制药废水组成及特性.docx

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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]。

1.1.2制药废水的组分及性质

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-

1.1.3制药废水的危害

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、藻类等微生物的新代，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

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