SBR法处理制药废水的应用概况

1作者简介：李论(1984~)，女，硕士研究生，主要研究方向：水污染治理。1SBR法处理制药废水的应用概况李论1，李昌春2，牛奕娜3，肖晶晶3，张敏芝3（北京北华中清环境工程技术有限公司技术与研发部，北京，100025）摘要：制药废水所含污染物种类多、成分杂，已经成为我国环境污染的一个重要问题。利用SBR法及其组合工艺处理制药废水可以得到较好的出水水质。SBR法除了工艺本身固有的无需二沉池、无需污泥回流、耐冲击等一些特点外，其完全混合流态设计能够适应制药废水高浓度的特性，COD去除率能够达到90%，甚至高于90%。随着SBR法处理制药废水的实验研究的不断深入和在工程实例中的应用，将会在中小企业制药废水处理中发挥巨大作用。关键词：SBR；制药废水Abstract:thepollutantsarevariousandcomplicatedinthedrugsmanufacturewastewaterwhichisgettingseriousinourcountry.Itcanobtainbettereffluentqualitybyusingthetechniqueofsequencingbatchreactor(SBR)andthecombinationprocess.Inadditiontothecharacteristicsofwithoutsecondarysedimentationtank,noneedreturnsludgeandimpactresistance,theexcogitationofthecompletelymixedstateissuitfordisposingthedrugsmanufacturewastewater,theCODremovalratecanbe90%orhigher.Alongwiththedeep-goingoftheresearchfordisposingthedrugsmanufacturewastewaterbyusingSBR,itwillbeanimportantroleinthesmallandmedium-sizedcompany.Keywords:SBR;drugsmanufacturewastewater1.绪论随着我国工业的飞速发展，制药废水的排放量剧增，由此带来的水质污染已成为我国环境污染的一个主要问题。制药废水成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，加上复杂的综合作用、累积作用、富集作用进入环境系统，参加了大气环流、水循环、元素的循环，进入或作用于生态系统及人体，危及生态正常平衡、人体健康以至遗传因子，造成了当代众所周知的环境污染问题、环境公害事件，引起了全人类的关注错误!未找到引用源。。制药废水的特点是成分复杂，COD、色度、盐分和有毒难降解物质含量高。治理这类工业废水的方法主要有物理法、化学法、物理化学法简称物化法、生物法及其相互之间的组合技术等错误!未找到引用源。。2.制药废水特点制药工业按生产工艺过程可分为生物制药和化学制药两大类，还有一类采用物理或化学的方法从动、植物中提取或直接形成药物的制药生产方式。在众多的制药产品中，抗生素无论从其作用和影响，还是产品种类、产量以及生产工艺特点等各方面来看，都具有代表意义。抗生素种类繁多，生产方式多样，上述制药生产方式都可以生产不同的抗生素，其中以生物发酵形式最为多见。同时，在众多发酵工程制药产品中，抗生素也是目前国内外研究和生产最多的，制药行业废水在工业废水总量中占有相当大的比重，而其污染物排放总量也占有相当大2的比重。2.1发酵类生物制药废水的特点发酵类生物制药的过程是通过微生物生命活动，产生可以作为药物或药物中间体的物质，在通过各种分离方式将它们分离出来的过程，此类物质包括抗生素、维生素、氨基酸、核酸、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。此类物质的生产过程排放的废水可以分为四类：①主生产过程排水。此类排水是最重要的一类废水，包括废滤液（从菌体中提取药物）、废母液（从滤液中提取药物）、其他母液、溶剂回收残液等。②辅助过程排水。包括工艺冷却水（如发酵罐、消毒设备冷却水）、动力设备冷却水（如空气压缩机冷却水、制冷机冷却水）、循环冷却水系统排污、水环真空设备排水、去离子水制备过程排水、蒸馏（加热）设备冷凝水等。此类废水污染物浓度低，但是水量大，并且季节性强，企业间差异大，此类废水也是近年来企业节水的目标。需要注意的是一些水环真空设备排水含有溶剂，COD浓度很高。③冲洗水。包括容器设备冲洗水（如发酵罐冲洗水等）、过滤设备冲洗水、树脂柱（罐）冲洗水、地面冲洗水等。其中过滤设备冲洗水污染浓度也很高，主要是悬浮物，如果控制不当，也会成为重要污染源；树脂柱（罐）冲洗水水量也比较大，初期冲洗水污染物浓度高，并且酸碱性变化大，也是一类重要废水。④生活污水。与企业的人数、生活习惯、管理状态有关。但不是主要废水。发酵类制药废水其特点可以归纳为以下几点：a)排水点多，高、低浓度废水单独排放，有利于清污分流；b)高浓度废水间接排放，酸碱性和温度变化大，需要较大的收集和调节装置；c)污染物浓度高；d)碳氮比低。发酵过程为满足发酵微生物次级代谢过程特定要求，一般控制生产发酵的C/N为4:1左右，这样废发酵液中的BOD5/N一般在1~4之间，与废水处理微生物的营养要求（好氧20:1，厌氧(40~60):1）相距甚远，严重影响微生物的生长与代谢，不利于提高废水生物处理的负荷与效率；e)发酵生物制药废水一般色度较高，含氮量高；f)废水中含有微生物难以降解甚至对微生物有抑制作用的物质。发酵或提取过程中投加的有机或无机盐类，如硫酸盐等。2.2化学制药废水的特点化学制药是采用化学方法使有机物或无机物通过化学反应生成的合成物，而生物制药在发酵、提炼等过程也采用多级化学反应。与发酵生物制药相比，化学制药废水的产生量要小，并且污染物明确，种类也相对较少，但是，也有其自身的特点：①浓度高，废水中残余的反应物，生成物，溶剂，催化剂等浓度高，COD浓度值可高达几十毫克每升；②含盐量高，无机盐往往是合成反应的副反应，残留到母液中；③pH值变化大，导致酸水或碱水排放，中和反应的酸碱耗量大；④废水中成分单一，营养源不足，培养微生物困难；3⑤一些原料或产物具有生物毒性，或难生物降解，如酚类，苯胺类化合物，重金属，苯系物，卤代烃溶剂等。2.3其他制药废水的特点①植物提取类制药废水植物提取制药是指从植物中提取具有药效的物质，这些物质可以是明确的单一物质，也可以是植物中的一部分成分，甚至可以是全部成分。植物提取类制药废水污染物因品种不同差异很大，COD浓度从数百毫克每升至数千毫克每升不等。部分植物提取制药过程与从菌体中提取产品的发酵类生物制药过程很相似，此类过程的污水排放情况也与发酵类生物制药类似。②生物制品废水生物制品一般是从动物内脏、组织或血液中培养或提取的，其生产废水中往往混有较多的动物皮毛、组织和器官碎屑，废水中脂肪、蛋白含量较高，有的还含有氮环类及噁唑环类有机物质。根据不同药物和工艺，含有培养基或提取药剂的残余有机物，废水一般可生化性尚可。③制剂生产废水各类药物成为最终产品即制剂生产过程，这类制药废水主要是原料和生产器具洗涤水和设备、地面冲洗水，污染程度不高，但由于这类生产企业的废水排放标准相对严格，一般所含污染物较少，也需进行适当的处理。3.制药废水处理方法概述制药工业废水常用的处理方法大多为：物化法、生物法、物化和生物组合工艺等。物化法主要有混凝沉淀法、气浮法、吸附法和吹脱法；生物法主要有序批式间歇活性污泥法(SBR法)、普通活性污泥法、生物接触氧化法、上流式厌氧污泥床(UASB)法、复合式厌氧反应器、光合细菌处理法(PSB)；组合工艺主要有絮凝沉淀+水解酸化+SBR工艺、电解法和SBR法相结合、复合式厌氧-好氧反应器、气浮-水解-好氧工艺处理制药废水。制药废水种类繁多，选择什么样的治理技术路线取决于废水的性质。由于制药废水普遍具有浓度高、色度深、可生化性较差的特点，一般通过预处理以提高废水的可生化性和初步去除污染物，再结合生化处理。SBR法之所以在制药废水治理中能够广泛应用，除了工艺本身无需二沉池、无需污泥回流、耐冲击等一些特点外，最主要的原因是其完全混合流态设计能够适应制药废水高浓度的特性，目前运行的几家大型制药废水治理项目，SBR进水COD浓度一般都超过2000mg/L，有的高达4000~5000mg/L，甚至更高，出水水质仍然能够保持较好，COD去除率能够达到90%，甚至高于90%。另外，相对静止的沉淀条件和生物选择器的设置有利于反应器内保持高的污泥浓度，运行良好的SBR反应器内的MLSS都能达到4000~6000mg/L，也是SBR能够很好发挥作用的重要原因。相对传统活性污泥法、接触氧化法和氧化沟工艺，SBR法优势明显，因此得到了广泛应用。4表1SBR法及其组合工艺处理制药废水的处理效果与技术参数名称水质水量处理工艺处理效果山东省福胶集团错误!未找到引用源。废水量：800m3/d，pH：6-9，SS：1000mg/L，COD：1800mg/L，BOD5：1200mg/L，色度/倍数：500。SBR二级处理工艺出水COD＜100mg/L，去除率90.2%。SS＜55mg/L，去除率75.1%。经处理达到国家规定的二级排放标准(GB8978-1996)。吉林敖东药业集团口服液车间错误!未找到引用源。废水量：70m3/d，COD浓度平均：2500mg/L，BOD5：1500mg/L，SS：200mg/L，pH值：6.6~7.7，混合废水呈黄褐色。SBR工艺出水COD浓度158.3mg/L，BOD583.7mg/L，SS100mg/L，SVI值一直在80mL/g。山东省某阿胶企业集团错误!未找到引用源。废水水量：800m3/d，COD：1800mg/L，BOD5：1200mg/L，SS：1000mg/L，色度：500倍。SBR工艺COD的去除率一般为85%江西东风制药厂错误!未找到引用源。(青霉素)废水水量：1650m3/d545tCOD/dSBR+生物接触氧化池+气浮出水可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中二级标准，即COD300mg/L。河南省平顶山市某制药厂土霉素生产废水错误!未找到引用源。废水量130m3/d，COD4500~5500mg/L，BOD52100mg/L，SS1000mg/L，pH：5~6。UASB-SBR工艺达到了GB8978-1996二级排放标准。河南省驻马店市华中正大有限公司错误!未找到引用源。废水量3000-4000m3/d，COD：15244mg/L，pH：6.22BOD5：7654mg/L，SS：1102mg/L，TKN：626mg/L，NH3-N：260mg/L，IC+SBR工艺NH3-N：小于30mg/L，出水水质良好。5赤霉素废水错误!未找到引用源。水量：85m3/d，COD：3000mg/LBOD5：800mg/LpH：6-7UASB-SBR-接触氧化工艺出水经沉淀池后COD在300mg/L以下，满足GB8978—1996中的二级排放标准广西中医学院制药厂错误!未找到引用源。废水水量：100m3/d，COD：8690mg/L，BOD5：6720mg/L，SS：111mg/L，pH值：5.14，色度：150倍，氨氮：0.581mg/L水解—SBR—接触氧化工艺废水中主要污染物指标均优于《污水综合排放标准》GB8978—1996第二类污染物最高允许排放浓度一级排放标准。中药制药废水错误!未找到引用源。废水量为3000m3/d，COD：5000-5500mg/L，BOD5：2600-2800mg/L，SS：1200-1400mg/L，pH：6-8加压气浮+水解酸化+SBR组合工艺COD可控制在160-280mg/L色度小于50倍，氨氮含量10mg/L左右湖北省仙桃市中药厂错误!未找到引用源。废水水量：25~4