发酵类制药废水处理工艺的优化

随着我国医药行业的快速崛起，在医药制造行业的产能位居世界前列，同时也是世界首屈一指的化学药品及生物药品制造尤其是原料药的出口地。发酵类制药技术充分利用了微生物的生长特点，具有广阔的市场前景，在目前的药物生产中占主要地位。

发酵类制药主要是通过发酵的方法产生抗生素和其他活性成分,然后再经过分离、纯化、精制等工序生产出药品的过程。在生产过程中会排出大量高有机物的废水，且废水中含有大量抑制生物生长的因子。此类药物包括抗生素、维生素、氨基酸、核算、有机酸、辅酶、酶抑制剂、激素、免疫调节物质以及其他生理活动物质。

 

发酵类工艺流程及产水环节

一、发酵类废水的水质特点

（1）排污节点多，污染程度不同，有利于清污分流。

（2)污染物浓度高，如废母液、废滤液等COD值一般都在1万mg/L 以上，有的企业COD值甚至在10万mg/L以上。    

（3）高浓度废水间歇排放，性质变化较大，所需调节池容积较大。    

（4)废水中含有有机物难以降解，甚至对微生物有抑制作用的物质。生产过程中投加破乳剂、消泡剂、草酸盐及残余抗生素等达到一定浓度会对微生物的活动产生抑制作用。    

（5）含氮量高。发酵生物制药废水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，普通的生物处理后氨氮往往不达标，有的时候氨氮甚至不降反增。发酵废液的BOD5/N一般在1-4之间，这与生物处理的营养要求有较大差距，严重影响了微生物的生长与代谢。（6）硫酸盐浓度高。硫酸铵是发酵源之一，硫酸是提炼与精制过程中的PH调节剂，大量使用硫酸铵和硫酸容易造成废水中硫酸盐浓度过高，给厌氧和好氧处理带来很大困难。    

（7）发酵生物制药废水的色度一般较高。

二、发酵制药废水处理现状

 

根据《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903-2008）的标准，发酵类制药废水排放需满足以下要求：COD=120mg/L；BOD=40mg/L；氨氮≤35mg/L；废水中残留的抗生素和高浓度有机物使传统的生化处理难以满足新的排放标准，因为残留的抗生素对微生物具有抑制作用，使得后期生化处理效率较低。

后期引进高级氧化工艺（芬顿氧化等）存在运行费用高，管理麻烦等弊病，后处理工艺一般都采用的普通厌氧和传统UASB,没有根据发酵类制药废水的特性制定有针对性的工艺改造。

发酵类制药废水处理工艺选择：预处理+水解酸化+UASB+缺氧+生物接触氧化+斜管沉淀

预处理，可使用混凝沉淀、气浮法、芬顿氧化法、Fe-C微电解法等物化法进行处理，可以降低毒性并提高废水可生化性，达到生化处理系统的条件。采用的方法需要根据废水浓度、组成成份以及生产工艺决定。

预处理后，用提升泵将污水提升至水解酸化调节池，进行水质水量、温度、PH的调节后，出水自流到水解酸化池。利用水解菌、酸化菌将水中不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而提高废水的可生化性，为后续生化处理提供良好的水质环境。

经过水解酸化后的污水，自流到调节池，进行水质水量、温度、PH的调节后，再由提升泵泵入上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。

在上流式厌氧污泥床反应器（UASB）中，利用颗粒污泥的高效降解作用，为混合厌氧消化过程中的甲烷化阶段提供基质，并在产甲烷菌作用下，将污水中的大部分有机物分解成二氧化碳和甲烷，去除大部分的有机污染物，降低后续好氧处理的有机负荷。

上流式厌氧污泥床反应器（UASB）出水自流到缺氧池，为污水提供缺氧状态，使反硝化菌发生反硝化反应。反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气中。

缺氧后端再配合好氧工艺，目的是降解残留的小分子有机物，并将氨氮转化成硝态氮，去除氨氮。生物接触氧化法，是一种以生物膜法为主，兼有活性污泥法的生物处理装置，通过鼓风机提供氧源，使废水中的有机物与池内生物膜充分接触，经生物吸附、降解作用，使水质得到净化。

污水经接触氧化池后自流入斜管沉淀池。在斜管沉淀池中利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除。斜管沉淀增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。缩短了颗粒沉降距离，缩短了沉淀时间。斜管沉淀池污泥一部分输送到好氧池补充生化池流失的污泥，剩余污泥污泥排放到污泥池进行浓缩，浓缩后输送到板框压滤机进行压滤脱水。

发酵类制药废水处理经过处理后，废水中还有可能含有不能去除的结构稳定、生物难降解、对生物高度阻抗作用的污染物，可加以采用砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、催化氧化法等方法进行深度处理，经处理后的废水可以稳定达到排放标准。