抗生素藥生產(chǎn)廢水處理工藝改進(jìn)研究

姚寶軍，丁成松，程俊，毛應(yīng)淮

（1．中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北秦皇島066004；2．麗珠集團(tuán)福州福興醫(yī)藥有限公司，福建福州350309）

抗生素藥生產(chǎn)廢水處理工藝改進(jìn)研究

姚寶軍1，丁成松2，程俊1，毛應(yīng)淮1

（1．中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北秦皇島066004；2．麗珠集團(tuán)福州福興醫(yī)藥有限公司，福建福州350309）

企業(yè)抗生素廢水經(jīng)原有工藝處理后污染物指標(biāo)偏高，且不穩(wěn)定。工藝通過(guò)采用增加初沉池和二沉池、污泥回用等改進(jìn)措施，C O D、氨氮等排放濃度下降且穩(wěn)定排放，改進(jìn)效果明顯。

抗生素；發(fā)酵制藥；廢水；工藝改進(jìn)

醫(yī)藥行業(yè)尤其是原料藥生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放情況，直接關(guān)系到企業(yè)的生死存亡。有效的廢水處理技術(shù)已成為制藥企業(yè)生存的保障?？股貜U水是污染物組分繁雜、含量高，COD值高，有毒有害物質(zhì)多，危害大的工業(yè)廢水，這類廢水往往治理難度大且處理成本高，是廢水治理中的難點(diǎn)和重點(diǎn)[1]。

1 抗生素藥生產(chǎn)廢水處理現(xiàn)狀

1.1 抗生素藥生產(chǎn)工藝介紹

發(fā)酵制藥是指通過(guò)發(fā)酵的方法產(chǎn)生抗生素或其它的活性成分，然后經(jīng)過(guò)分離、純化、精制等工序生產(chǎn)出藥物的過(guò)程。藥品按產(chǎn)品種類分為抗生素類、維生素類、氨基酸類和其它類?？股仡愃幤肥悄壳皣?guó)內(nèi)消耗較多的藥品，大多數(shù)屬于生物制品，即通過(guò)發(fā)酵過(guò)程提取制得，是微生物、植物、動(dòng)物在其生命過(guò)程中產(chǎn)生的化合物，具有在低濃度下選擇性抑制或殺滅其它微生物或腫瘤細(xì)胞能力的化學(xué)物質(zhì)，是人類控制感染性疾病、保持身體健康及防治動(dòng)植物病害的重要化學(xué)藥物[2]。

1.2 抗生素藥生產(chǎn)廢水

抗生素藥生產(chǎn)廢水中含有中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿和有機(jī)溶劑等物質(zhì)，成分復(fù)雜，易引起pH值波動(dòng)，影響生化效果。廢水中含有微生物難以降解、甚至對(duì)微生物有抑制作用的物質(zhì)。發(fā)酵或者提取過(guò)程中因生產(chǎn)需要投加的有機(jī)或無(wú)機(jī)物，生產(chǎn)過(guò)程中排放的殘余溶媒、殘余抗生素及其降解物等都溶在廢水中，這些物質(zhì)達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用[3]。在抗生素生產(chǎn)的提取和冷卻工段使用了大量的硫酸鹽（SO42-），致使排放的生產(chǎn)廢水中SO42-的濃度較高，給廢水的厭氧生物處理帶來(lái)嚴(yán)重的影響[4]。

抗生素藥生產(chǎn)廢水有別于其它工業(yè)廢水的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1）抗生素藥廢水中除了含有較高濃度的SO42-外，還有殘留的抗生素及其中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑和有機(jī)溶媒等，這些物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，包括對(duì)硫酸鹽還原菌（SRB）的抑制，使脫硫工藝的效率受到影響；（2）通過(guò)對(duì)高濃度抗生素廢水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，COD與硫酸根離子的濃度比COD/SO42-為3～15，因此在處理工藝的選擇上要充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素；（3）抗生素藥廢水中非溶解性有機(jī)物和芳香族化合物等難降解物質(zhì)的含量較高，這些有機(jī)物要想被甲烷菌（MPB）及SRB利用，必須先經(jīng)過(guò)水解發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)酸發(fā)酵細(xì)菌的作用，將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，這將增加生物反應(yīng)的歷程和步驟，延長(zhǎng)處理時(shí)間，增加處理難度。

1.3 抗生素藥廢水處理工藝

目前國(guó)內(nèi)常用的抗生素藥廢水處理工藝有：（1）普通活性污泥法，通過(guò)改進(jìn)曝氣方法和微生物固定技術(shù)來(lái)提高廢水的處理效果；（2）序批式間歇活性污泥法（SBR法），無(wú)需污泥回流、污泥活性高，比較適合于處理間歇排放，水量、水質(zhì)波動(dòng)大的廢水；（3）生物接觸氧化法，兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，用厭氧消化、酸化作為預(yù)處理工序，處理抗生素原料藥；（4）上流式厭氧污泥床法（UASB），通常要求SS含量不能過(guò)高，以保證COD去除率可在85%～90%以上；（5）復(fù)合式厭氧反應(yīng)器，兼有污泥和膜反應(yīng)器的雙重特性；（6）光合細(xì)菌處理法（PSB），可用來(lái)處理某些食品加工、化工和發(fā)酵等工業(yè)的廢水。

2 抗生素藥廢水處理原有工藝及存在的問(wèn)題

2.1 原有廢水處理工藝

企業(yè)原有的廢水處理工藝，如圖1所示。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池后直接進(jìn)入水解酸化池，經(jīng)過(guò)加酸處理后進(jìn)入SBR池，水解酸化池的污泥由SBR池沉淀后回流補(bǔ)充，SBR池的上層清水經(jīng)過(guò)中間池、接觸氧化，然后通過(guò)氣浮達(dá)標(biāo)排放。原有工藝主要是水解酸化處理。水解酸化處理是指在厭氧條件下，經(jīng)過(guò)多種（厭氧和兼性厭氧）微生物的共同作用，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過(guò)程[5]。

圖1 企業(yè)原有廢水處理工藝

2.2 原有處理工藝中存在的主要問(wèn)題

前端預(yù)處理進(jìn)水SS高，導(dǎo)致進(jìn)水負(fù)荷高，且不均勻，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響；SBR池，風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量不足，導(dǎo)致池體充氧不足，系統(tǒng)出水指標(biāo)偏高；進(jìn)水氨氮偏高，導(dǎo)致C、N、P比例失調(diào)；SBR池出水SS偏高，氣浮池進(jìn)水SS負(fù)荷過(guò)高，氣浮系統(tǒng)處理效果差；氣浮系統(tǒng)釋放頭損壞，溶氣效果不佳，導(dǎo)致氣浮出水效果不佳，處理效率降低；氣浮出水SS高，超標(biāo)時(shí)沒(méi)有安保裝置。

抗生素藥廢水處理工藝存在以上問(wèn)題，致使廢水達(dá)標(biāo)排放成本居高不下，企業(yè)負(fù)擔(dān)沉重。因此，企業(yè)要改進(jìn)原有工藝的不足，研發(fā)新的處理工藝。

3 改進(jìn)后的工藝

企業(yè)在多年生產(chǎn)后，經(jīng)過(guò)對(duì)廢水處理工藝的詳細(xì)分析，制定了符合企業(yè)實(shí)際的改進(jìn)措施，改進(jìn)后的廢水處理工藝如圖2所示。

改進(jìn)的措施包括：進(jìn)水增加初沉池，接觸氧化后增加二沉池，接觸池、二沉池、氣浮池的污泥經(jīng)濃縮后返回酸化水解池。通過(guò)工藝的改進(jìn)，調(diào)節(jié)池進(jìn)水SS減少一半，COD下降17%。工藝改進(jìn)后，COD、氨氮去除率穩(wěn)定，COD、氨氮排放濃度穩(wěn)定。改進(jìn)的成效如表1所示。

圖2 改進(jìn)后的抗生素藥生產(chǎn)廢水處理工藝

表1 廢水處理工藝改進(jìn)成效

4 結(jié)論

在原有的抗生素藥生產(chǎn)廢水處理工藝的基礎(chǔ)上，在污水處理系統(tǒng)前端新建了豎流沉淀器，在污水處理系統(tǒng)接觸氧化池后設(shè)置二沉池，合理控制SBR池的活性污泥泥齡。這些措施的具體實(shí)施，有效提高了抗生素藥生產(chǎn)廢水的處理效率，具體效果見圖3～5。

圖3 5月份各單元COD、氨氮指標(biāo)變化趨勢(shì)

圖4 6月份各單元COD、氨氮指標(biāo)變化趨勢(shì)

圖5 7月份各單元COD、氨氮指標(biāo)變化趨勢(shì)

由圖3～5可以看出，連續(xù)3個(gè)月，COD濃度由進(jìn)入調(diào)節(jié)池的約2500mg/L，經(jīng)過(guò)處理后基本穩(wěn)定在150mg/L以下，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放；氨氮去除也在穩(wěn)定狀態(tài)下達(dá)標(biāo)排放。由此可以說(shuō)明，改進(jìn)后的工藝符合環(huán)保要求，企業(yè)用較少的投資達(dá)到了節(jié)能減排的效果。

[1]劉瑞仙，于文彬.醫(yī)藥廢水處理方法研究綜述[J].黑龍江科技信息，2008（21）：134.

[2]武江津，王凱軍.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)（廢水卷)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[3]馬承愚，彭英利.高濃度難降解有機(jī)廢水的治理與控制[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[4]張志海，賀金泉，孫嘯林.預(yù)氧化/ABR/SBR/水解酸化/接觸氧化法處理制藥廢水[J].中國(guó)給水排水，2010，26（10）：51-53.

[5]張雪紅.水解酸化-活性污泥法處理鹵代雜環(huán)類農(nóng)藥中間體廢水的研究[J].上海化工，2010（7）：1-4.

[6]范金霞.BSBR工藝研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2009，17（增刊）:17-20.

Research on Antibiotics'Wastewater Treatment Process Improvement

Yao Baojun1，Ding Chengsong2，Cheng Jun1，Mao Yinghuai1
（1.Environmental Management College of China，Qinhuangdao Hebei 066004，China；2.Fuzhou Fuxing Pharmaceutical Co.,Ltd,Livzon Pharmaceutical Group Inc.,Fuzhou Fujian 350309，China）

Pollutant indexes of antibiotic wastewater treated by enterprise's original process were a little higher and unstable.After taking the improving measures of designing primary and secondary settling tanks，and sludge recycle,the concentration of COD and ammonia nitrogen etc.deceased and were stable.The improvement effect is obvious.

antibiotics；pharmaceutical fermentation；wastewater；process improvement

X787

A

1008-813X（2011）04-0056-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.04.017

2011-07-04

2010年院級(jí)精品課建設(shè)項(xiàng)目，2010年院級(jí)科研基金項(xiàng)目（2011008）

姚寶軍（1969-），女，河北唐山人，畢業(yè)于燕山大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)，碩士，現(xiàn)從事環(huán)境科學(xué)教育及科研工作。