1.紅霉素廢水水質(zhì)

紅霉素是以黃豆餅粉、玉米漿等為主要氮源，以淀粉、葡萄糖為主要碳源，經(jīng)過三級(jí)發(fā)酵后得到發(fā)酵液，再經(jīng)過過濾、萃取、沉淀、轉(zhuǎn)堿、分離、洗滌和干燥等操作而制取的。紅霉素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要包括產(chǎn)品提取過程廢水(離心分離廢水、破乳廢水、丁酯及丙酮溶劑的回收廢水)、洗罐廢水、濾布清洗廢水、設(shè)備清洗水等。廢水水質(zhì)具有以下特點(diǎn)：①?gòu)乃|(zhì)來(lái)看，差異較大，其中生產(chǎn)廢水COD濃度在1000—13000mg／L，其他輔助系統(tǒng)廢水水質(zhì)COD則低于500mg／L；②廢水污染物濃度高；③由于紅霉素生產(chǎn)原料主要為各種有機(jī)物質(zhì)，所以產(chǎn)生的廢水中也主要是各類有機(jī)物質(zhì)及其降解產(chǎn)物，廢水的B／C大于0-3，理論上屬于可生化性，但由于溶液中含有殘留的抗生素和溶媒，對(duì)微生物具有一定的抑制作用，同時(shí)廢水中含有不少生物發(fā)酵所產(chǎn)生的難生物降解物質(zhì)，屬高濃度難生物降解廢水；④硫酸鹽濃度高，大量使用硫酸鹽造成發(fā)酵廢水中硫酸鹽濃度高，給廢水厭氧帶來(lái)困難；⑤碳氮比低，發(fā)酵過程為滿足發(fā)酵微生物次級(jí)代謝過程特定要求，一般控制生產(chǎn)發(fā)酵的C／N為4：1左右，這樣廢發(fā)酵液的BOD／N一般在1：10，與廢水處理微生物的營(yíng)養(yǎng)要求(好氧20：1，厭氧40～60：1)相差甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重影響微生物的生長(zhǎng)與代謝，不利于提高廢水生物處理負(fù)荷和效率；⑥水質(zhì)成分復(fù)雜，中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑(破乳劑、消泡劑等)和提取分離中殘存的高濃度酸堿、有機(jī)溶劑等化工原料含量高，容易引起pH波動(dòng)大，色度高，甚至可能影響厭氧反應(yīng)器中甲烷菌的爭(zhēng)產(chǎn)活性。

綜上，紅霉素發(fā)酵廢水主要含有發(fā)酵過程使用的培養(yǎng)基和表面活性劑，提取過程中使用的有機(jī)溶劑和絮凝劑，殘余菌絲體、抗生素和中間代謝產(chǎn)物等，具有有機(jī)物濃度高，懸浮物含量高，存在生物抑制性物質(zhì)和生物難降解物質(zhì)等特點(diǎn)，是一類處理難度高的廢水。

2發(fā)酵類廢水常規(guī)處理工藝

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)抗生素廢水處理的工藝已經(jīng)基本定型，主要分為物化處理和生化處理。物化處理的主要作用是降解難分解的大分子有機(jī)物，能夠讓廢水在進(jìn)人生物處理工段后能夠更高效率地被微生物吸收利用，其次是失活分解廢水中的殘余抗生素，可以有效地避免對(duì)后期的生物處理產(chǎn)生不利影響；生化系統(tǒng)是抗生素廢水處理的主要工藝，主要降解水中有機(jī)物的濃度。國(guó)內(nèi)部分發(fā)酵類制藥行業(yè)所采用處理工藝及處理后水質(zhì)狀況見表1。

制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)使得多數(shù)制藥廢水單獨(dú)采用生化法處理根本無(wú)法達(dá)標(biāo)，所以在生化處理前必須進(jìn)行必要的預(yù)處理。一般應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH，且根據(jù)實(shí)際情況采用某種物化或化學(xué)法作為預(yù)處理工序，以降低水中的SS、鹽度及部分COD，減少?gòu)U水中的生物抑制性物質(zhì)，并提高廢水的可降解性，以利于廢水的后續(xù)生化處理。預(yù)處理后的廢水，可根據(jù)其水質(zhì)特征選取某種厭氧和好氧工藝進(jìn)行處理，若出水要求較高，好氧處理工藝后還需繼續(xù)進(jìn)行后處理。具體工藝的選擇應(yīng)綜合考慮廢水的性質(zhì)、工藝的處理效果、基建投資及運(yùn)行維護(hù)等因素，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。總的工藝路線為預(yù)處理一厭氧一好氧一(后處理)組合工藝。

3某紅霉素生產(chǎn)企業(yè)發(fā)酵廢水治理方案

河南省安陽(yáng)市某制藥廠是一家生產(chǎn)固體制劑和原料藥的醫(yī)藥企業(yè)，該公司在原料藥生產(chǎn)方面已取得批準(zhǔn)文號(hào)的品種共7個(gè)，分別為紅霉素、四環(huán)素、土霉素、吉他霉素、麥白霉素、煙酸林可霉素和酒石酸吉他霉素，公司紅霉素生產(chǎn)規(guī)模為100t／a。該公司紅霉素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要包括產(chǎn)品提取過程廢水(離心分離廢水、破乳廢水、丁酯及丙酮溶劑的回收廢水)、洗罐廢水、濾布清洗廢水、設(shè)備清洗水和地面清洗水等。

根據(jù)該工程設(shè)計(jì)情況及物料平衡分析，項(xiàng)目提取廢水中主要含有發(fā)酵殘留物、乙酸丁酯及丙酮等溶劑、少量殘留的紅霉素及其他雜質(zhì)等。由于發(fā)酵過程中碳氮比例失調(diào)(氮源過剩)，廢水中含有硫酸鹽。此外，根據(jù)物料使用情況，廢水中還會(huì)含有磷酸鹽、氯化鈉等物質(zhì)。目前，紅霉素生產(chǎn)均采用發(fā)酵提取方法，發(fā)酵液經(jīng)過濾后采用溶劑進(jìn)行萃取，然后經(jīng)離心分離、水洗、轉(zhuǎn)堿、干燥等環(huán)節(jié)制取紅霉素，國(guó)內(nèi)紅霉素生產(chǎn)廠家均采用發(fā)酵提取方法進(jìn)行紅霉素生產(chǎn)，部分環(huán)節(jié)采用設(shè)備不同，但主體工藝基本一致，因此廢水水質(zhì)差異不大。根據(jù)該紅霉素生產(chǎn)項(xiàng)目的物料平衡計(jì)算，廢水產(chǎn)生情況見表2。

根據(jù)廢水產(chǎn)生情況，該公司選用“氣浮+水解酸化+UASB+CASS+絮凝沉淀”組合處理工藝系統(tǒng)，具體工藝流程示意圖見圖1，廢水處理結(jié)果見表3。

具體的廢水處理工藝流程如下。①高濃度生產(chǎn)廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，保證后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)池中加曝氣攪拌系統(tǒng)，防止懸浮物沉淀。②調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入水解酸化池，水解酸化過程能將廢水中的非溶解態(tài)有機(jī)物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物，一些難于生物降解大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)如有機(jī)酸等，從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后續(xù)好氧生物處理。根據(jù)《三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)一廢水卷》(化學(xué)工業(yè)出版社)等資料，預(yù)處理對(duì)廢水的去除效率為COIM5％、BODs40％、SS50％。③水解酸化池出水可進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)系統(tǒng)，經(jīng)厭氧處理可有效去除廢水中大部分的有機(jī)物和懸浮物，其產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫后可送燃?xì)忮仩t作為燃料使用，其產(chǎn)生的污泥可送污泥壓濾系統(tǒng)進(jìn)行處理。根據(jù)《升流式厭氧污泥床反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2013-2012)，UASB對(duì)污水的去除效率為COD80%～90％，BODs70％～80％。④厭氧系統(tǒng)的出水進(jìn)入CASS好氧處理系統(tǒng)，CASS好氧處理系統(tǒng)是在傳統(tǒng)SBR工藝上發(fā)展起來(lái)的一種新工藝，可有效去除廢水中大部分有機(jī)物質(zhì)n3。根據(jù)《序批式活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范))(HJ577-2010)，預(yù)處理+SBR對(duì)污染物的去除效率為COD70％～90％，BOD570％一90％，SS70％～90％，氨氮85％一95％，總磷50％一80％。故CASS的去除效率取COD85％、BODs95％、SS70％、氨氮85％和總磷50％。⑤出水進(jìn)入絮凝沉淀系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮小顆粒物，泥水分離后，上清液達(dá)標(biāo)排放。

4結(jié)論

①紅霉素生產(chǎn)廢水含有較多難生物降解物質(zhì)，屬高濃度難生物降解廢水。②目前國(guó)內(nèi)主要的處理工藝路線為預(yù)處理一厭氧一好氧一(后處理)組合工藝。③根據(jù)安陽(yáng)市某制藥廠紅霉素生產(chǎn)廢水水質(zhì)情況，“氣浮+水解酸化+UASB+CASS+絮凝沉淀”組合處理工藝系統(tǒng)能夠處理紅霉素生產(chǎn)廢水，使其達(dá)標(biāo)。

來(lái)源:《河南科技》  作者:孫倩等

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