摘要： 本文聚焦于聚丙烯酰胺在江苏省制药废水物理净化处理中的应用。阐述了制药废水的特点及危害，详细介绍了聚丙烯酰胺在该类废水处理中的作用原理、实际应用情况，分析了其优势与面临的问题，并对未来的应用前景进行了展望，旨在为江苏省制药行业废水处理提供有效的技术参考与实践依据。

一、引言

江苏省作为我国制药产业的重要集聚地之一，制药企业在推动经济发展的同时，也面临着废水处理的严峻挑战。制药废水因其成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深等特点，若未经有效处理直接排放，将对生态环境造成严重破坏，威胁人类健康和生态平衡。因此，探寻高效、可行的制药废水处理技术至关重要。物理净化处理作为一种基础且关键的环节，在制药废水处理流程中发挥着重要作用，而聚丙烯酰胺在其中的应用逐渐受到广泛关注。

二、制药废水的特点与危害

（一）成分复杂

制药过程涉及多种化学合成、生物发酵等工艺，使得废水中含有大量的有机污染物，如药物中间体、残留药物、溶剂、抗生素、维生素以及复杂的生化代谢产物等。不同制药企业因生产药品种类和工艺的差异，废水成分也各不相同，这增加了处理的难度。

（二）有机物含量高

制药废水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）通常较高，这意味着水中可被氧化分解的有机物质含量大，消耗水中大量溶解氧，若直接排放到自然水体中，会导致水体缺氧，影响水生生物的生存与繁衍，破坏水生态系统的平衡。

（三）毒性大

许多制药废水中含有具有生物毒性的成分，例如某些抗生素、抗癌药物中间体等，这些物质即使在低浓度下也可能对微生物产生抑制或毒害作用，干扰污水处理厂中生物处理单元的正常菌群代谢，降低污水处理效果，甚至使传统生物处理法失效。

（四）色度深

部分制药废水带有较深的颜色，这不仅影响水体的外观，还可能吸收太阳光，阻碍水生植物的光合作用，进一步影响水体的自净能力，对受纳水体的景观和生态功能造成负面影响。

三、聚丙烯酰胺在制药废水物理净化处理中的作用原理

（一）絮凝作用

聚丙烯酰胺是一种线型高分子聚合物，具有较长的分子链。当将其加入到制药废水中时，它能够通过吸附架桥作用使废水中的悬浮颗粒、胶体物质等聚集形成较大的絮体。一方面，聚丙烯酰胺分子链上的活性基团可以与废水中的悬浮颗粒表面发生吸附作用，同时其长链结构能够在多个颗粒之间伸展，将分散的颗粒桥连起来；另一方面，这种吸附桥连作用打破了废水中颗粒原有的稳定分散状态，促使它们相互碰撞、凝聚，形成易于沉淀或分离的较大絮状物，从而有效地去除废水中的固体杂质，降低水的浊度。

（二）助凝作用

在制药废水处理过程中，常与其他无机絮凝剂（如聚合氯化铝、硫酸铝等）配合使用。聚丙烯酰胺可以增强无机絮凝剂的絮凝效果，其原因在于它能够进一步改善絮体的结构，使絮体更加密实、牢固，提高絮体的形成速度和沉降性能。例如，当先加入无机絮凝剂使废水中的微小颗粒初步脱稳后，再加入聚丙烯酰胺，能够快速地将这些脱稳颗粒絮凝成更大的团块，加速固液分离过程，提高废水处理的效率和水质。

四、聚丙烯酰胺在江苏省制药废水处理中的实际应用情况

（一）应用案例分析

在江苏省某大型化学制药企业，其生产过程中产生的废水含有大量的有机药物残留、溶剂以及发酵代谢产物等，水质复杂，处理难度较大。该企业采用以物理化学法为主的预处理工艺结合生物处理工艺来处理制药废水，其中物理净化处理环节中聚丙烯酰胺发挥了重要作用。

在初级沉淀池前，先向废水中投加适量的聚合氯化铝进行初步絮凝，然后加入阴离子型聚丙烯酰胺。通过精确控制投加量和搅拌条件，观察到废水中迅速形成大量密实的絮体，经过沉淀后，废水的浊度明显降低，上层清液的水质得到显著改善，为后续的生物处理单元创造了良好的进水条件。经过长期运行监测，该组合絮凝工艺对废水中 COD 的去除率在物理净化阶段可达到 30% - 40%左右，有效地减轻了后续生物处理的负荷。

另一家生物制药企业，其废水主要来源于发酵液的排放以及后续的提取纯化工序。由于废水中含有较多的蛋白质、多糖等大分子有机物，单纯使用无机絮凝剂效果不佳。该企业采用阳离子型聚丙烯酰胺与无机絮凝剂复配的方式进行处理。在调节好废水的 pH 值后，依次投加无机絮凝剂和聚丙烯酰胺，利用聚丙烯酰胺的絮凝和助凝作用，使废水中的有机物形成较大的絮团沉淀下来。经过处理后，废水的 BOD₅/COD 比值有所提高，增强了废水的可生化性，为后续的生物降解提供了有利条件，同时也减少了废水对生物处理系统的毒性冲击。

（二）应用中的影响因素

1. 聚丙烯酰胺的类型选择：不同类型的聚丙烯酰胺（阴离子型、阳离子型、非离子型）适用于不同的制药废水水质。例如，对于含有较多酸性基团的制药废水，阴离子型聚丙烯酰胺可能具有较好的絮凝效果；而对于一些带正电荷较多的废水成分，阳离子型聚丙烯酰胺则更为合适。在实际应用中，需要根据废水的水质特点、pH 值、电导率等因素通过试验筛选出最佳的聚丙烯酰胺类型。

2. 投加量控制：投加量过少，无法充分发挥聚丙烯酰胺的絮凝和助凝作用，导致废水处理效果不佳；投加量过多，不仅会增加处理成本，还可能造成废水粘度过大，影响絮体的形成和沉降，甚至导致后续处理设备的堵塞。因此，精确控制聚丙烯酰胺的投加量至关重要，一般需要通过实验室小试和现场中试来确定最佳的投加范围，并结合实际运行情况进行微调。

3. 搅拌条件：搅拌速度和时间对聚丙烯酰胺在制药废水中的絮凝效果有显著影响。搅拌速度过快，会剪碎已形成的絮体；搅拌速度过慢，则不利于聚丙烯酰胺与废水中的颗粒充分接触和混合，影响絮凝反应的进行。一般来说，在投加聚丙烯酰胺后，先快速搅拌使药剂迅速分散并与废水混合均匀，然后慢速搅拌以促进絮体的成长和沉淀，具体的搅拌参数需要根据废水的性质和处理规模进行优化。

五、聚丙烯酰胺应用的优势与面临的问题

（一）优势

1. 高效的絮凝效果：能够快速地使制药废水中的悬浮物、胶体等聚集形成较大的絮体，有效地去除大量的固体杂质，显著降低废水的浊度和部分有机物含量，提高水质。

2. 适应性强：通过选择合适的聚丙烯酰胺类型和调整投加量、搅拌条件等参数，可以适应不同成分、不同性质的制药废水处理需求，无论是化学制药废水还是生物制药废水，都能在一定程度上发挥良好的净化作用。

3. 操作相对简便：与其他一些复杂的废水处理技术相比，聚丙烯酰胺的投加和运行操作较为简单，不需要复杂的设备和高昂的技术要求，易于在制药企业中推广应用，尤其适合作为制药废水处理流程中的前端物理净化处理手段。

（二）面临的问题

1. 处理成本较高：聚丙烯酰胺本身是一种高分子化学药剂，价格相对较贵，尤其是一些高性能、专用型的聚丙烯酰胺产品。对于制药企业而言，长期大量使用会增加废水处理的成本，这对企业的经济效益产生一定的压力。

2. 可能产生二次污染：虽然聚丙烯酰胺在废水处理过程中主要是起到物理絮凝作用，但在使用过程中可能会残留一些未反应的药剂以及与废水中其他物质反应生成的新物质。这些物质如果处理不当，可能会随着出水排放到环境中，造成二次污染，对土壤、水体生态系统产生潜在的危害。

3. 污泥处理问题：聚丙烯酰胺絮凝产生的污泥量相对较大，这些污泥含水率高、成分复杂，含有大量的有机物和药剂残留。如何有效地对这些污泥进行后续处理，如浓缩、脱水、干燥以及最终的处置，是一个亟待解决的问题。如果污泥处理不善，不仅会占用大量的土地资源，还可能因污泥中有害物质的渗出对周边环境造成污染。

六、未来展望

（一）研发高效低成本的聚丙烯酰胺产品

科研机构和企业应加大对聚丙烯酰胺研发的投入，通过改进合成工艺、开发新型原料等方式，降低聚丙烯酰胺的生产成本，同时提高其絮凝性能和适用范围。例如，研发具有更高分子量、更好溶解性和针对性更强的聚丙烯酰胺产品，以满足不同制药废水处理的需求，减轻企业的成本负担。

（二）优化联合处理工艺

进一步探索聚丙烯酰胺与其他废水处理技术的联合应用，形成更完善的制药废水处理工艺体系。例如，将聚丙烯酰胺絮凝与高级氧化技术（如臭氧氧化、芬顿试剂氧化等）、膜分离技术（如超滤、反渗透等）相结合，充分发挥各种技术的优势，实现对制药废水的深度处理和资源的回收利用。通过优化工艺参数和流程布局，提高整个处理系统的效率和稳定性，降低运行成本和二次污染风险。