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制药废水组成及特性
制药工业废水主要包括四种:
抗菌素工业废水;
合成药物生产废水;中成药生产废水;各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水。
中药废水的水质特点是含有糖类、苷类、有机
色素类、蒽醌、鞣质体、生物碱、纤维素、木质素等
多种有机物;废水SS高,含泥沙和药渣多,还含有
大量的漂浮物;COD浓度变化大,一般在2000-
6000mg/L之间,甚至在100-11000mg/L之间
变化;色度高,在500倍左右;水温25-60℃。
化学制药废水的水质特点是废水组成复杂,
除含有抗生素残留物、抗生素生产中间体、未反应
的原料外,还含有少量合成过程中使用的有机溶
剂。
COD浓度大,一般在4000~4500mg/L之
间。
每吨抗生素平均耗水量在万吨以上,但90%
以上是冷却用水,真正在生产工艺中不可避免产
生的污染废水仅占5%左右,这部分工艺废水都罐水,洗塔水,树脂再生液及洗涤水,地面冲洗水
等,排放严重超标,主要是COD、BOD,平均超标
100倍以上,其他还有氮、硫、磷、酸、碱、盐。
每吨
抗生素产生的高浓度有机废水,平均为150-
200m3,发酵单位低的品种,其废水量成倍增加,
这种废水的COD含量平均为15000mg/L左右,
抗生素行业废水排放量约为350万m3左右,造成
水环境的严重污染,每年的排污费及罚款至少
2000万元以上。
是发酵过滤后的提炼废水;其次还有发酵废液,洗
1制药废水的来源
生物法制药的废水可分为提取废水、洗涤废水和其他
废水。
废水中污染物的主要成分是发醉残余的营养物,如
糖类、蛋白质、脂类和无机盐类(Ca2+、Mg2+,K+,Na+,
SO4
2-
,HPO42-,Cl-,C2O4等),其中包括酸、碱、有机溶剂
和化工原料等[1-2]。
1.1提取废水
提取废水是经提取有用物质后的发酵液,所以有时也叫发
酵废水。
含大量未被利用的有机组分及其分解产物,为该类废
水的主要污染源。
另外,在发酵过程中由于工艺需要采用一些
化工原料,废水中也含有一定的酸、碱和有机溶剂等。
1.2洗涤废水
洗涤废水来源于发酵罐的清洗、分离机的清洗及其它清洗
工段和洗地面等,水质一般与提取废水(发酵残液)相似,但浓
度较低。
1.3其他废水
生物制药厂大多有冷却水排放。
一般污染段浓度不大,可
直接排放,但最好回用。
有些药厂还有酸、碱废水,经简单中
和可达标排放。
在生物制药废水中,维生素C生产废水有机
污染也十分严重,综合废水的COD含量可达为8000~
10000mg/L,含甲醇、乙醇、甲酸、蛋白质、古龙酸、磷酸
盐等物质,废水偏酸性。
2制药废水水质特征
生物制药废水一般成分复杂,污染物浓度高,含有大
量有毒、有害物质、生物抑制物(包括一定浓度的抗生素)、
难降解物质等,带有颜色和气味,悬浮物含量高,易产生
泡沫等。
2.1COD浓度高
以抗生素废水为例,其中主要为发醉残余基质及营养物、
溶媒提取过程的萃余液、经溶媒回收后派出的蒸馏釜残液、离
子交换过程排出的吸附废液、水中不溶性抗生素的发酵滤液、
染菌倒灌液等。
2.2SS浓度高
其中主要为发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物丝
菌体。
如庆大霉素SS为8000mg/L左右,对厌氧EGSB工艺
处理极为不利。
2.3存在难生物降解物质和有抑菌作用的抗生素等
毒性物质
对于抗生素类废水来说,由于发酵中抗生素得率较低
(0.1%~3%)、分离提取率仅为60%~70%,大部分废水
中的抗生素残留浓度均较高。
2.4硫酸盐浓度高
如链霉素废水中的硫酸盐含量为3000mg/L左右,最高可达
5500mg/L;土霉素为2000mg/L左右;庆大霉素为4000mg/L。
2.5水质成分复杂
中间代谢产物、表面活性剂(破乳剂、消沫剂等)和提取分
离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。
该类
成分易引起pH波动大、色度高和气味重等不利因素,影响厌
氧反应器中甲烷菌正常的活动[3-4]。
3国内制药废水的处理工艺现状
制药工业废水通常属于较难处理的高浓度
按照医药产品种类区
分,我国制药工业主要为生物制药、化学制药和中草药生产。
生
物制药是采用微生物对各种有机原料进行发酵、过滤、提炼,从
而生产各种抗生素、氨基酸及一些药物中间体。
化学制药是采用
化学反应工艺,将有机原料和无机原料等制成药物中间体及合成
药剂。
中草药生产是对中草药材进行加工、提取制剂或中成药,
生产工艺主要包括原料的前处理和提取制剂[1]。
制药工业生产的发展带来了排废的增加,制药工业的“三废”
污染危害主要来自原料药生产。
由于生产工序繁琐,生产原料复
杂,直接造成产品转化率低而“三废”产生量大。
药剂生产过程
中残余的原料、产品和副产品如果不加妥善处置,将有几十倍乃
至几千倍于药物产品的“三废”物质产生,其中尤以废水对环境
的污染最为严重[2]。
制药工业废水属于较难处理的高浓度有机污水之一,因药物
产品不同、生产工艺不同而差异较大。
此外,制药厂通常是采用
间歇生产,产品的种类变化较大,造成了废水的水质、水量及污
染物的种类变化较大[3]。
生物制药废水中主要含菌丝体、残余营养物质、代谢产物和有机溶剂等,目前生物制药工艺主要用于生产抗生素。
废水主要
来自发酵滤液、提取的萃余液、蒸馏釜残液、吸附废液和导管废
液等。
废水的有机物浓度很高,COD可高达5000~20000mg/L,
BOD可达2000~10000mg/L,SS浓度则可达到5000~23000mg/L,
TN达到600~1000mg/L。
废水中的菌丝体、代谢产物等物质属于
高浓度有机物和有抑菌作用的抗生素物质,当抗生素浓度大于
100mg/L时会抑制好氧菌的生物活性。
化学制药的主要生产工艺都是化学反应,原料复杂、反应步
骤多造成产品转化率低而原料损失严重。
这类废水中含有种类繁
多的有毒有害化学物质,如甾体类化合物、硝基类化合物、苯胺
类化合物、哌嗪类和氟、汞、铬铜及有机溶剂乙醇、苯、氯仿、
石油醚等有机物、金属和废酸碱等污染物。
由于合成制药工业的
原料较为复杂,一个制药企业的产品种类又往往并非一种,因此
合成制药企业的废水所含污染物情况更为复杂。
中药生产的洗涤、煮药、提纯分离、蒸发浓缩、制剂等工序
中所排出的废水包括清洗废水、分离水、蒸发冷凝水、药液流失
水等。
废水中主要是中药煎煮出的各种天然生物有机物,如有机
酸、蒽醌、木质素、生物碱、单宁、鞣质、蛋白质、糖类、淀粉
等[4]。
其水质波动性较大,另外水中有时还含有中药制作中使用的
酒精等有机溶剂。
-2-
制药行业由于药剂产品、生产方法和使用原料的不同,使
生产废水水质各异。
但是总体来说,制药废水具有有机污染物
量高、毒性物质多、有机溶媒量大、难生物降解物质多、盐份-3-
的特点,是一种危害很大的工业废水。
未经处理或处理未达到
放标准而直接进入环境,将造成严重的危害[4]。
(1)消耗水中的溶解氧
有机物在水体中进行生物氧化分解时,都会消耗水中的溶
氧。
倘若有机物含量过大,生物氧化分解所消耗氧的速率超过
体复氧速率时,将使水体缺氧或脱氧,从而造成水域中好氧水
生物死亡,使厌氧微生物繁殖,缺氧消化产生甲烷、硫化氢、
醇、氨、胺等物质,进一步抑制水生生物,使水域发臭。
(2)破坏水体生态平衡
药剂及其合成中间体往往具有一定的杀菌或抑菌作用,从
影响水体中细菌、藻类等微生物的新陈代谢,并最终破坏整个
生生态系统的平衡。
当水中含青霉素、四环素和氯霉素各为
克分子,氨苯磺胺为10
-2
~10
-3
克分子浓度时,即可抑制绿藻的
长;而对硝基苯乙醚、对胺基苯乙醚和间三氟甲级苯胺各自
0.05、0.1和2.5mg/L时,即具抑菌和杀菌作用。
磺胺类药物对
化作用的影响是敏感的,磺胺嘧啶在5mg/L时,就能强烈抑制
化作用,从而阻碍有机物的完全氧化[5]。
(3)药剂代谢产物对环境的污染危害
目前世界上对于这方面研究的不多,但已有所察觉。
在制
废水中特别要警惕其中的污染物与亚硝胺类物质的形成之间的
系。
已报道土霉素、哌嗪、吗啉和氨基匹林等在酸性介质中,
可与亚硝酸钠作用产生二甲基亚硝胺。
制药废水中不乏这两种
体,含氮的有机物在净化过程中都要经过NO2
-
这一步骤,而
NO2
-
-N达到47PPM时,就能抑制硝化作用的开始,造成亚硝胺
体NO2
-
-N的积累。
为此,防止和减少有仲胺结构的有机污染物入水体,对于减少环境中亚硝胺类致癌物的形成有着重要意义
-166-
[1]潘志彦,陈朝霞,王泉源等.制药业水污染防治技术研究进展[J],水处理
技术.2004,28
(2):
68-71.
[2]楼菊青.制药废水处理进展综述[J],重庆科技学院学报(自然科学
版).2006,8(4):
13-15.
[3]马文鑫,陈卫中,任建军等.制药废水预处理技术探索[J],环境污染与防
治,2001,1,23
(2):
87-89.
[4]吴郭虎,李鹏,王曙光等.混凝法处理制药废水的研究[J],水处理技术.2000,
26
(1):
53-55.
[5]潘志强.土霉素、麦迪霉素废水的化学气浮处理[J],工业水处理,1991,
11
(1):
24-26.
[6]徐扣珍,陆文雄,宋平等.焚烧法处理氯霉素生产废水[J],环境科学1998,
19(4):
69-71.
[7]杨军,陆正禹,胡纪萃等.抗生素工业废水生物处理技术的现状与展望
[J],环境科学,1997,18(5):
83-85.
[8]王淑琴,李十中.反渗透法处理土霉素结晶母液的研究[J],城市环境与
城市生态,1999,12
(1):
25-27.
[9]国家环保局科技处,清华大学环境工程系.我国几种工业废水治理技术
研究(第三分册)-高浓度有机废水[M],北京:
化学工业出版社1988.
[10]李道棠,赵敏钧,杨虹等.深井曝气-ICEAS技术在抗菌素制药废水处理
中的应用[J],给水排水,1996,22(3):
21-24.
[11]谭智,汪大肇,张伟烈.深井曝气处理高浓度制药废水[J],环境污染与
防治,1993,15(6):
6-8.
[12]简英华.ORBAL氧化沟处理合成制药废水[J],重庆环境科学,1994,16
(1):
22-24.
[13]HEUKELEKIANH.IndustrialandEngineeringChemistry[J],1949,
41(7):
1535.
[14]谷成,刘维立.高浓度有机废水处理技术的发展[J],城市环境与城市生-167-
态1999,12(3):
54-56.
[15]李再兴,杨景亮,刘春艳等.阿维菌素对厌氧消化的影响研究[J],中国
沼气,2001,19
(1):
13-15.
[15]林锡伦.上流式厌氧污泥床(UASB)工艺处理高浓度发酵药物混合有机
废水[J],环境污染与防治,1990,12(3):
20-22.
[16]陈玉,刘峰,王建晨等上流式厌氧污泥床(UASB)处理制药废水的研究
[J],环境科学,1994,15
(1):
50-52.
[17]杨军,陆正禹,胡纪萃等.林可霉素生产废水的厌氧生物处理工艺[J],
环境科学,2001,22
(2):
82-86.
[18]王蕾,俞毓馨.厌氧一好氧工艺处理四环素结晶母液的试验研究[J],环
境科学,1992,13(3):
51-54.
[19]郝晓刚,李春.接种颗粒污泥UASB反应器处理味精-卡那霉素混合废
水[J],工业水处理,1999,19
(2):
18-19.
[20]邱波,郭静,邵敏等.ABR反应器处理制药废水的启动运行[J],中国给
水排水,2000,16(8):
42-44.
[21]罗启芳.高浓度洁霉素生产废水处理技术研究[J],重庆环境科学,
1990,12(6):
17-20.
[22]YEOLETYGADRERVRANADEDR.Biologicaltreatmentofa
pharmaceuticalwaste,Indian:
[J].Environ.Health,1996,38,95.
[23]邓良伟,彭子碧,唐一等,絮凝-厌氧-好氧处理抗菌素废水的试验研究
[J],环境科学,1998,13(3):
66-69.
[24]姜家展,季斌.高浓度抗生素有机废水处理[J],中国给水排水,1999,
15(3):
57-58.
[25]傅联朋,任建军.制药废水处理的设计及运行[J],中国给水排水,1997,13
(1):
39-40.
[26]邓良伟,彭子碧,唐一等,絮凝-厌氧-好氧处理抗菌素废水的试验研究
[J],环境科学,1998,13(3):
66-69.
[27]韩沛,张少倩.水解酸化-厌氧-好氧-絮凝-吸附工艺处理洁霉素生产丁提
高浓度有机废水[J],环境工程,1998,16
(1):
19-20.-168-
[28]刘军,郭茜,翟永彬.厌氧水解生物法处理城市污水的研究[J],给水排
水,2006,26(7):
10-13.
[29]钱易,文一波.焦化废水中难降解有机物去除的研究[J],环境科学研究,
1992,5(5):
[30]冯凯,杨世君.UNITANK工艺处理城市污水工程与实践[M],北京:
北
京市政设计研究总院,1-5.
[31]郝晓地,张临新.连续式一体化活性污泥新工艺UNITANK[J],给水排
水,199824
(1):
31-33.
[31]羊寿生.一体化活性污泥法UNITEINK工艺及其应用[J],给水排
水,1998,24(11):
16-45.
[32]马寿权,韦巧玲.抗生素制药生产废水治理研究[J],重庆环境科学,1995,
17(6):
23-27.
[33]SegrersEngineeringWater.UNITANK-Advancedtreatmentofindustrial
andmunicipal[J].Wastewater,1996.
[34]林世光,罗国维,卢平等.洁霉素生产废水处理的研究[J],环境科学,
1994,15(5):
43-45.
[35]SegrersEngineeringWaternv.LTNITANK系统在工业及城市污水处理中
的应用[J].1997.
[36]吕锡武,庄黎宁.缺氧一好氧工艺处理扑热息痛类制药废水[J],中国给水
排水1997,13(3):
40-42.
[37]曾科,买文宁,张磊,微生物酸化的生产应用研究[J],环境工程,
2000,18(3):
15-16.
[38]FeyaertsM.RedoxcontrolofbiologicalnitrogenremovalintheUNITANK
singlestageoperation[J],MedFacLandbouwwUijksunivGent,1995.
[39]陈元彩.高浓度阿维霉素生产废水治理与资源回收技术研究[J],重庆环
境科学,1999,21
(1):
40-43.
[40]VriensLTheLTNITANKsystemsforenhancedbiologicalnutrientremoval
fromwastewaters[J],Water,I990:
52-53.
[41]卞华松,陈玉莉,张仲燕.卡那霉素废水处理工艺探索[J],上海环境科-169-
学,1995,14(8):
21-23.
[42]张杰,相会强,徐桂芹.抗生素生产废水治理技术进展[J],哈尔滨建筑
大学学报,2002,35
(2):
4549.
[43]WardleSirThomas.SewageTreatmentandDisposal,[J],RoyalSan.Inst.,
1893
theAidofFilters[J].Soc,Chem.Ind,1914,33:
523
[45]张统主编.SBR及其变法污水处理与回用技术[M],北京:
化学工业出版
社,20031-2.
[46]郑俊,吴浩汀,程寒飞.曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例[M],
北京:
化学工业出版社,2002.26-27
[47]唐受印、汪大翠等编着.废水处理工程[M],北京:
化学工业出版社,1998,
207209.
[48]汪大晕雷乐成编.水处理新技术及工程设计[M],北京:
化学工业出版社,
2001
[49]李家珍主编.染料、染色工业废水处理[M],北京:
化学工业出版社,1997.
235.
[50]薛文源.现有污水处理厂的技术改造和节能[J],工业水处理,
1989,9(5):
7-11
[51]王凯军,贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M],北京:
化学
工业出版2001.335-370
[52]WangerM,AmannR,LemmerH,etal.Probingactivatedsludgewith
oligonucleotidesspecificforprotecobacteria:
inadequacyofculturedependent
methodsfordescribingmicrobialcommunitystructure[J].ApplEnviron
Microbiol,1993,59(5):
1520-1525.
[53]刘新春,吴成强,张昱,等.PCR-DGGE法用于活性污泥系统中微生物群
落结构变化的解析[J].生态学报,2005,25(4):
842-847
[54]王峰,傅以钢,夏四清,等.PCR-DGGE技术在城市污水化学生物絮凝处理
中的特点[J].环境科学,2004,25(6):
74-79
[55]高平平,赵义,赵立平.焦化废水处理系统微生物群落结构动态的eric-PCR-170-
指纹图谱分析[J].环境科学学报,2003,23(6):
705-710
[56]Jae-HoonChoi,SangHyonLee,KensukeFukushiandKazuoYamamoto.
ComparisonofsludgecharacteristicsandPCR–DGGEbasedmicrobialdiversity
ofnanofiltrationandmicrofiltrationmembranebioreactors[J].
Chemosphere,2007,67(8):
1543-1550
[57]GuifangWei,LiPan,HuiminDu,JunyiChenandLipingZhao.ERIC-PCR
fingerprinting-basedcommunityDNAhybridizationtopinpointgenome-specific
fragmentsasmolecularmarkerstoidentifyandtrackpopulationscommonto
healthyhumanguts[J].JournalofMicrobiological
Methods,2004,59
(1):
91-108.
[58]郑华,欧阳志云,方治国,等.biolog在土壤微生物群落功能多样性研究中的
应用[J].土壤学报,2004,41(3):
456-461
[59]KorneliaSmalla,UteWachtendorf,HolgerHeuer,Wen-tsoLiu,Larry
Forney.AnalysisofBIOLOGGNSubstrateUtilizationPatternsbyMicrobial
Communities[J].AppliedandEnvironmentalMicrobiology,1998,
64(4):
1220-1225
[60]JvanHeerden*,CKorf,MMEhlers,TECloete.Biologforthe
determinationofmicrobialdiversityinactivatedsludgesystems[J].Water
Science&Technology,2001,43
(1):
83-90
[61]JamesB.Guckerta,GregoryJ.Carrb,TroyD.Johnsonb,BurtG.
Hamm,DanielH.Davidsona,YoshiharuKumagai.Communityanalysisby
Biolog:
curveintegrationforstatisticalanalysisofactivatedsludgemicrobial
habitats[J].JournalofMicrobiologicalMethods,1996,27(22):
183-197
[62]GarlandJL,MillsAL.Classificationandcharacterizationofheterotrophic
microbialcommunitiesonthebasisofpatternsofcommunitylevelsole-carbon
sourceutilization[J].ApplEnvironMicrobiol,1991,57(8):
2351~2359.
[63]席劲瑛,胡洪营,钱易.biolog方法在环境微生物群落研究中的应用[J].微
生物学报,2003,43
(1):
138-141
microbialcommunityfunctionaldiversityusingsole-carbon-sourceutilisation
profiles-acritique[J].MicrobiologyEcology,2002,42
(1):
1-14-171-
[65]中国标准出版社第二编辑室.水质分析方法国家标准汇编[M].北京:
中
国标准出版社,1996
[66]杨元根,PatersonE,CampbellC.Biolog方法在区分城市土壤与农村土壤
微生物特性上的应用[J].土壤学报,2002,39(4):
582~589.
[67]GarlandJL,MillsAL.Classificationandcharacterizationofheterotrophic
microbialcommunitiesonthebasisofpatternsofcommunity-level
sole-carbon-sourceutilization[J].ApplEnvironMicrobiol,1991,57(8):
2351~
2359.
affectingtheaccuracy,reproducibilityandinterpretationofmicrobial
1995,61(4):
1458-1468.
microbialcommunitiesusingpatternsofpotentialCsourceutilisation[J].Soil
[70]MagurranAE.Ecologicaldiversityanditsmeasurement[M].
Princeton:
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