国内发酵类制药废水处理的现状与分析朱文杰

技术与研究.287.国内发酵类制药废水处理的现状与分析朱文杰陈建华苏建文(山东新时代药业有限公司)摘要:制药行业属于国家环保治理规划的重点行业,本文基于对国内发酵制药行业的调研,对各种发酵制药度水的特点、处理工艺,以及国内企业的处理情况进行了总结,并针对国家排放标准的提高提出了应对的措施.关键词:发酵;制药;皮水;处理l前言发酵类药物是通过微生物发酵的方法产生活性成分,然后经过分离、纯化、精制等工序得到的一类药物。发酵类药物是从抗生素的生产发展起来的,除抗生素外还包括维生素、氨基酸等种类,其生产过程一般都需要经过菌种筛选、种子制备、微生物发酵、发酵液预处理和固液分离、提炼纯化、精制、干燥、包装等步骤,生产过程中有大量高浓度的有机废水产生。基于对国内发酵制药行业的调研,本文对各种发酵制药废水的特点、处理工艺、以及国内企业的处理情况进行了总结,并针对国家排放标准的提高提出了应对的措施。2发酵制药废水的种类和特点在发酵类药物中,抗生素类占发酵类药物产量的26.6%,其生产过程产生的废水污染物浓度高、水量大,废水中所含成份主要为发酵残余物、破乳剂和残留抗生素效价及其降解物,还有抗生素提取过程中残留的各种有机溶剂和一些无机盐类等。废水成份较为复杂、碳氮营养比例失调(氮源过剩),含有大量硫酸盐,废水带有较重的颜色和气味,悬浮物含量高,易产生泡沫,含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素,并且有毒性等,这类废水难生化降解。维生素类药物占发酵药物产量的72.1%。工业生产上目前已有微生物发酵方法制备的维生素有维生素BI、BZ、B12、H和原维生素lA,并用微生物转化反应完成维生素C合成中的关键步骤。维生素生产废水主要来自洗罐水、母液及釜残。其特点是:①排放量大,污染物浓度高。②高浓度有机废水多为间歇排放,造成排水水质不均匀。③废水中主要含有有机污染物,水质偏酸性,另外还含有氮、磷及无机盐,废水可生化性好.氨基酸产量仅占发酵药的1.%1,主要排放的废水为发酵罐气体洗涤水、蒸发气洗涤水和树脂洗涤水,水中含有蛋白、糖等。某些具有副产品生产能力的氨基酸生产企业,废水还部分来源于副产品车间蒸发结晶工序及制肥车间等,废水中主要含有氨氮等。3发酵制药废水的处理工艺作为最早生产的发酵类药物,抗生素生产废水治理的研究也开展的较早,其治理多采用以生化处理为主的工艺,如早期的混合稀释好氧生化法处理抗生素生产废水。高浓度废水首先通过高倍的清洁废水稀释,降低其生化抑制影响后,再采用传统的好氧生化处理方法使废水中有机污染物得到降解。如20世纪60年代初至80年代中期,德国的拜尔公司、美国的礼莱、李得尔、惠斯等公司以及80年代初期建立起污水处理装置的国内制药企业均采用了这一处理方法。采用这种处理方法工艺简单,污染物去除效果稳定,但处理过程需要将废水中的污染物稀释到很低的浓度,才能进行生化处理,需用的稀释水量和能耗·288·沂蒙科技论坛论文选编很大。近年随着废水处理技术发展和企业节水工作的推进,混合稀释好氧生化法处理法已逐步被适合处理较高浓度废水的方法所代替。目前对于抗生素生产废水的治理,主要采用预处理一水解(或厌氧)一好氧组合生化处理工艺,高浓度废水首先经预处理、厌氧生化,其出水与低浓度废水混合再进行好氧生化(或水解一好氧生化)处理;或采用高浓度废水先与其它废水混合,然后采用预处理、好氧(或水解-好氧)生化处理的流程。其工艺流程见图l:废水调节厂月沉淀厌氧或水解好氧生化排放混凝沉淀图1抗生素废水的处理工艺在厌氧生化处理装置上,多采用厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧复合床反应器(UABS+AF)、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(GESB)等形式。好氧生化处理装置形式,在上世纪八十年代至九十年代初期,以活性污泥法、深井曝气法、生物接触氧化法为主,近年来则以水解一好氧生物接触氧化法以及不同类型的序批式活性污泥法居多。这些方法用于抗生素有机废水的处理,大部分企业的污水处理装置出水指标,基本可达到《污水综合排放标准BG8978一1996》二级标准的要求,排入设置二级污水处理厂城镇排水系统的企业装置出水,可稳定达到三级排放标准的要求。维生素类生产废水污染物浓度高,废水中主要含有有机污染物,另外还含有氮、磷及硫酸盐等,与抗生素废水相比,这类废水可生化性相对要好。对其废水的处理,目前国内几家生产维生素C的厂家主要采用厌氧一好氧生化处理工艺,污水处理装置的出水指标,基本都能达到《污水综合排放标准BG8978一1996》二级标准的要求。石家庄某药厂维生素C废水处理工艺采用上流式厌氧滤池技术,工艺流程如图营养盐碱液沼气咔燃烧废水配水池}一l进水姚厌氧滤池r’I沉淀池排放图2维生素生产废水的处理工艺在氨基酸废水的治理上,国内一些厂家采用厌氧(GESB)一好氧(CASS)结合的生物处理法进行污水处理。图3为某赖氨酸生产厂污水处理工艺流程图.臀丫她臀竿,房水中和出水图3赖氨酸生产废水处理工艺4国内企业处理情况对部分发酵类制药企业进行了排污情况调查,所采用的处理工艺如表1所示。技术与研究.289-表1国内发醉制药企业污水处理工艺企业名称处理工艺投资(万元/吨)运行(元/吨)1几户口口哎月O自D,l……RùO``.几111匕O甘某医药有限公司某制药集团有限公司某制药集团河北某药业有限公司哈药集团制药总厂联邦制药成都公司催化氧化一兼氧生化{ASS水解酸化一SBR一接触氧化絮凝沉淀一厌氧一好氧UASB{ASS水解酸化一气浮{ASS多效蒸发一水解酸化{ASS一接触氧化一气浮7333558866671693350710X()0由表1可以看出,目前国内企业采用的污水处理的主体工艺以厌氧(兼氧)+好氧生物处理为主,根据各个企业产品及生产工艺的不同,有的企业采用了催化氧化以及多效蒸发等预处理手段提高废水的可生化性,达到提高污染物去除率的目的。从投资上看,由于各个公司污水的水质、水量不同,投资有大有小;采用物化预处理的公司运行成本较高,纯生化的处理工艺其运行费用较低.国内发酵制药企业进出水水质列于表2。可以看出,废水中的污染物主要是常规污染物,即Coo、印D、sS、PH、色度和氨氮等污染物。大多数厂家采用厌氧一好氧二级处理工艺,生化处理装置主要采用活性污泥法、生物接触氧化法以及序批式活性污泥法等,对污染物的处理效果较好。进水coD浓度大多数厂家在1000Om盯L以下;出水COD浓度大多数厂家在300mgL/左右。进水OBD浓度大多数厂家在30o0m岁L以下;出水加D大多数厂家在SOmgL/以下.进水ss浓度大多数厂家在IO0m0以L以下;出水ss浓度大多数厂家在15腼盯L以下.进水NH3一N浓度范围在巧~ZO0mgL/,出水浓度范围在1.3~SOmg/.L表2国内发醉类制药废水进出水水质检测指标COD(雌/L)进水出水3000~20000100~300BOD(略/L)500~500020~10055(m以L)80~224224~200NH3一N(呢/L)巧~2001.3~505发酵制药废水排放标准目前,国内制药企业发酵废水的排放执行的是《污水综合排放标准》(GB8978一1996),现行标准没有体现发酵制药行业污染物排放的特点,缺乏针对性。因此,国家环保部制定了专门针对制药行业的污水排放标准,规定2008年7月l日起执行,新旧标准的对比如表3。表3发酵制药废水新旧排放标准对比COD(呢/L)BOD(呢/L)NH3一N(呱/L)55(mg/L)色度pH99一ù月匕月Onùn甘RùnonUóUù匕口`..上,二一ón甘,一ù匕nù)ù皿ùn甘nùé找比ù决匕检测指标综合标准(二级)新标准300200由以上对比可以看出,总体上国家对发酵类药物生产废水的排放要求更加严格了,其中Coo和Boo排放浓度上限下降了100mgL/和40m岁L。根据该行业废水的特点,氨氮的排放标准较二级排放标准有所放宽。6解决的对策为应对国家排放标准的提高,各制药企业应该转变思想观念,变要我治理为我要治理,继续增加污染物处理方面的投资,扩大污水处理设施的处理能力和提高处理水平。.290.沂蒙科技论坛论文选编同时,在上游生产过程中采用更加先进的生产工艺,提高生产原料的利用率,加强生产过程的控制力度,尽量减少污染物的排放量。在污水处理中应积极采用更为先进的处理技术,比如曝气生物滤池、生物活性炭法以及生物膜法,以提高污水处理水平,达到国家规定的新的污水排放标准。参考文献1、20一222、3、4、5、6、7、8、林拐伦.上流式厌氧污泥床(以sB)工艺处理高浓度发酵药物混合有机度水.环境污染与防治,l夕90,12(3:)任立人,张琳,全胜利等.高含硫抗生素有机度水处理.水处理技术,2001,27(4);225一228赵毅,杨景亮,任洪强等.含硫酸盐高浓度有机度水生物处理技术.中国环境科学,1,,9,19(3):281一284王凯军,秦人伟.发酵工业度水处理.化学工业出版社,2000国家发展和改革委员会,中国化学制药工业协会.2003中国医药统计年报陆杰,徐高田,张玲等.制药工业度水处理技术.工业水处理,2001,21(10):10一15国家环境保护局,污水练合排放标准,GB8978一1996国家环境保护局,制药工业水污染物排放标准发酵类(征求意见稿)