發(fā)酵類制藥廢水處理工藝設(shè)計(jì)及相關(guān)案例分析摘取簡(jiǎn)要

1、-發(fā)酵類制藥廢水處理工藝及相關(guān)案例分析摘取簡(jiǎn)要1、 發(fā)酵類制藥廢水來源近年來，我國(guó)發(fā)酵類制藥產(chǎn)業(yè)開展快速，產(chǎn)生了大量的廢水。發(fā)酵類藥物產(chǎn)品主要有抗生素、氨基酸、維生素和其他幾大類型。發(fā)酵類藥品的生產(chǎn)過程一般都需要經(jīng)過菌種的篩選、種子制備、微生物發(fā)酵、發(fā)酵液預(yù)處理和固液別離、提煉純化、精制、枯燥、包裝等步驟，生產(chǎn)過程中將會(huì)有產(chǎn)生大量的高濃度的有機(jī)廢水，如圖1.1所示，由此對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。此廢水主要可分為四類：1主生產(chǎn)過程排水；2輔助過程排水；3沖洗水；4生活污水。從圖中可以看出發(fā)酵類制藥廢水在生產(chǎn)過程中排水點(diǎn)很多，高、低濃度廢水的單獨(dú)排放，有利于清污分流，高濃度廢水間歇排放，酸堿度和溫度變

2、化比較大，污染物濃度高，如廢濾液、廢母液等的COD一般在10 000 mg/L以上。2、 發(fā)酵類制藥廢水水質(zhì)特征及典型處理技術(shù)1 水質(zhì)特征制藥廢水作為最難處理的工業(yè)廢水之一，廢水中的污染主要來源于菌渣的別離，溶劑萃取，精制，藥品回收設(shè)備，地面沖洗水處理等生產(chǎn)過程。高濃度的發(fā)酵類廢水的COD含量一般在10000mg/L以上，BOD5/COD值差異較大，廢水帶有較重的顏色和氣味，容易產(chǎn)生泡沫，廢水的pH值、水質(zhì)、水量的波動(dòng)大等。2 發(fā)酵類制藥廢水有以下幾個(gè)較為明顯的共同點(diǎn)：1污染物的種類繁多，成分復(fù)雜；2沖擊負(fù)荷大，廢水的水質(zhì)和水量隨時(shí)間變化很大；3含抗生素，對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制和阻礙的作用；4氮

3、的濃度高，碳氮比低；5懸浮物濃度高；6色度高；7硫酸鹽濃度高；8BOD5/COD比值低，可生化性極差，難生物降解的有機(jī)物成分高3 典型處理技術(shù)1) 鐵碳微電解法：以Fe-C作為制藥廢水的預(yù)處理工藝，可大大提高出水的可生化性。采用鐵炭-微電解-厭氧-好氧-氣浮聯(lián)合工藝處理醫(yī)藥中間體生產(chǎn)廢水，COD的去除率可達(dá)20%。2) 臭氧氧化法：不但能提高抗生素廢水的BOD5/COD，同時(shí)能較好去除廢水中COD。應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)對(duì)抗生素制藥廢水進(jìn)展處理。結(jié)果說明，在廢水pH值不變的條件下，臭氧氧化過程COD去除率均可到達(dá)75%以上。3) Fenton試劑法：是亞鐵鹽和H2O2的組合，在處理青霉素廢水的方面有

4、較好開發(fā)前景。Fenton氧化不但能有效的去除廢水中有害有機(jī)物質(zhì)，它同樣也是有效的預(yù)處理技術(shù)，可以改變有機(jī)物成分有利于后續(xù)更好的生物降解；并且可以在后續(xù)的生物處理過程中能夠減少微生物的毒性。4) 光催化氧化法：具有新穎、高效、對(duì)廢水沒有選擇性且不產(chǎn)生二次污染，因此具有良好的應(yīng)用前景。對(duì)不飽和烴的降解尤其適用。5) 厭氧法：國(guó)對(duì)高濃度有機(jī)制藥廢水的處理主要采用厭氧法，但厭氧法一般不能單獨(dú)使用要經(jīng)過進(jìn)一步的后續(xù)好氧生物處理。優(yōu)點(diǎn)是可直接處理高濃度的有機(jī)制藥廢水，產(chǎn)生的甲烷可回收利用，節(jié)能且剩余污泥量少。6) 序批式間歇活性污泥法(SBR) ：已成功應(yīng)用于制藥工業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)廢水處理中，缺點(diǎn)是污泥沉降

5、、泥水別離時(shí)間較長(zhǎng)。針對(duì)高濃度廢水的處理，往往需要投加粉末活性炭(PAC)來保持較高的污泥濃度，減少泡沫，阻止污泥膨脹的發(fā)生，提高污泥沉降性和泥水別離能力、污泥的脫水能力等，從來提高去除效果。例如采用SBR工藝處理青霉素制藥廢水時(shí)，可以同時(shí)抑制傳統(tǒng)好氧工藝能耗高、稀釋水量大和傳統(tǒng)厭氧工藝相比對(duì)于預(yù)處理要求高、運(yùn)行管理費(fèi)用高的缺點(diǎn)。7) 循環(huán)式活性污泥法(CASS法) ：與SBR相比，優(yōu)點(diǎn)是可以更好的去除對(duì)難降解的有機(jī)物；進(jìn)水過程是連續(xù)的；比SBR法的抗沖擊能力更好。4 發(fā)酵類廢水處理工藝1) 好氧移動(dòng)床生物膜法(MBBR)MBBR是通過向反響器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反響器中的生物量及生

6、物種類，從而提高反響器的處理效率的一種污水處理方法。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體外均具有不同的生物種類，部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反響器，使硝化反響和反硝化反響同時(shí)存在，從而提高了處理效果。該方法是一種新型高效的污水處理方法，兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮附著生物膜和懸浮活性污泥兩者的優(yōu)勢(shì)。與普通的填料相比，動(dòng)力消耗極低，可以和廢水頻繁且屢次的進(jìn)展接觸，因此稱為“移動(dòng)的生物膜。MBBR微生物

7、種類繁多，其各微生物專性強(qiáng)；食物鏈長(zhǎng)。污泥濃度比普通活性污泥法高510倍，曝氣池污泥總質(zhì)量濃度最高可達(dá)3040 g/L，可以在填料單元形成從細(xì)菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物的食物鏈；污泥沉降性能強(qiáng)，便于固液別離；同時(shí)能夠處理低濃度的污水。2) 特異性流化生物膜法(SMBBR)SMBBR工藝技術(shù)是基于MBBR的一種改進(jìn)技術(shù)。根據(jù)MBBR的特點(diǎn)，選用特殊的SDC-03型聚乙烯生物載體作為填料，選用特定的高活性反硝化菌DNF409作為菌種，組合成SMBBR工藝。SMBBR與傳統(tǒng)的MBBR的運(yùn)行方式相似為：在氧氣充足的條件下，微生物在填料的外表聚附著形成生物膜，當(dāng)廢水以一定的流速流過填料時(shí)，生物膜中的微生物能夠吸

8、收分解水中的有機(jī)物，從而使污水得到凈化，同時(shí)微生物得到增殖，生物膜也逐漸增厚。當(dāng)生物膜到達(dá)一定厚度時(shí)，由于向生物膜部擴(kuò)散的氧受到限制，從而層則會(huì)呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)，但其外表仍然是好氧狀態(tài)，形成厭氧好氧的有效處理機(jī)制。3、 發(fā)酵類廢水工藝流程案例SMBBR工藝和CASS工藝相比，SMBBR單位容積反響器微生物量為CASS工藝的520倍，處理能力強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)、水量、水溫變動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)。SMBBR不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，能保證出水懸浮物含量較低，運(yùn)行管理方便。并且剩余污泥產(chǎn)量為CASS池的1/4，污泥處置費(fèi)用低。食物鏈較長(zhǎng)，生物膜同時(shí)存在硝化與反硝化反響，所需空間少、占地省。而且COD負(fù)荷率高，空氣氧的

9、利用率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)且不需要設(shè)置回流裝置，能量消耗較低。1 案例一*公司主要生產(chǎn)輔酶Q10，廢水主要污染物為生物發(fā)酵剩余的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生物代產(chǎn)物等。原水的水質(zhì)水量變化較大，其成分復(fù)雜，碳氮營(yíng)養(yǎng)比例失調(diào)(氮源過剩)，硫酸鹽和懸浮物含量高，廢水帶有較重的顏色和氣味，易產(chǎn)生泡沫，含有具有抑菌作用的難降解物質(zhì)。表1 原水水質(zhì)情況圖2 CASS工藝流程通過此比照實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，SMBBR工藝對(duì)去除發(fā)酵廢水中TP、色度、SS的優(yōu)勢(shì)更為明顯。SMBBR對(duì)NH3-N、COD的去除相比于CASS工藝無明顯優(yōu)勢(shì)，但抗沖擊能力較強(qiáng)，出水相對(duì)穩(wěn)定，一樣運(yùn)行參數(shù)下處理發(fā)酵類制藥廢水，SMBBR工藝效果優(yōu)于CASS工藝

10、。2 案例二仙居縣*制藥主要生產(chǎn)皮質(zhì)激素、性激素、孕激素,同時(shí)還生產(chǎn)肌松類等產(chǎn)品，生產(chǎn)廢水水量為1950 m3/d，具有pH 低、CODCr 高、成分復(fù)雜等特點(diǎn)。根據(jù)來源和水質(zhì)主要為高濃度廢水、發(fā)酵廢水、濃廢水和低濃度廢水，此外還有少量含鉻鎳廢水和四氫芙萘廢水(四氫芙萘廢水可經(jīng)蒸發(fā)回收) 。通過試驗(yàn)及前期調(diào)研水質(zhì)特點(diǎn)，擬采用一級(jí)氣浮兼氧MBBRSBR斜管沉池二級(jí)氣浮工藝對(duì)其進(jìn)展處理，要求出水CODCr<400mg/L，到達(dá)?污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?( CJ 30821999) 要求，車間廢水類別及其水量水質(zhì)見表3 ，工藝流程見圖5。廢水類別水量m3/dCODcrmg/LpH高濃度廢水

11、275100013發(fā)酵廢水634435045濃廢水860584845低濃度廢水100080069表三車間廢水類別及其水量水質(zhì)圖5 廢水處理工藝流程工程pHCODcrmg/L高濃度廢水1349850一級(jí)氣浮出水7.58.534985均質(zhì)池廢水7858006600兼氧池6.57.525002800SBR池廢水6.57.5500600二級(jí)氣浮池出水78135200標(biāo)準(zhǔn)值69150表四系統(tǒng)對(duì)廢水的處理效果工程采用一級(jí)氣浮兼氧MBBRSBR二級(jí)氣浮工藝,既提高了高濃度廢水的可生化性,提高了其有機(jī)物降解能力,又有兩級(jí)生化系統(tǒng)以及二級(jí)組合氣浮出水作保證。系統(tǒng)從投產(chǎn)運(yùn)行至今一年多來,一直穩(wěn)定運(yùn)行,出水滿足?污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?(CJ 3082 1999) 要求。4、 參考文獻(xiàn)倩. 特異性流化生物膜SMBBR處理發(fā)酵類制藥廢水中試研