| （乐山高新区管委会环保局乐山61400） 摘要：随着《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903- 2008）的颁布实施，XX 抗生素制药厂在其污水处理系统升级改造 过程中，将接触氧化工艺改造成MBBR 工艺，采用SBR+MBBR 联用的工艺，获得了较好的处理效果，实现达标排放。 关键词：流化床；生物膜；污水处理 一、企业概况 XX 医药生产企业拥有抗生素、合成药、中药、保健药、兽用药 等系列产品，具有年生产两千余吨土霉素、链霉素、新霉素、庆大 霉素等抗生素原料药、3 亿支水针剂、1 亿支粉针剂、15 亿片剂、1 亿粒胶囊、冲剂及制药机械120 多个品种的生产能力，是国家重 点抗生素药品生产基地。 二、抗生素生产废水来源 生物发酵类抗生素生产工艺流程如下： 菌种→孢子制备→种子制备→发酵过程→发酵液→预处理 及过滤→提取过程→精制过程→成品检验→成品分包装→出厂 检验 一般说从菌种到发酵属于“生物合成”，即发酵；从发酵液预 处理到精制则属于“化学工程”，即提炼。抗生素生产的发酵、分 离、提取和精制等过程都产生高浓度的有机废水[1]。 抗生素生产废水主要包括以下几个部分： 1.高浓度废水 高浓度废水包括提取废水、发酵废液。提取废水是指经提取 有用物质后的发酵残液，所以有时也叫发酵废水，含有大量未被 利用的有机组分及其分解产物，如果不含有最终产品，BOD5一般 在1500—13000mg/L 之间。 2.洗涤废水 洗涤废水来源于发酵罐的洗涤、分离机的清洗和其他清洗工 段及清洗地面等。水质一般与提取废水（发酵残液）相似，但浓度 低，一般CODCr在500—2500mg/L、BOD5在200—1500mg/L。 3.其他废水 抗生素制药厂大多有冷却水排放，一般污染物浓度不大，可 直接排放。有些制药厂还有酸、碱废水，经简单中和后可达标排 放。 三、抗生素废水的水质特征 抗生素废水因品种交替，生产计划变更或生产事故以及提取 生产本身分批操作等原因，废水的水质、水量随时间的变化很难 控制，造成废水水量、水质波动较大。影响该类废水处理的主要 水质特征如下： 1.CODCr浓度高 CODCr浓度高达3000—80000mg/L，主要为发酵残余基质及 营养物、溶媒提取过程的萃取余液、经溶媒回收后排出的蒸馏釜 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 过滤液以及染菌倒罐废液等。 2.SS 浓度高 废水中SS 浓度高达500—25000mg/L，主要为发酵的残余培 养基质和发酵产生的微生物丝菌体。 3.难降解 废水中含有微生物难以降解甚至对微生物有抑制作用的物 质。发酵或提取过程中因生产需要投加的有机或无机盐类，如破 乳剂PPB(十二烷基溴化吡啶)、消泡剂泡敌(聚氧乙烯丙乙烯甘油 醚)以及黄血盐(K［4 Fe(CN)6•H20］)、草酸盐及生产过程中排放的 残余溶媒(甲醛、甲酚、乙酸乙酯等)和残余抗生素及其降解物等， 在废水中这些物质达到一定浓度会对微生物产生抑制作用。 4.硫酸盐浓度高 如链霉素废水中硫酸盐含量为3000mg/L 左右，最高可达 5500mg/L，青霉素废水为5000mg/L 以上。 5.水质成份复杂 废水中含有中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残留的 高浓度酸、碱和有机溶剂等原料，成份复杂，易引起pH 波动，影响 生化处理效果。 四、企业生产废水状况 生产废水水质水量如下所示： 备注：生产排放废水中90%为抗生素生产废水，10%为制剂生 产排放水。年平均水温为15摄氏度。 已建成一座日处理能力为6000 吨的制药废水处理站，废水 经酸化调节池，SBR 工艺池（6 个单体，总池容6900 立方米），接触 氧化池（3 个单体，总池容1200 立方米），气浮工序处理后排放，但 由于经过SBR 工序后废水生化比下降至0.2 左右，故造成接触氧 化池挂膜困难，处于闲置状态。工艺流程缩短后，排放废水只可 达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级排放标准。 SBR 池排放出水年均指标如下： COD：200mg/L；BOD：40mg/L；NH4- N：45mg/L；SS： 40mg/L；PH：6.8 五、工艺运用 为达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903- 2008）排放，企业采用挪威安能国际的流动床TM(MBBRTM)生 物膜工艺对接触氧化工艺进行了改造。 1.MBBR 工艺简介 流动床TM 生物膜工艺运用生物膜法的基本原理，充分利用 了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜 法的缺点。技术关键在于研究和开发了比重接近于水，轻微搅拌 下易于随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大， 适合微生物吸附生长的特点[2]。填料的结构以具有受保护的可供 微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时，空气泡的上升浮 力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空 隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料 被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的 气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。 2.改造后工艺流程简述 图2改造后污水处理工艺图 MBBR 池：改造池池容800 立方米，日处理量6000 吨生产废 水，投加安能国际的K3 型填料400 立方米；新增L41LD、30KW 风机三台；安装卡能士曝气系统和出水装置； 主要工艺参数： ——BOD5面积负荷：5g/m2•d ——气水比：5.5:1 3.MBBR 生物膜的培养 根据流动床生物膜的特点，在一定温度（不低于15℃）和满足 DO（DO：5mg/L）的前提下，进行生物膜的培养工作。 （1）初期生物培养 采用连续挂膜法进行系统挂膜，即将原工艺SBR 段的泥水 混合液排入生物流化床系统，循环1-2 次后即连续进水，并使进 水量逐步增大。这种挂膜法由于营养物供应相对较好，只要控制 挂膜液的流速，即可保证微生物的吸附。待挂膜后再逐步提高水 力负荷至满负荷[2]。 为能尽量缩短挂膜时间，以监测数据为依据，按需投加了一 定量的氮肥及磷肥，保证C：N：P 比在100：5：1，并通过调整SBR 工艺段，保证进水CODCr稳定在700mg/L 左右同时。 在挂膜过程中，采用镜检方式观察到在挂膜初期附着在载体 上是单个的累枝虫和钟虫，而菌胶团附着量很少。这个时期由于 菌胶团与载体之间相合力较弱，附着上的菌胶团容易再次被冲离 载体表面[4]。 （2）后期生物培养 在接种已完成的情况下，结合水质状况调整了进水量、及营 养比，逐步培养出了一定数量的菌体。采用镜检方式观察到生物 相的变化为：生物膜逐步成熟，轮廓较为平滑；在生物膜生长的成 熟期还观察到有轮虫、线虫等较高等的微型生物存在。原生动物 以生物膜上的微型生物或细菌为食，具有松散生物膜，抑制生物 膜的过度增厚，促进生物脱落等功能，可使生物膜不断更新，经常 保持良好的活性和净化功能。此时形成的成熟生物膜密实、淡黄 通过调试期的实际工作，确定运行不稳定与上表所列的因素 有关并提出以下解决办法： A、pH/碱度：PH 值太高或太低都会抑制微生物的活性。当 PH 值回到正常后，通常需要几天才能回到正常的处理效果。 B、溶解氧浓度（DO）：溶解氧浓度对有机物和氨氮的去除都 很重要。 C、营养：营养物（氮和磷）的浓度很重要。 D、毒性：抑制物的类型和浓度决定抑制的程度。多数抑制 物来源于工业污水。如果怀疑有抑制物情况，应该进行彻底的检 测。 E、机械问题：机械问题会以多种方式导致工艺的不稳定运 行，应建立定期检查制度。 F、污水水质及组成：污水成分会随时间而变化。如果运行不 稳定不是以上原因所致，应该检查污水的成分是否与设计时不 同。 （5）技改工程结果 经过近两个月的工艺调试，企业排放废水COD 值达到《发酵 类制药工业水污染物排放标准》（GB21903-2008）标准，即CODcr≤ 100mg/L，生物流化床工艺段COD 的去除率在75%左右。 出水年均指标如下： COD：80mg/L；BOD：20mg/L；NH4- N：15mg/L；SS： 40mg/L；PH：6.8 1.抗生素废水的水质特征复杂，主要有CODCr 浓度高、SS 浓度高、难降解、硫酸盐浓度高、水质成份复杂等特点。抗生素废 水的这些复杂特征也相应地增加了的其处理的难度，提高了其处 理工艺技术的选择要求。 2.MBBR 反应器具有推流反应器和完全混合反应器的特征， 这种接触反应流态使反应器中微生物分级明显，有利于形成高级 种群、种属的微生物，又能强化污染物、生物膜、溶解氧之间的传 质并使微生物不断更新维持较高的活性。 3.SBR+MBBR 工艺，对于处理抗生素废水具有相对显著的 处理效果，COD 设计去除率高达90%以上，出水水质可以达到《发 酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903-2008），企业排放废 水实现达标排放。 参考文献： [1]俞文和主编.新编抗生素工艺学[M].中国建材工业出版社, 1996年9月. [2]谢冰,徐亚同编著.废水生物处理原理和方法[M].中国轻工 业出版社，2008年5月. [3]周平,钱易.内循环生物流化床反应器的理论分析[J]环境科 学,1995,16（2）：88-90. [4]黄晓东，于达丰、王占生，等受污染珠江水源水的生物处理 事宜研究[J].给水排水，1998（. 7）：35-37. [5]李亚新、候建荣生物砂滤池处理微污染原水工艺特性研究 [J].给水排水，1997，（7）：,6-9. |
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