處理流程中的集成應用
一套高效的制藥污水處理系統通常是物理、化學和生物方法的優化組合。化學方法常作為預處理單元（如混凝沉淀去除懸浮物、調節pH）、中間深度處理單元（如高級氧化破解難降解毒素）以及后處理或回用前處理單元（如進一步氧化、消毒）。例如，典型的流程可為：“預處理（格柵+調節池+混凝沉淀）→ 高級氧化（提高可生化性）→ 生物處理（如厭氧/好氧工藝）→ 深度化學處理（二次混凝或氧化）→ 消毒”。
三、 推動污水再生利用的關鍵化學環節
實現制藥廠污水的再生利用（如廠區循環冷卻水補充、綠化灌溉、沖洗用水等），對化學處理技術提出了更高要求：
- 深度凈化與脫鹽：在常規處理后，可能結合化學軟化（去除鈣鎂離子）、氧化消毒（如投加次氯酸鈉、臭氧殺滅病原體）以及膜分離技術（其預處理常依賴化學清洗和防垢）等，確保出水水質穩定達到回用標準。
- 毒性物質徹底去除：利用高級氧化技術確保殘留的藥物活性成分（APIs）被充分降解，消除其生物活性，防止在回用過程中產生生態風險或交叉污染。
- 減少消毒副產物：在消毒環節，通過優化氧化劑（如臭氧、過氧化氫）的投加和工藝控制，盡量減少有毒消毒副產物的生成。
四、 挑戰與發展趨勢
盡管化學方法效能顯著，但也面臨挑戰，如部分藥劑成本較高、可能產生化學污泥需進一步處置、某些氧化過程能耗大等。未來發展趨勢聚焦于：
- 開發綠色高效藥劑：研制高效、低耗、易生物降解的新型環保混凝劑與催化劑。
- 工藝耦合與智能化：將化學方法與電化學、膜技術、生物強化技術更緊密地耦合，并利用智能控制系統優化藥劑投加量和反應條件，實現精準處理與節能降耗。
- 資源回收導向：從“處理”向“資源化”轉變，例如，探索從化學污泥中回收有價金屬，或將降解產物資源化利用。
結論：化學方法是制藥廠污水處理與再生利用體系中不可或缺的支柱技術。通過科學選擇與優化組合各類化學單元工藝，并將其無縫嵌入整體水處理流程，不僅能高效凈化有毒有害的制藥廢水，滿足日益嚴格的排放標準，更能為實現水資源的閉環管理與可持續利用提供強有力的技術保障，推動制藥工業的綠色低碳發展。
