发酵类制药废水处理工艺研究
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第 ２４期
张春红，等：发酵类制药废水处理工艺研究
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资源与环境
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发酵类制药废水处理工艺研究
张春红，左 慧
（天方药业有限公司 环保节能部，河南 驻马店 ４６３０００）
摘要：发酵类制药废水成分复杂、有机物浓度高、具有生物毒性、可生化性差且水质波动大，是治理难度大的有毒有机废水之一。本文分 析了发酵类制药废水的来源和特性，总结了制药废水物理、生物和化学处理技术，提出了应选用优化的组合工艺处理制药废水以提高废 水处理效果。 关键词：制药废水；物化处理法；生物处理法；化学处理法 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１７）２４－０１８３－０１
１ 发酵类制药的生产流程包括
微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程。 排放的废水主要来自提取工艺的结晶液、废母液、洗涤废水、冷 却水等。废水中的污染物主要来源于产品发酵过程中残留的 培养基、菌丝体、代 谢 产 物 和 有 机 溶 剂 等，成 分 复 杂、有 机 物 浓 度高、具有生物毒性、可生化性差且水质波动大，是治理难度大 的有毒有机废水之一。
膜分离法是利用分离膜具有选择透过性的特点，在外力作 用下对污水等组 分 进 行 分 离、提 纯 等。 根 据 制 药 废 水 的 不 同， 又可以把膜分离法分为渗析和渗透。该方法具有能耗低、分离 效率高、操作简单、无 二 次 污 染 等 优 点。 目 前 在 工 业 污 水 处 理 过程中有着广泛的应用。
某制药厂抗生素废水分别采用 ＩＣ厌氧和 ＵＢＦ处理，ＩＣ和 ＵＢＦ对 ＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ５的去除率分别为 ５６．３％、８３．２％、９０． １％ 和 ７１．５％、８０．７％、９１．３％；对厌氧处理出水再经过好氧 处理后，出水达到《发酵类制药工业水污染物间接排放标准》标 准 Ｂ。
２．３ 化学处理法
应用于处理抗生素生产废水的化学法主要有：主要包括氧 化法、电解法以及 高 级 氧 化 法 等 方 法，通 常 作 为 制 药 废 水 的 预 处理过程或者是后续的强化处理工艺。作为废水处理氧化剂 的一种，高铁 酸 盐 是 一 种 绿 色 净 水 剂，有 效 成 分 是 高 铁 酸 根 ＦｅＯ４－２。分子中的铁呈 ＋６价，具有很强的氧化性，能够降解有 机物和消 毒。同 时，反 应 过 后 的 还 原 产 物 是 氢 氧 化 铁 Ｆｅ（ ＯＨ）３，在溶液中 呈 胶 体，能 够 将 水 中 的 悬 浮 物 聚 集 形 成 沉 淀。 某制药厂对好氧池出水使用高铁酸盐氧化法处理，ＣＯＤ去除率 达到 ５０％以上。某制药厂对（克林霉素磷酸酯 ＋阿托）废水中 试采用了 Ｆｅｎｔｏｎ法作为深度处理方法，ＣＯＤ由 １９６ｍｇ／Ｌ下降 到 ４１ｍｇ／Ｌ，效果显著。
吸附法是通过吸附材料对污染物的吸附特性，降低污染物 质的含量。常见的 吸 附 剂 主 要 有 活 性 炭、吸 附 树 脂、腐 殖 酸 等 材料。其中活性炭是一种主要的介质。活性炭具有很多孔，在
它的表面有很多 很 细 的 微 孔，正 是 由 于 这 些 原 因，活 性 炭 在 所 有物理介质中，它 的 吸 附 能 力 是 最 强 的，能 够 有 效 减 少 废 水 中 的色度、臭味、消毒副产物、重金属等。
混凝沉淀是制药废水中最常见的深度处理工艺。采用混 凝沉淀法作 为 深 度 处 理 工 艺 对 某 制 药 废 水 进 行 了 中 试 研 究。 实验结果显示，处理后的废水 ＣＯＤ浓度从 ２０４ｍｇ／Ｌ处理到出 水 ７０ｍｇ／Ｌ左右，去除率达到 ６５．７％。采用混凝沉淀法作为预 处理工艺对某发酵废水进行的中试研究结果显示处理后的废 水 ＣＯＤ浓度从 １４７８ｍｇ／Ｌ处理到 ６８１ｍｇ／Ｌ左右，去除率达到 ５４％，处理效果显著，为 选 择 有 效 的 生 化 处 理 工 艺 创 造 了 有 利 的条件。
２．２ 生物处理法
生物处理技术一般包括：好氧处理法、厌氧处理法、光合细 菌处理法等。主要是通过微生物的合成和分解等作用降解废 水中的污染物。由于发酵类制药废水 ＣＯＤ高，成分复杂，单独 运用一种生物处理方法难以实现达标排放，所以厌氧 －好氧组 合处理即成为抗生素生产废水的主要处理流程。在对某制药 厂废水处理中试研究结果显示采用 ＡＢＲ－普通活性污泥法工 艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９４．７％，采用水解酸化 －双级 ＵＢＦ－ ＣＡＳＳ工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９４．３％，采用水解酸化 －ＥＧＳＢ －ＳＢＲ－生物流化床工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９５．７％，采用水 解酸化 －ＵＢＦ－普通活性污泥工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ８６． １％，且各水质指标均满足《化学合成类制药工业水污染间接排 放标准》标准 Ｂ。
２ 发酵类制药废水处理方法
发酵类制药废水的处理方法可归纳为以下几种：物理处理 方法、生物处理方法、化学处理方法等。
２．１ 物理处理方法
由于发酵类制药 废 水 成 分 复 杂、有 机 物 浓 度 高、具 有 生 物 毒性、可生化性差，所 以 直 接 进 入 生 化 单 元 会 造 成 废 水 处 理 效 果差，成本高等问题。因此一般采用物理处理方法作为后续生 化处理的预处理方法以降低水中的悬浮物和减少废水中的生 物抑制性物质，或 用 作 深 度 处 理 实 现 处 理 出 水 达 标 排 放，或 实 现废水中有用物质的回收。目前抗生素生产废水处理方面，应 用的物理处理方法主要包括：混凝沉淀、气浮、膜分离、吸附法 和吹脱等。
气浮法的原 理 是 设 法 使 水 中 产 生 大 量 的 微 气 泡，以 形 成 水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力 和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在废 水中的污染物上，因 粘 合 体 密 度 小 于 水 而 上 浮 到 水 面，实 现 固 液或液液分离的过程。某制药厂采用浅层气浮装置对制药废 水进行预处理，在适当 的 药 剂 配 合 下，ＳＳ的 平 均 去 除 率 可 在 ９０％左右，ＣＯＤｃｒ的平均去除率可在 １０％左右。
吹脱法是将废水的 ｐＨ值调节至碱性，使离子态铵转化为 分子态氨，再 将 废 气 与 气 体 接 触，使 氨 氮 从 液 相 转 移 到 气 相。 该法去除氨氮具有效果较好、操作简便、易于控制等优点，是目 前常用的物化脱氮技术，刘华等人利用蒸氨 ／氨吹脱两级工艺 处理高浓度氨氮废水，氨脱除率达到 ９０％以上。
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发酵类制药废水处理工艺研究
张春红，左 慧
（天方药业有限公司 环保节能部，河南 驻马店 ４６３０００）
摘要：发酵类制药废水成分复杂、有机物浓度高、具有生物毒性、可生化性差且水质波动大，是治理难度大的有毒有机废水之一。本文分 析了发酵类制药废水的来源和特性，总结了制药废水物理、生物和化学处理技术，提出了应选用优化的组合工艺处理制药废水以提高废 水处理效果。 关键词：制药废水；物化处理法；生物处理法；化学处理法 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１７）２４－０１８３－０１
１ 发酵类制药的生产流程包括
微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程。 排放的废水主要来自提取工艺的结晶液、废母液、洗涤废水、冷 却水等。废水中的污染物主要来源于产品发酵过程中残留的 培养基、菌丝体、代 谢 产 物 和 有 机 溶 剂 等，成 分 复 杂、有 机 物 浓 度高、具有生物毒性、可生化性差且水质波动大，是治理难度大 的有毒有机废水之一。
膜分离法是利用分离膜具有选择透过性的特点，在外力作 用下对污水等组 分 进 行 分 离、提 纯 等。 根 据 制 药 废 水 的 不 同， 又可以把膜分离法分为渗析和渗透。该方法具有能耗低、分离 效率高、操作简单、无 二 次 污 染 等 优 点。 目 前 在 工 业 污 水 处 理 过程中有着广泛的应用。
某制药厂抗生素废水分别采用 ＩＣ厌氧和 ＵＢＦ处理，ＩＣ和 ＵＢＦ对 ＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ５的去除率分别为 ５６．３％、８３．２％、９０． １％ 和 ７１．５％、８０．７％、９１．３％；对厌氧处理出水再经过好氧 处理后，出水达到《发酵类制药工业水污染物间接排放标准》标 准 Ｂ。
２．３ 化学处理法
应用于处理抗生素生产废水的化学法主要有：主要包括氧 化法、电解法以及 高 级 氧 化 法 等 方 法，通 常 作 为 制 药 废 水 的 预 处理过程或者是后续的强化处理工艺。作为废水处理氧化剂 的一种，高铁 酸 盐 是 一 种 绿 色 净 水 剂，有 效 成 分 是 高 铁 酸 根 ＦｅＯ４－２。分子中的铁呈 ＋６价，具有很强的氧化性，能够降解有 机物和消 毒。同 时，反 应 过 后 的 还 原 产 物 是 氢 氧 化 铁 Ｆｅ（ ＯＨ）３，在溶液中 呈 胶 体，能 够 将 水 中 的 悬 浮 物 聚 集 形 成 沉 淀。 某制药厂对好氧池出水使用高铁酸盐氧化法处理，ＣＯＤ去除率 达到 ５０％以上。某制药厂对（克林霉素磷酸酯 ＋阿托）废水中 试采用了 Ｆｅｎｔｏｎ法作为深度处理方法，ＣＯＤ由 １９６ｍｇ／Ｌ下降 到 ４１ｍｇ／Ｌ，效果显著。
吸附法是通过吸附材料对污染物的吸附特性，降低污染物 质的含量。常见的 吸 附 剂 主 要 有 活 性 炭、吸 附 树 脂、腐 殖 酸 等 材料。其中活性炭是一种主要的介质。活性炭具有很多孔，在
它的表面有很多 很 细 的 微 孔，正 是 由 于 这 些 原 因，活 性 炭 在 所 有物理介质中，它 的 吸 附 能 力 是 最 强 的，能 够 有 效 减 少 废 水 中 的色度、臭味、消毒副产物、重金属等。
混凝沉淀是制药废水中最常见的深度处理工艺。采用混 凝沉淀法作 为 深 度 处 理 工 艺 对 某 制 药 废 水 进 行 了 中 试 研 究。 实验结果显示，处理后的废水 ＣＯＤ浓度从 ２０４ｍｇ／Ｌ处理到出 水 ７０ｍｇ／Ｌ左右，去除率达到 ６５．７％。采用混凝沉淀法作为预 处理工艺对某发酵废水进行的中试研究结果显示处理后的废 水 ＣＯＤ浓度从 １４７８ｍｇ／Ｌ处理到 ６８１ｍｇ／Ｌ左右，去除率达到 ５４％，处理效果显著，为 选 择 有 效 的 生 化 处 理 工 艺 创 造 了 有 利 的条件。
２．２ 生物处理法
生物处理技术一般包括：好氧处理法、厌氧处理法、光合细 菌处理法等。主要是通过微生物的合成和分解等作用降解废 水中的污染物。由于发酵类制药废水 ＣＯＤ高，成分复杂，单独 运用一种生物处理方法难以实现达标排放，所以厌氧 －好氧组 合处理即成为抗生素生产废水的主要处理流程。在对某制药 厂废水处理中试研究结果显示采用 ＡＢＲ－普通活性污泥法工 艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９４．７％，采用水解酸化 －双级 ＵＢＦ－ ＣＡＳＳ工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９４．３％，采用水解酸化 －ＥＧＳＢ －ＳＢＲ－生物流化床工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ９５．７％，采用水 解酸化 －ＵＢＦ－普通活性污泥工艺处理后 ＣＯＤ去除率为 ８６． １％，且各水质指标均满足《化学合成类制药工业水污染间接排 放标准》标准 Ｂ。
２ 发酵类制药废水处理方法
发酵类制药废水的处理方法可归纳为以下几种：物理处理 方法、生物处理方法、化学处理方法等。
２．１ 物理处理方法
由于发酵类制药 废 水 成 分 复 杂、有 机 物 浓 度 高、具 有 生 物 毒性、可生化性差，所 以 直 接 进 入 生 化 单 元 会 造 成 废 水 处 理 效 果差，成本高等问题。因此一般采用物理处理方法作为后续生 化处理的预处理方法以降低水中的悬浮物和减少废水中的生 物抑制性物质，或 用 作 深 度 处 理 实 现 处 理 出 水 达 标 排 放，或 实 现废水中有用物质的回收。目前抗生素生产废水处理方面，应 用的物理处理方法主要包括：混凝沉淀、气浮、膜分离、吸附法 和吹脱等。
气浮法的原 理 是 设 法 使 水 中 产 生 大 量 的 微 气 泡，以 形 成 水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力 和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在废 水中的污染物上，因 粘 合 体 密 度 小 于 水 而 上 浮 到 水 面，实 现 固 液或液液分离的过程。某制药厂采用浅层气浮装置对制药废 水进行预处理，在适当 的 药 剂 配 合 下，ＳＳ的 平 均 去 除 率 可 在 ９０％左右，ＣＯＤｃｒ的平均去除率可在 １０％左右。
吹脱法是将废水的 ｐＨ值调节至碱性，使离子态铵转化为 分子态氨，再 将 废 气 与 气 体 接 触，使 氨 氮 从 液 相 转 移 到 气 相。 该法去除氨氮具有效果较好、操作简便、易于控制等优点，是目 前常用的物化脱氮技术，刘华等人利用蒸氨 ／氨吹脱两级工艺 处理高浓度氨氮废水，氨脱除率达到 ９０％以上。