发酵类制药废水处理工艺及相关案例分析摘取简要

发酵类制药废水处理工艺及相关案例分析摘取简要一、发酵类制药废水来源酵一、发酵类制药废水来源酵"Ml浸提种子培养近年来，我国发酵类制药产业发展快速，产生了大量的废水。发酵类药物产品主要有抗生素、氨基酸、维生素和其他几大类型。发酵类药品的生产过程一般都需要经过菌种的筛选、种子制备、微生物发酵、发酵液预处理和固液分离、提炼纯化、精制、干燥、包装等步骤，生产过程中将会有产生大量的高浓度的有机废水，如图1.1所示，由此对环境造成严重的污染。浸提种子培养菌体此废水主要可分为四类：（1）主生产过程排水；（2）辅助过程排水；（3）冲洗水；（4）生活污水。从图中可以看出发酵类制药废水在生产过程中排水点很多，高、低浓度废水的单独排放，有利于清污分流，高浓度废水间歇排放，酸碱度和温度变化比较大，污染物浓度高，如废滤液、废母液等的COD一般在10000mg/L以上。二、发酵类制药废水水质特征及典型处理技术1.水质特征制药废水作为最难处理的工业废水之一，废水中的污染主要来源于菌渣的分离，溶剂萃取，精制，药品回收设备，地面冲洗水处理等生产过程。高浓度的发酵类废水的COD含量一般在10000mg/L以上，BOD5/COD值差异较大，废水带有较重的颜色和气味，容易产生泡沫，废水的pH值、水质、水量的波动大等。2.发酵类制药废水有以下几个较为明显的共同点：污染物的种类繁多，成分复杂；冲击负荷大，废水的水质和水量随时间变化很大；含抗生素，对微生物的生长有抑制和阻碍的作用；氮的浓度高，碳氮比低；悬浮物浓度高；色度高；硫酸盐浓度高；BOD5/COD比值低，可生化性极差，难生物降解的有机物成分高3.典型处理技术铁碳微电解法：以Fe-C作为制药废水的预处理工艺，可大大提高出水的可生化性。采用铁炭-微电解-厌氧-好氧-气浮联合工艺处理医药中间体生产废水，COD的去除率可达20%。臭氧氧化法：不但能提高抗生素废水的BOD5/COD，同时能较好去除废水中COD。应用臭氧氧化技术对抗生素制药废水进行处理。结果表明，在废水pH值不变的条件下，臭氧氧化过程COD去除率均可达到75%以上。Fenton试剂法：是亚铁盐和H2O2的组合，在处理青霉素废水的方面有较好开发前景。Fenton氧化不但能有效的去除废水中有害有机物质，它同样也是有效的预处理技术，可以改变有机物成分有利于后续更好的生物降解；并且可以在后续的生物处理过程中能够减少微生物的毒性。光催化氧化法：具有新颖、高效、对废水没有选择性且不产生二次污染，因此具有良好的应用前景。对不饱和烃的降解尤其适用。厌氧法：国内对高浓度有机制药废水的处理主要采用厌氧法，但厌氧法一般不能单独使用要经过进一步的后续好氧生物处理。优点是可直接处理高浓度的有机制药废水，产生的甲烷可回收利用，节能且剩余污泥量少。序批式间歇活性污泥法(SBR):已成功应用于制药工业生产的有机废水处理中，缺点是污泥沉降、泥水分离时间较长。针对高浓度废水的处理，往往需

要投加粉末活性炭(PAC)来保持较高的污泥浓度，减少泡沫，阻止污泥膨胀的发生，提高污泥沉降性和泥水分离能力、污泥的脱水能力等，从来提高去除效果。例如采用SBR工艺处理青霉素制药废水时，可以同时克服传统好氧工艺能耗高、稀释水量大和传统厌氧工艺相比对于预处理要求高、运行管理费用高的缺点。循环式活性污泥法(CASS法)：与SBR相比，优点是可以更好的去除对难降解的有机物；进水过程是连续的；比SBR法的抗冲击能力更好。4.发酵类废水处理工艺好氧移动床生物膜法(MBBR)MBBR是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率的一种污水处理方法。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。MBBR好氧反应器的示意图r曝气苣r曝气头rfftlT挡板：上下俯还导流扳MBBR好氧反应器的示意图r曝气苣r曝气头rfftlT挡板：上下俯还导流扳!隔商导我板0=防止填料流失⑦r防止垠科沉积图1特异性流化生物膜法(SMBBR)SMBBR工艺技术是基于MBBR的一种改进技术。根据MBBR的特点，选用特殊的SDC-03型聚乙烯生物载体作为填料，选用特定的高活性反硝化菌DNF409作为菌种，组合成SMBBR工艺。SMBBR与传统的MBBR的运行方式相似为：在氧气充足的条件下，微生物在填料的表面聚附着形成生物膜，当废水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物能够吸收分解水中的有机物，从而使污水得到净化，同时微生物得到增殖，生物膜也逐渐增厚。当生物膜达到一定厚度时，由于向生物膜内部扩散的氧受到限制，从而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，但其表面仍然是好氧状态，形成厌氧一好氧的有效处理机制。三、发酵类废水工艺流程案例SMBBR工艺和CASS工艺相比，SMBBR单位容积反应器内微生物量为CASS工艺的5~20倍，处理能力强，对水质、水量、水温变动的适应性强。SMBBR不会出现污泥膨胀现象，能保证出水悬浮物含量较低，运行管理方便。并且剩余污泥产量为CASS池的1/4,污泥处置费用低。食物链较长，生物膜内同时存在硝化与反硝化反应，所需空间少、占地省。而且COD负荷率高，空气氧的利用率高，抗冲击负荷能力强且不需要设置回流装置，能量消耗较低。1.案例一某公司主要生产辅酶Q10，废水主要污染物为生物发酵剩余的营养物质、生物代谢产物等。原水的水质水量变化较大，其成分复杂，碳氮营养比例失调（氮

源过剩），硫酸盐和悬浮物含量高，废水带有较重的颜色和气味，易产生泡沫，含有具有抑菌作用的难降解物质。序写污染物项日序写污染物项日1pH值2色匿t谨释商数）3A五日生亿M：算呈（BDZ>5）5化学蔻氧旦fCODE67总真a海gu急性毒性〔HgCI2毒性与量）ii总锌12总虱和勒限值污染轴监控位宜6-&6D.060.04G(30)120(100)35(25)70(50)J_z 辰EM住jffitIUI1.040(30)0.13.00.5项目COD/(mg/L)NH3-N/(mg/L)SS/(mg/L)TP/Cmg/L]feM/倍PH敬值970-2000310-370270-63037-50150-2DO7~&1276118538441.2717977124表1 原水水质情况表2新建企业水污染挪瞰敞度圈直

（单位：们中L（p出瓦色度除外））注：括与内甫畋娘瞻适用二同时■字产发酵茶厚平§郁云制剂的底台三产到图2CASS工艺流程通过此对比实验不难发现，SMBBR工艺对去除发酵废水中TP、色度、SS的优势更为明显。SMBBR对NH3-N、COD的去除相比于CASS工艺无明显优势，但抗冲击能力较强，出水相对稳定，相同运行参数下处理发酵类制药废水，SMBBR工艺效果优于CASSX艺。2.案例二浙江仙居县某制药有限公司主要生产皮质激素、性激素、孕激素，同时还生产肌松类等产品，生产废水水量为1950m3/d，具有pH低、CODCr高、成分复杂等特点。根据来源和水质主要为高浓度废水、发酵废水、浓废水和低浓度废水，此外还有少量含铭镍废水和四氢芙萘废水（四氢芙萘废水可经蒸发回收）。通过试验及前期调研水质特点，拟采用一级气浮一兼氧一MBBR—SBR一斜管沉池一二级气浮工艺对其进行处理，要求出水CODCr<400mg/L，达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082—1999）要求，车间废水类别及其水量水质见表3，工艺流程见图5。废水类别水量（m3/d）CODcr（mg/L）pH高浓度废水27510001~3发酵废水63443504~5浓废水86058484~5低浓度废水10008006~9表三车间废水类别及其水量水质图5 废水处理工艺流程项目pHCODcr（mg/L）高浓度废水1~349850一级气浮出水7.5~8.534985均质池废水7~85800~6600兼氧池6.5~7.52500~2800SBR池废水6.5~7.5500~600二级气浮池出水7~8135~200标准值6~9150表四系统对废水的处理效果工程采用一级气浮一兼氧一MBBR—SBR一二级气浮工艺，既提高了高浓度废水的可生化性，提高了其有机物降解能力，又有两级生化系统以及二级组合气浮出水作保证。系统从投产运行至今一年多来，一直稳定运行，出水满足《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082—1999)要求。四、参考文献赵倩.特异性流化生物膜