1、發酵類制藥廢水處理工藝及相關案例分析摘取簡要1、 發酵類制藥廢水來源近年來，我國發酵類制藥產業發展快速，產生了大量的廢水。發酵類藥物產品主要有抗生素、氨基酸、維生素和其他幾大類型。發酵類藥品的生產過程一般都需要經過菌種的篩選、種子制備、微生物發酵、發酵液預處理和固液分離、提煉純化、精制、干燥、包裝等步驟，生產過程中將會有產生大量的高濃度的有機廢水，如圖1.1所示，由此對環境造成嚴重的污染。此廢水主要可分為四類：（1）主生產過程排水；（2）輔助過程排水；（3）沖洗水；（4）生活污水。從圖中可以看出發酵類制藥廢水在生產過程中排水點很多，高、低濃度廢水的單獨排放，有利于清污分流，高濃度廢水間歇排放，

2、酸堿度和溫度變化比較大，污染物濃度高，如廢濾液、廢母液等的COD一般在10 000 mg/L以上。2、 發酵類制藥廢水水質特征及典型處理技術1 水質特征制藥廢水作為最難處理的工業廢水之一，廢水中的污染主要來源于菌渣的分離，溶劑萃取，精制，藥品回收設備，地面沖洗水處理等生產過程。高濃度的發酵類廢水的COD含量一般在10000mg/L以上，BOD5/COD值差異較大，廢水帶有較重的顏色和氣味，容易產生泡沫，廢水的pH值、水質、水量的波動大等。2 發酵類制藥廢水有以下幾個較為明顯的共同點：（1）污染物的種類繁多，成分復雜；（2）沖擊負荷大，廢水的水質和水量隨時間變化很大；（3）含抗生素，對微生物的生

3、長有抑制和阻礙的作用；（4）氮的濃度高，碳氮比低；（5）懸浮物濃度高；（6）色度高；（7）硫酸鹽濃度高；（8）BOD5/COD比值低，可生化性極差，難生物降解的有機物成分高3 典型處理技術1) 鐵碳微電解法：以Fe-C作為制藥廢水的預處理工藝，可大大提高出水的可生化性。采用鐵炭-微電解-厭氧-好氧-氣浮聯合工藝處理醫藥中間體生產廢水，COD的去除率可達20%。2) 臭氧氧化法：不但能提高抗生素廢水的BOD5/COD，同時能較好去除廢水中COD。應用臭氧氧化技術對抗生素制藥廢水進行處理。結果表明，在廢水pH值不變的條件下，臭氧氧化過程COD去除率均可達到75%以上。3) Fenton試劑法：是亞

4、鐵鹽和H2O2的組合，在處理青霉素廢水的方面有較好開發前景。Fenton氧化不但能有效的去除廢水中有害有機物質，它同樣也是有效的預處理技術，可以改變有機物成分有利于后續更好的生物降解；并且可以在后續的生物處理過程中能夠減少微生物的毒性。4) 光催化氧化法：具有新穎、高效、對廢水沒有選擇性且不產生二次污染，因此具有良好的應用前景。對不飽和烴的降解尤其適用。5) 厭氧法：國內對高濃度有機制藥廢水的處理主要采用厭氧法，但厭氧法一般不能單獨使用要經過進一步的后續好氧生物處理。優點是可直接處理高濃度的有機制藥廢水，產生的甲烷可回收利用，節能且剩余污泥量少。6) 序批式間歇活性污泥法(SBR) ：已成功應

5、用于制藥工業生產的有機廢水處理中，缺點是污泥沉降、泥水分離時間較長。針對高濃度廢水的處理，往往需要投加粉末活性炭(PAC)來保持較高的污泥濃度，減少泡沫，阻止污泥膨脹的發生，提高污泥沉降性和泥水分離能力、污泥的脫水能力等，從來提高去除效果。例如采用SBR工藝處理青霉素制藥廢水時，可以同時克服傳統好氧工藝能耗高、稀釋水量大和傳統厭氧工藝相比對于預處理要求高、運行管理費用高的缺點。7) 循環式活性污泥法(CASS法) ：與SBR相比，優點是可以更好的去除對難降解的有機物；進水過程是連續的；比SBR法的抗沖擊能力更好。4 發酵類廢水處理工藝1) 好氧移動床生物膜法(MBBR)MBBR是通過向反應器中

6、投加一定數量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率的一種污水處理方法。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態，微生物生長的環境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內外均具有不同的生物種類，內部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養菌，這樣每個載體都為一個微型反應器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。該方法是一種新型高效的污水處理方法，兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點，充分發揮附著生物膜和懸浮活性污泥兩者的優勢。與普通的填料相比，動力消耗極低，可以和廢水頻繁且多

7、次的進行接觸，因此稱為“移動的生物膜”。MBBR內微生物種類繁多，其各微生物專性強；食物鏈長。污泥濃度比普通活性污泥法高510倍，曝氣池污泥總質量濃度最高可達3040 g/L，可以在填料單元內形成從細菌原生動物后生動物的食物鏈；污泥沉降性能強，便于固液分離；同時能夠處理低濃度的污水。2) 特異性流化生物膜法(SMBBR)SMBBR工藝技術是基于MBBR的一種改進技術。根據MBBR的特點，選用特殊的SDC-03型聚乙烯生物載體作為填料，選用特定的高活性反硝化菌DNF409作為菌種，組合成SMBBR工藝。SMBBR與傳統的MBBR的運行方式相似為：在氧氣充足的條件下，微生物在填料的表面聚附著形成生

8、物膜，當廢水以一定的流速流過填料時，生物膜中的微生物能夠吸收分解水中的有機物，從而使污水得到凈化，同時微生物得到增殖，生物膜也逐漸增厚。當生物膜達到一定厚度時，由于向生物膜內部擴散的氧受到限制，從而內層則會呈缺氧甚至厭氧狀態，但其表面仍然是好氧狀態，形成厭氧好氧的有效處理機制。3、 發酵類廢水工藝流程案例SMBBR工藝和CASS工藝相比，SMBBR單位容積反應器內微生物量為CASS工藝的520倍，處理能力強，對水質、水量、水溫變動的適應性強。SMBBR不會出現污泥膨脹現象，能保證出水懸浮物含量較低，運行管理方便。并且剩余污泥產量為CASS池的1/4，污泥處置費用低。食物鏈較長，生物膜內同時存在

9、硝化與反硝化反應，所需空間少、占地省。而且COD負荷率高，空氣氧的利用率高，抗沖擊負荷能力強且不需要設置回流裝置，能量消耗較低。1 案例一某公司主要生產輔酶Q10，廢水主要污染物為生物發酵剩余的營養物質、生物代謝產物等。原水的水質水量變化較大，其成分復雜，碳氮營養比例失調(氮源過剩)，硫酸鹽和懸浮物含量高，廢水帶有較重的顏色和氣味，易產生泡沫，含有具有抑菌作用的難降解物質。表1 原水水質情況圖2 CASS工藝流程通過此對比實驗不難發現，SMBBR工藝對去除發酵廢水中TP、色度、SS的優勢更為明顯。SMBBR對NH3-N、COD的去除相比于CASS工藝無明顯優勢，但抗沖擊能力較強，出水相對穩定，

10、相同運行參數下處理發酵類制藥廢水，SMBBR工藝效果優于CASS工藝。2 案例二浙江仙居縣某制藥有限公司主要生產皮質激素、性激素、孕激素,同時還生產肌松類等產品，生產廢水水量為1950 m3/d，具有pH 低、CODCr 高、成分復雜等特點。根據來源和水質主要為高濃度廢水、發酵廢水、濃廢水和低濃度廢水，此外還有少量含鉻鎳廢水和四氫芙萘廢水(四氫芙萘廢水可經蒸發回收) 。通過試驗及前期調研水質特點，擬采用一級氣浮兼氧MBBRSBR斜管沉池二級氣浮工藝對其進行處理， 要求出水CODCr<400mg/L，達到污水排入城市下水道水質標準( CJ 30821999) 要求，車間廢水類別及其水量水質

11、見表3 ，工藝流程見圖5。廢水類別水量（m3/d）CODcr（mg/L）pH高濃度廢水275100013發酵廢水634435045濃廢水860584845低濃度廢水100080069表三 車間廢水類別及其水量水質圖5 廢水處理工藝流程項目pHCODcr（mg/L）高濃度廢水1349850一級氣浮出水7.58.534985均質池廢水7858006600兼氧池6.57.525002800SBR池廢水6.57.5500600二級氣浮池出水78135200標準值69150表四 系統對廢水的處理效果工程采用一級氣浮兼氧MBBRSBR二級氣浮工藝,既提高了高濃度廢水的可生化性,提高了其有機物降解能力,又有兩級生化系統以及二級組合氣浮出水作保證。系統從投產運行至今一年多來,一直穩定運行,出水滿足污水排入城市下水道水質標準(CJ 3082 1999) 要求。4、 參考文獻趙倩. 特異性流化生物膜（SMBBR）處理發酵類制藥廢水中試研究.