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生物制药废水来源及特点
生物制药主要是抗生素等生物药剂的生产 ，抗生素发酵的生产工艺如图1所示
图 1抗生素发酵的生产工艺流程
抗生素废水主要来源于以下几类 。
(1)工艺废水
主要包括废滤液、废母液、其他母液以及溶剂回收残液等。该废水浓度高、酸碱性和温度变化大、有药物残留，是生物制药废水中cod 贡献比例较大的一类废水。
(2)冲洗废水
主要来源于发酵罐的清洗，过滤、分离设备以及其他设备清洗，地面冲洗等，废水污染物的浓度比提取废水低。
(3)冷却废水
生产抗生素的工厂多有冷却水的排放，一般情况下冷却水未被生产原料和产品污染，所以一般不与其他废水混合处理。
(4)其他废水
与生产配套的实验室，厂区各项生活设施也都有相应的废水向外排放。 在抗生素生产所排放的各类废水中，发酵废水（主要是废滤液、倒罐废水等）和提取废水（主要是废母液）的污染相对严重，且都产生于发酵液的分离和结晶提取过程。抗生素废水的水质特征如下所述。
1. cod含量高 （10~80g/ l）, 其中主要为发酵残余基质和发酵中间产物，菌丝残体，提 取及回收过程的残余液及少量产品，有相当部分的cod属于难以生物降解有机物。
2. ss浓度较低（ 0.6g/ l) , 色度高 (5000~10000倍以上），气味重。
4.存在难降解物质和有抑菌作用的抗生素类毒性物质。大量发酵中间产物及菌体自溶物造
成难降解物质多。由于抗生素得率较低仅为 0. 1% ~0. 3% (质量分数），且分离提取率仅60 %
~70 % (质量分数），因此废水中残留抗生素含量较高。
5.水质成分复杂，中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残存的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。该类成分易引起ph 值波动大，影响生物处理时厌氧反应器中甲烧菌正常的活性。
6.因间歇生产带来的排放水质、水量变动大，给生物处理带来极大的困难。
二、生物制药废水的处理方法
生物制药废水的单元处理 工艺包括物化法和生物法两类，由于废水浓度高、水质复杂，采用单一的处理工艺不可能达到排放要求，设计时一般采用多单元组合工艺。
（一）物化法
抗生素废水属于高浓度难降解有机废水，处理过程复杂、成本高。在处理过程中，往往采用物化方法作为生物法的预处理或者后处理工艺。对于不易生化或者毒性较强的高浓度废水，利用物化法处理的目的在于减小毒性、提高生化性、降低污染负荷，为后续的生物处理创造条件。
目前应用较多的物理化学处理方法有：混凝沉淀法、吸附法、气浮法、（微）电解法、反渗 透 、膜分离等。
1.混凝沉淀法
抗生素废水中含有大量生物毒性物质，单纯依靠生物处理，成本高、处理效果不稳定，出水很难达到排放标准。所以往往辅以化学絮凝进行预处理，达到减少生物毒性物质干扰，降低废水浓度的目的。混凝沉淀也可以作为生物法的后续处理，以进一步降低废水中的悬浮物和 cod, 保证达标。
在抗生素工业废水处理中常用的混凝剂有：氯化铁、亚铁盐类、、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等。不同混凝剂对于不同 制药废水的处理效果不同，cod的去除率大多10%~50% , 总体来说，废水中悬浮物质越多，cod越高，去除效果越好。
2. 吸附法
制药废水处理中，常用炉渣、煤灰或活性炭处理维生素、双氯芬酸、中成药等生产中产生的 废水。吸附法的处理效果除了决定于废水本身的性质以外，也受吸附剂的粒径、比表面积和结构，以及操作条件等因素的影响。吸附法一般作为生物处理的后续工艺，cod去除率一般在20 % ~40 % , 色度的去除率则可以达到80%左右。
3. 气浮法
气浮法是制药废水处理中常用的一种方法，适用于悬浮物含量较高的废水预处理，不能有效 地去除废水中可溶性有机物。
4.(微)电解法
废水进行电解时，废水中的盐类和污染物在阳极和阴极分别进行氧化还原反应，这些物质或 沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体，达到去除污染物的目的。处理生物制药废水时，电解 也可以作为生物处理之前的预处理措施。
5. 膜处理技术
膜技术是一种新兴的抗生素废水处理技术，主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学 变化、处理效率高。但是膜分离实际上只是废水的分离浓缩过程，产生的浓液仍需要进一步处理。当需要从废水中回收有用组分时，膜分离技术有其*的优势。
（二）生物法
采用生物处理技术去除有机污染物通常是经济的方式，抗生素废水处理一般都采用生物 处理作为主体工艺，由于抗生素废水有机物浓度高，因此大多采用厌氧书子氧组合工艺。
1. 好氧工艺
20世纪90年代初，氧化沟、接触氧化法在制药废水处理中得到了广泛的应用。氧化沟负荷低，可以获得优良的出水水质，但是占地面积大的缺点限制了它的进一步发展，接触氧化法 具有较高的容积负荷，但是进水浓度不能太高，cod浓度不大于1000mg/l。到了90年代中期，sbr、iceas工艺引入国内抗生素废水的处理中，取得了较好的效果。
2. 厌氧工艺
目前，国内外处理高浓度生物制药废水主要采用厌氧法。20世纪80年代以来，随着以uasb 为代表的第二代厌氧反应器和以ic为代表的第三代厌氧反应器的飞速发展，高效厌氧反应器很快在抗生素废水的处理中得到应用，目前国内生产性规模应用较为成功的有、、等抗生素废水处理。
3. 厌氧好氧组合工艺
好氧生物法和厌氧生物法处理抗生素废水各有自己的优缺点，单纯的好氧或者厌氧工艺处理抗生素废水都有一定的局限性。厌氧工艺能够承受更高的进水有机物浓度和负荷，能够降低运行能耗，且可回收能源，但是出水cod仍然较高，难以达标排放；好氧处理工艺可以更*地降解废水中的有机物，但是高浓度有机废水直接进行好氧处理时，需要对原水进行高倍的稀释，同时消耗大量能源。从20世纪80年代起厌氧好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。厌氧处理段利用高效厌氧工艺容积负荷高、cod去除效率高、耐冲击负荷的优点，能够较大幅度地削减cod总量，同时厌氧段还有脱色作用，这对于高色度抗生素废水的处理意义较大；好氧处理段的目的是保证达标排放。同时对于高氮、高 cod 废水，通过厌氧 好氧组合工艺还可以达到脱氮的目的。
（三）物化生物组合工艺
抗生素生产废水是一类高浓度、难降解、有毒性的有机废水，“高浓度”、“难降解”、“有毒性”三大特性的叠加，使得此类废水处理难度非常大，难以单独使用生物法或物化法等常规方法 实现达标排放。
目前抗生素废水处理的通行方法是采用厌氧好氧的生物处理组合工艺作为主体工艺。生物处理之前用物化法进行预处理，以降低负荷、缓解毒性。当出水水质要求较高时，还需要在生物处理之后用物化法进行深度处理，以保证cod和色度达标。
关键词：分离设备 混凝剂 活性炭 吸附剂
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生物制药主要是抗生素等生物药剂的生产 ，抗生素发酵的生产工艺如图1所示
图 1抗生素发酵的生产工艺流程
抗生素废水主要来源于以下几类 。
(1)工艺废水
主要包括废滤液、废母液、其他母液以及溶剂回收残液等。该废水浓度高、酸碱性和温度变化大、有药物残留，是生物制药废水中cod 贡献比例较大的一类废水。
(2)冲洗废水
主要来源于发酵罐的清洗，过滤、分离设备以及其他设备清洗，地面冲洗等，废水污染物的浓度比提取废水低。
(3)冷却废水
生产抗生素的工厂多有冷却水的排放，一般情况下冷却水未被生产原料和产品污染，所以一般不与其他废水混合处理。
(4)其他废水
与生产配套的实验室，厂区各项生活设施也都有相应的废水向外排放。 在抗生素生产所排放的各类废水中，发酵废水（主要是废滤液、倒罐废水等）和提取废水（主要是废母液）的污染相对严重，且都产生于发酵液的分离和结晶提取过程。抗生素废水的水质特征如下所述。
1. cod含量高 （10~80g/ l）, 其中主要为发酵残余基质和发酵中间产物，菌丝残体，提 取及回收过程的残余液及少量产品，有相当部分的cod属于难以生物降解有机物。
2. ss浓度较低（ 0.6g/ l) , 色度高 (5000~10000倍以上），气味重。
4.存在难降解物质和有抑菌作用的抗生素类毒性物质。大量发酵中间产物及菌体自溶物造
成难降解物质多。由于抗生素得率较低仅为 0. 1% ~0. 3% (质量分数），且分离提取率仅60 %
~70 % (质量分数），因此废水中残留抗生素含量较高。
5.水质成分复杂，中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残存的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。该类成分易引起ph 值波动大，影响生物处理时厌氧反应器中甲烧菌正常的活性。
6.因间歇生产带来的排放水质、水量变动大，给生物处理带来极大的困难。
二、生物制药废水的处理方法
生物制药废水的单元处理 工艺包括物化法和生物法两类，由于废水浓度高、水质复杂，采用单一的处理工艺不可能达到排放要求，设计时一般采用多单元组合工艺。
（一）物化法
抗生素废水属于高浓度难降解有机废水，处理过程复杂、成本高。在处理过程中，往往采用物化方法作为生物法的预处理或者后处理工艺。对于不易生化或者毒性较强的高浓度废水，利用物化法处理的目的在于减小毒性、提高生化性、降低污染负荷，为后续的生物处理创造条件。
目前应用较多的物理化学处理方法有：混凝沉淀法、吸附法、气浮法、（微）电解法、反渗 透 、膜分离等。
1.混凝沉淀法
抗生素废水中含有大量生物毒性物质，单纯依靠生物处理，成本高、处理效果不稳定，出水很难达到排放标准。所以往往辅以化学絮凝进行预处理，达到减少生物毒性物质干扰，降低废水浓度的目的。混凝沉淀也可以作为生物法的后续处理，以进一步降低废水中的悬浮物和 cod, 保证达标。
在抗生素工业废水处理中常用的混凝剂有：氯化铁、亚铁盐类、、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等。不同混凝剂对于不同 制药废水的处理效果不同，cod的去除率大多10%~50% , 总体来说，废水中悬浮物质越多，cod越高，去除效果越好。
2. 吸附法
制药废水处理中，常用炉渣、煤灰或活性炭处理维生素、双氯芬酸、中成药等生产中产生的 废水。吸附法的处理效果除了决定于废水本身的性质以外，也受吸附剂的粒径、比表面积和结构，以及操作条件等因素的影响。吸附法一般作为生物处理的后续工艺，cod去除率一般在20 % ~40 % , 色度的去除率则可以达到80%左右。
3. 气浮法
气浮法是制药废水处理中常用的一种方法，适用于悬浮物含量较高的废水预处理，不能有效 地去除废水中可溶性有机物。
4.(微)电解法
废水进行电解时，废水中的盐类和污染物在阳极和阴极分别进行氧化还原反应，这些物质或 沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体，达到去除污染物的目的。处理生物制药废水时，电解 也可以作为生物处理之前的预处理措施。
5. 膜处理技术
膜技术是一种新兴的抗生素废水处理技术，主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学 变化、处理效率高。但是膜分离实际上只是废水的分离浓缩过程，产生的浓液仍需要进一步处理。当需要从废水中回收有用组分时，膜分离技术有其*的优势。
（二）生物法
采用生物处理技术去除有机污染物通常是经济的方式，抗生素废水处理一般都采用生物 处理作为主体工艺，由于抗生素废水有机物浓度高，因此大多采用厌氧书子氧组合工艺。
1. 好氧工艺
20世纪90年代初，氧化沟、接触氧化法在制药废水处理中得到了广泛的应用。氧化沟负荷低，可以获得优良的出水水质，但是占地面积大的缺点限制了它的进一步发展，接触氧化法 具有较高的容积负荷，但是进水浓度不能太高，cod浓度不大于1000mg/l。到了90年代中期，sbr、iceas工艺引入国内抗生素废水的处理中，取得了较好的效果。
2. 厌氧工艺
目前，国内外处理高浓度生物制药废水主要采用厌氧法。20世纪80年代以来，随着以uasb 为代表的第二代厌氧反应器和以ic为代表的第三代厌氧反应器的飞速发展，高效厌氧反应器很快在抗生素废水的处理中得到应用，目前国内生产性规模应用较为成功的有、、等抗生素废水处理。
3. 厌氧好氧组合工艺
好氧生物法和厌氧生物法处理抗生素废水各有自己的优缺点，单纯的好氧或者厌氧工艺处理抗生素废水都有一定的局限性。厌氧工艺能够承受更高的进水有机物浓度和负荷，能够降低运行能耗，且可回收能源，但是出水cod仍然较高，难以达标排放；好氧处理工艺可以更*地降解废水中的有机物，但是高浓度有机废水直接进行好氧处理时，需要对原水进行高倍的稀释，同时消耗大量能源。从20世纪80年代起厌氧好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺。厌氧处理段利用高效厌氧工艺容积负荷高、cod去除效率高、耐冲击负荷的优点，能够较大幅度地削减cod总量，同时厌氧段还有脱色作用，这对于高色度抗生素废水的处理意义较大；好氧处理段的目的是保证达标排放。同时对于高氮、高 cod 废水，通过厌氧 好氧组合工艺还可以达到脱氮的目的。
（三）物化生物组合工艺
抗生素生产废水是一类高浓度、难降解、有毒性的有机废水，“高浓度”、“难降解”、“有毒性”三大特性的叠加，使得此类废水处理难度非常大，难以单独使用生物法或物化法等常规方法 实现达标排放。
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