發(fā)酵類制藥廢水處理工藝研究

張春紅,左 慧

(天方藥業(yè)有限公司 環(huán)保節(jié)能部, 河南 駐馬店 463000)

1 發(fā)酵類制藥的生產(chǎn)流程包括

微生物發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、化學(xué)方法提取、精制等過程。排放的廢水主要來自提取工藝的結(jié)晶液、廢母液、洗滌廢水、冷卻水等。廢水中的污染物主要來源于產(chǎn)品發(fā)酵過程中殘留的培養(yǎng)基、菌絲體、代謝產(chǎn)物和有機(jī)溶劑等，成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、具有生物毒性、可生化性差且水質(zhì)波動(dòng)大，是治理難度大的有毒有機(jī)廢水之一。

2 發(fā)酵類制藥廢水處理方法

發(fā)酵類制藥廢水的處理方法可歸納為以下幾種: 物理處理方法、生物處理方法、化學(xué)處理方法等。

2.1 物理處理方法

由于發(fā)酵類制藥廢水成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、具有生物毒性、可生化性差，所以直接進(jìn)入生化單元會(huì)造成廢水處理效果差，成本高等問題。因此一般采用物理處理方法作為后續(xù)生化處理的預(yù)處理方法以降低水中的懸浮物和減少廢水中的生物抑制性物質(zhì)，或用作深度處理實(shí)現(xiàn)處理出水達(dá)標(biāo)排放，或?qū)崿F(xiàn)廢水中有用物質(zhì)的回收。目前抗生素生產(chǎn)廢水處理方面，應(yīng)用的物理處理方法主要包括: 混凝沉淀、氣浮、膜分離、吸附法和吹脫等。

混凝沉淀是制藥廢水中最常見的深度處理工藝。采用混凝沉淀法作為深度處理工藝對某制藥廢水進(jìn)行了中試研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，處理后的廢水COD 濃度從204 mg/L 處理到出水70mg/L 左右，去除率達(dá)到65.7%。采用混凝沉淀法作為預(yù)處理工藝對某發(fā)酵廢水進(jìn)行的中試研究結(jié)果顯示處理后的廢水COD 濃度從1478mg/L 處理到681mg/L 左右，去除率達(dá)到54%，處理效果顯著，為選擇有效的生化處理工藝創(chuàng)造了有利的條件。

氣浮法的原理是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，以形成水、氣及被去除物質(zhì)的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進(jìn)微細(xì)氣泡粘附在廢水中的污染物上，因粘合體密度小于水而上浮到水面，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程。某制藥廠采用淺層氣浮裝置對制藥廢水進(jìn)行預(yù)處理，在適當(dāng)?shù)乃巹┡浜舷拢琒S的平均去除率可在90%左右，CODcr的平均去除率可在10%左右。

膜分離法是利用分離膜具有選擇透過性的特點(diǎn)，在外力作用下對污水等組分進(jìn)行分離、提純等。根據(jù)制藥廢水的不同，又可以把膜分離法分為滲析和滲透。該方法具有能耗低、分離效率高、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。目前在工業(yè)污水處理過程中有著廣泛的應(yīng)用。

吸附法是通過吸附材料對污染物的吸附特性，降低污染物質(zhì)的含量。常見的吸附劑主要有活性炭、吸附樹脂、腐殖酸等材料。其中活性炭是一種主要的介質(zhì)?；钚蕴烤哂泻芏嗫?，在它的表面有很多很細(xì)的微孔，正是由于這些原因，活性炭在所有物理介質(zhì)中，它的吸附能力是最強(qiáng)的，能夠有效減少廢水中的色度、臭味、消毒副產(chǎn)物、重金屬等。

吹脫法是將廢水的pH值調(diào)節(jié)至堿性，使離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，再將廢氣與氣體接觸，使氨氮從液相轉(zhuǎn)移到氣相。該法去除氨氮具有效果較好、操作簡便、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前常用的物化脫氮技術(shù)，劉華等人利用蒸氨/氨吹脫兩級工藝處理高濃度氨氮廢水，氨脫除率達(dá)到90%以上。

2.2 生物處理法

生物處理技術(shù)一般包括: 好氧處理法、厭氧處理法、光合細(xì)菌處理法等。主要是通過微生物的合成和分解等作用降解廢水中的污染物。由于發(fā)酵類制藥廢水COD高，成分復(fù)雜，單獨(dú)運(yùn)用一種生物處理方法難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，所以厭氧-好氧組合處理即成為抗生素生產(chǎn)廢水的主要處理流程。在對某制藥廠廢水處理中試研究結(jié)果顯示采用ABR-普通活性污泥法工藝處理后COD去除率為94.7%，采用水解酸化-雙級UBF-CASS工藝處理后COD去除率為94.3%，采用水解酸化-EGSB-SBR-生物流化床工藝處理后COD去除率為95.7%，采用水解酸化-UBF-普通活性污泥工藝處理后COD去除率為86.1%，且各水質(zhì)指標(biāo)均滿足《化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染間接排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)B。

某制藥廠抗生素廢水分別采用IC厭氧和UBF處理，IC和UBF對SS、COD、BOD5的去除率分別為56.3%、83. 2%、90. 1% 和71.5%、80. 7%、91. 3%; 對厭氧處理出水再經(jīng)過好氧處理后，出水達(dá)到《發(fā)酵類制藥工業(yè)水污染物間接排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)B。

2.3 化學(xué)處理法

3 總結(jié)與展望

對于抗生素生產(chǎn)廢水治理，人們從物理方法、化學(xué)方法與生物方法方面已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，但是不同的制藥企業(yè)廢水

成分差別大、有機(jī)物濃度高、具有生物毒性、可生化性差且水質(zhì)波動(dòng)大，僅僅依靠單一的污水處理技術(shù)顯然不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。近些年大家研究的熱點(diǎn)是通過組合工藝，分段設(shè)計(jì)，進(jìn)行不同的優(yōu)化組合，可以達(dá)到滿足出水水質(zhì)的要求。因此對于難降解的抗生素生產(chǎn)廢水，在減少源頭排放的同時(shí)，宜分質(zhì)收集，采用多種優(yōu)化的組合工藝，以提高廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體處理效果。

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