發(fā)酵類制藥廢水處理工藝及相關(guān)案例分析摘取簡要

1、發(fā)酵類制藥廢水處理工藝及相關(guān)案例分析摘取簡要一、發(fā)酵類制藥廢水來源近年來，我國發(fā)酵類制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，產(chǎn)生了大量的廢水。發(fā) 酵類藥物產(chǎn)品主要有抗生素、氨基酸、維生素和其他幾大類型。發(fā)酵 類藥品的生產(chǎn)過程一般都需要經(jīng)過菌種的篩選、種子制備、微生物發(fā) 酵、發(fā)酵液預(yù)處理和固液分離、提煉純化、精制、干燥、包裝等步驟, 生產(chǎn)過程中將會(huì)有產(chǎn)生大量的高濃度的有機(jī)廢水，如圖所示，由此對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。菌渣菌體枝提 帽廢母液廢濾液 *囲體此廢水主要可分為四類：（1）主生產(chǎn)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(fā)酵類制藥廢水在生產(chǎn)過程中排水點(diǎn)很多，高、 低濃度廢水的單獨(dú)排放

2、，有利于清污分流，高濃度廢水間歇排放，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。二、發(fā)酵類制藥廢水水質(zhì)特征及典型處理技術(shù)1水質(zhì)特征制藥廢水作為最難處理的工業(yè)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(shè)備，地面沖洗水處理等 生產(chǎn)過程。高濃度的發(fā)酵類廢水的 COD含量一般在10000mg/L以上， BOD5/CO值差異較大，廢水帶有較重的顏色和氣味，容易產(chǎn)生泡沫， 廢水的pH值、水質(zhì)、水量的波動(dòng)大等。2發(fā)酵類制藥廢水有以下幾個(gè)較為明顯的共同點(diǎn)：（1）污染物的種類繁多，成分復(fù)雜；（2）沖擊負(fù)荷大，廢水的水

3、質(zhì)和水量隨時(shí)間變化很大；（3）含抗生素，對(duì)微生物的生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) B0D5/C0比值低，可生化性極差，難生物降解的有機(jī)物成分高3典型處理技術(shù)1) 鐵碳微電解法：以 Fe-C 作為制藥廢水的預(yù)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(lián)合工藝處 理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水，COD勺去除率可達(dá)20%2) 臭氧氧化法：不但能提高抗生素廢水的BOD5/CO,同時(shí)能較好去除廢水中COD應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)對(duì)抗生素制藥廢水進(jìn)行處理。 結(jié)果表明，在廢水pH值不變的條件下，臭氧氧化過程

4、CODfc除率均 可達(dá)到 75%以上。3) Fenton試劑法：是亞鐵鹽和H2O2的組合，在處理青霉素廢水 的方面有較好開發(fā)前景。 Fenton 氧化不但能有效的去除廢水中有害 有機(jī)物質(zhì)， 它同樣也是有效的預(yù)處理技術(shù)， 可以改變有機(jī)物成分有利 于后續(xù)更好的生物降解； 并且可以在后續(xù)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(duì)廢水沒有選擇性且不產(chǎn)生 二次污染，因此具有良好的應(yīng)用前景。對(duì)不飽和烴的降解尤其適用。5) 厭氧法：國內(nèi)對(duì)高濃度有機(jī)制藥廢水的處理主要采用厭氧法， 但厭氧法一般不能單獨(dú)使用要經(jīng)過進(jìn)一步的后續(xù)好氧生物處理。 優(yōu)點(diǎn) 是可直接處理高濃度的有機(jī)制藥廢

5、水， 產(chǎn)生的甲烷可回收利用， 節(jié)能且剩余污泥量少6) 序批式間歇活性污泥法 (SBR) ：已成功應(yīng)用于制藥工業(yè)生產(chǎn)的 有機(jī)廢水處理中，缺點(diǎn)是污泥沉降、泥水分離時(shí)間較長。針對(duì)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(fā)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(shí)， 可以同時(shí)克服傳統(tǒng)好氧工藝能耗高、 稀釋水量大和傳 統(tǒng)厭氧工藝相比對(duì)于預(yù)處理要求高、運(yùn)行管理費(fèi)用高的缺點(diǎn)。7) 循環(huán)式活性污泥法(CASS法):與SBR相比，優(yōu)點(diǎn)是可以更好 的去除對(duì)難降解的有機(jī)物；進(jìn)水過程是連續(xù)

6、的；比SBR法的抗沖擊能 力更好。4發(fā)酵類廢水處理工藝1) 好氧移動(dòng)床生物膜法 (MBBR)MBBR是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器 中的生物量及生物種類， 從而提高反應(yīng)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(shí)候，與水呈完全混合 狀態(tài)，微生物生長的環(huán)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(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載 體內(nèi)外均具有不同的生物種類， 內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌， 外部 為好養(yǎng)菌， 這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器， 使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)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

7、，兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮附著生物膜和懸浮活性污泥兩者的優(yōu)勢(shì)。與普通的填料相比，動(dòng)力消耗極低，可以和廢水頻繁且多次的MBER好氛反應(yīng)器的示憊圖 T曝汽管 > 嚟氣頭® > If環(huán)箱扳1上下循環(huán)導(dǎo)涼板 些!隔葛導(dǎo)堿板 1防止靖料舐失 T訪止填料沉積進(jìn)行接觸，因此稱為“移動(dòng)的生物膜”。MBBF內(nèi)微生物種類 繁多，其各微生物專 性強(qiáng)；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(zhì)量濃度最高可達(dá) 3040 g/L ,可以在填料單元內(nèi)形成 從細(xì)菌-原生動(dòng)物-后生動(dòng)物的食物鏈； 污泥沉降性能強(qiáng)，便于固液 分離；同時(shí)能夠處理低濃度的污水。2

8、）特異性流化生物膜法（SMBBR）SMBB工藝技術(shù)是基于MBBR勺一種改進(jìn)技術(shù)。根據(jù)MBBR勺特點(diǎn), 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乍為菌種，組合成SMBB工藝。SMBB與傳統(tǒng)的MBBR勺運(yùn)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物膜，當(dāng)廢水以一定的流速流過填 料時(shí)，生物膜中的微生物能夠吸收分解水中的有機(jī)物， 從而使污水得到凈化，同時(shí)微生物得到增殖，生物膜也逐漸增厚。當(dāng)生物膜達(dá)到一 定厚度時(shí)，由于向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散的氧受到限制， 從而內(nèi)層則會(huì)呈缺 氧甚至厭氧狀態(tài)，但其表面仍然是好氧狀態(tài)，形成厭氧一好氧的有效 處理機(jī)

9、制。txl曝氣筲鼓風(fēng)機(jī)房廠溢流口（出水口）高水位排水閥-I中水位排水閥低水位排水閥發(fā)酵類廢水工藝流程案例SMBB工藝和CASSE藝相比，SMBB單位容積反應(yīng)器內(nèi)微生物量 為CASST藝的520倍，處理能力強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)、水量、水溫變動(dòng)的適 應(yīng)性強(qiáng)。SMBB不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，能保證出水懸浮物含量較低， 運(yùn)行管理方便。并且剩余污泥產(chǎn)量為 CASS池的1/4，污泥處置費(fèi)用 低。食物鏈較長，生物膜內(nèi)同時(shí)存在硝化與反硝化反應(yīng)，所需空間少、 占地省。而且COD負(fù)荷率高，空氣氧的利用率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) 且不需要設(shè)置回流裝置，能量消耗較低。1.案例一某公司主要生產(chǎn)輔酶Q10廢水主要污染物為生物發(fā)酵剩余的營

10、養(yǎng)物質(zhì)、生物代謝產(chǎn)物等。原水的水質(zhì)水量變化較大，其成分復(fù)雜，碳氮營養(yǎng)比例失調(diào)（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(chǎn)生泡沫，含有具有抑菌作用的難降解物質(zhì)。waCOD/ ( mg/L)NHa-N/ (rng/L)Wl mg/L TP/( mg/ L J色1卻倍數(shù)值970-2000310-37027063037-50150007-822-26均值1185417717<37.7124表1原水水質(zhì)情況斑佰1pH®6'9企佃燉拄板口2色農(nóng)乍辱點(diǎn)363.0A五H生化專氫呈（EDD5 ）40(30)5( COCTcr)120 (100 )35<2S)*

11、770(50)aL094C (30)10ete住（七審性蘭童）0,1IL3+012息刼it物0.5表2魴建全業(yè)狀虧樂伽曲濃直限値（單位:ing.L（pH色廈除外】）圖2 CASS工藝流程通過此對(duì)比實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，SMBB工藝對(duì)去除發(fā)酵廢水中TP、色 度、SS的優(yōu)勢(shì)更為明顯。SMBB對(duì)NH3-N COD勺去除相比于CASSE 藝無明顯優(yōu)勢(shì)，但抗沖擊能力較強(qiáng)，出水相對(duì)穩(wěn)定，相同運(yùn)行參數(shù)下 處理發(fā)酵類制藥廢水，SMBB工藝效果優(yōu)于CASSE藝。2.案例二浙江仙居縣某制藥有限公司主要生產(chǎn)皮質(zhì)激素、性激素、孕激素, 同時(shí)還生產(chǎn)肌松類等產(chǎn)品，生產(chǎn)廢水水量為 1950 m3/d,具有pH低、 CODCr高、成

12、分復(fù)雜等特點(diǎn)。根據(jù)來源和水質(zhì)主要為高濃度廢水、發(fā) 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(jīng)蒸發(fā)回收）。通過試驗(yàn)及前期調(diào)研水質(zhì)特點(diǎn)， 擬采用一級(jí)氣浮一兼氧一MBBSBR-斜管沉池一二級(jí)氣浮工藝對(duì)其 進(jìn)行處理，要求出水CODCrv400mg/L達(dá)到污水排入城市下水道 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ 3082 1999）要求，車間廢水類別及其水量水質(zhì)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(fā)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(zhì)PAM、細(xì)氣i

13、NaiSffifftJtfS 水 糧驢水y 發(fā)稍股水迖標(biāo)排放一二圾I浮抱一 SIIR?®M BB G屜卜片麗卜盤7鬲麗收集池2圖5 廢水處理工藝流程項(xiàng)目pHCODc( mg/L)高濃度廢水1349850一級(jí)氣浮出水34985均質(zhì)池廢水7858006600兼氧池25002800SBR也廢水500600二級(jí)氣浮池出水78135200標(biāo)準(zhǔn)值69150表四 系統(tǒng)對(duì)廢水的處理效果工程采用一級(jí)氣浮一兼氧一 MBB SBF二級(jí)氣浮工藝，既提高 了高濃度廢水的可生化性，提高了其有機(jī)物降解能力，又有兩級(jí)生化 系統(tǒng)以及二級(jí)組合氣浮出水作保證。系統(tǒng)從投產(chǎn)運(yùn)行至今一年多來 ， 一直穩(wěn)定運(yùn)行，出水滿足污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (CJ 3082 1999)要求。四、參