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工业废水处理：制药废水分类和特点
发布时间：
2025-02-25
来源：
工业废水处理：制药废水分类和特点
1、制药废水
1、制药废水特点:
制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。制药工业按生产工艺过程可分为:生物制药化学制药。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水，随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。依据《制药工业污染物排放标准》，制药工业污染物排放标准体系由6个分标准组成，即发酵类、化学合成类、提取类、生物工程与生物制品类、中药类、混装与加工制剂类。
1.1 发酵类生物制药废水的分类
1.1.1 主生产过程排水:此类排水是最重要的一类废水，包括废滤液、废母液、其他母液、溶剂回收残液等。废水特点:浓度高、酸碱性和温度变化大、药物残留是此类废水最显著的特点，虽然水量未必很大，但是其中污染物含量高，对全部废水中的COD贡献比例大，处理难度大。
1.1.2 辅助过程排水 包括工艺冷却水、循环冷却系统排污、去离子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。
废水特点:浓度高、酸碱性和温度变化大、药物残留是此类废水最显著的特点，虽然水量未必很大，但是其中污染物含量高，对全部废水中的COD贡献比例大，处理难度大。
1.1.2 辅助过程排水 包括工艺冷却水、循环冷却系统排污、去离子水制备过程排水、蒸馏(加热)设备冷凝水等。
废水特点:污染物浓度低，但是水量大，并且季节性强，企业间差异大，此类废水也是近年来企业节水的目标。
1.1.3 冲洗水 包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱冲洗水、地面冲洗水等，其中过滤设备冲洗水污染物浓度也很高，主要是悬浮物，如果控制不当，也会成为重要污染源;树脂柱冲洗水水量较大，初期冲洗水污染物浓度较高，并且酸碱性变化大，也
是一类重要废水。
1.1.4 生活污水 与企业的人数、生活习惯、管理状态相关，但不是主要废水，1.2化学制药是利用有机或无机原料通过化学反应制备药品或中间体的过程，包括纯化学合成制药和半合成制药。
2. 发酵类生物制药废水的来源
2.1 主生产过程排水
发酵类生物制药的主生产过程排水是废水的主要来源之一，其成分复杂且浓度高。主要包括废滤液、废母液、其他母液、溶剂回收残液等。这些废水的化学需氧量（COD）浓度极高，通常在10,000 mg/L以上。例如，在抗生素生产过程中，废滤液和废母液中含有大量未被利用的有机基质及营养物，如糖类、蛋白质、脂类和无机盐类。这些高浓度废水的酸碱性和温度变化大，药物残留是其显著特点，对全部废水的COD贡献比例大，处理难度也相对较大。
2.2 辅助过程排水
辅助过程排水在发酵类生物制药废水的总量中占比较大，其主要来源于工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水系统排污、水环真空设备排水等。这类废水的特点是污染物浓度相对较低，但水量大，季节性强，企业间差异大。例如，工艺冷却水在生产过程中用于调节设备温度，虽然其污染物浓度不高，但由于使用频繁，排放量较大，因此也是企业节水和废水处理的重要目标。
2.3 冲洗水
冲洗水是发酵类生物制药废水的另一重要组成部分，主要包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱（罐）冲洗水、地面冲洗水等。其中，过滤设备冲洗水污染物浓度较高，主要是悬浮物，如果控制不当，会成为重要的污染源。例如，在发酵罐的清洗过程中，会产生大量的冲洗水，其COD浓度可达数千mg/L。树脂柱（罐）冲洗水的水量较大，初期冲洗水污染物浓度高，并且酸碱性变化大，也是一类重要的废水。
3. 发酵类生物制药废水的分类
3.1 高浓度废水
高浓度废水是发酵类生物制药废水中的关键部分，主要来源于主生产过程排水。这些废水的化学需氧量（COD）极高，通常在10,000 mg/L以上。例如，在抗生素生产过程中，废滤液和废母液中含有大量未被利用的有机基质及营养物，如糖类、蛋白质、脂类和无机盐类。这些高浓度废水的酸碱性和温度变化大，药物残留是其显著特点，对全部废水的COD贡献比例大，处理难度也相对较大。
高浓度废水的处理是发酵类生物制药废水治理的重点和难点。由于其污染物浓度高，直接排放会对环境造成严重污染，因此需要采取有效的预处理和深度处理措施。常见的预处理方法包括混凝沉淀、气浮等，以去除废水中的悬浮物和部分有机物。深度处理则通常采用生物处理技术，如厌氧生物处理和好氧生物处理的组合工艺。厌氧生物处理可以有效降低废水的COD浓度，同时产生可利用的沼气。好氧生物处理则进一步去除废水中的有机物，使废水达到排放标准。
3.2 低浓度废水
低浓度废水主要来源于辅助过程排水和冲洗水。辅助过程排水在发酵类生物制药废水的总量中占比较大，其主要来源于工艺冷却水、动力设备冷却水、循环冷却水系统排污、水环真空设备排水等。这类废水的特点是污染物浓度相对较低，但水量大，季节性强，企业间差异大。例如，工艺冷却水在生产过程中用于调节设备温度，虽然其污染物浓度不高，但由于使用频繁，排放量较大，因此也是企业节水和废水处理的重要目标。
冲洗水是发酵类生物制药废水的另一重要组成部分，主要包括容器设备冲洗水、过滤设备冲洗水、树脂柱（罐）冲洗水、地面冲洗水等。其中，过滤设备冲洗水污染物浓度较高，主要是悬浮物，如果控制不当，会成为重要的污染源。例如，在发酵罐的清洗过程中，会产生大量的冲洗水，其COD浓度可达数千mg/L。树脂柱（罐）冲洗水的水量较大，初期冲洗水污染物浓度高，并且酸碱性变化大，也是一类重要的废水。
低浓度废水的处理相对较为简单，但仍需采取适当的措施以确保其达标排放。常见的处理方法包括物理化学处理和生物处理。物理化学处理可以通过沉淀、过滤等方法去除废水中的悬浮物和部分溶解性污染物。生物处理则可以利用微生物的代谢作用进一步降解废水中的有机物，使其达到排放标准。此外，对于低浓度废水，还可以考虑采用资源回收的方法，如回收其中的有用物质或进行中水回用，以提高水资源的利用效率。
4. 发酵类生物制药废水的特点
4.1 污染物浓度高
发酵类生物制药废水的污染物浓度极高，是其显著特点之一。高浓度废水主要来源于主生产过程排水，如废滤液、废母液等，其化学需氧量（COD）通常在10,000 mg/L以上，部分企业甚至高达100,000 mg/L。这些废水不仅含有大量的有机基质和营养物，如糖类、蛋白质、脂类和无机盐类，还残留有药物成分，对环境的污染风险极大。
高浓度废水的处理难度大，主要体现在以下几个方面：
- 酸碱性和温度变化大：高浓度废水的酸碱性变化范围广，pH值可能在2到12之间波动，温度也可能因生产过程的不同而有较大变化，这给废水处理的稳定性和效率带来了挑战。
- 生物毒性：废水中残留的药物成分，如抗生素及其降解产物，对微生物具有抑制作用。例如，某些抗生素残留浓度超过一定阈值时，会显著抑制废水处理系统中微生物的活性，导致生物处理效果下降。
- 处理成本高：由于污染物浓度高，需要采取复杂的预处理和深度处理工艺，如混凝沉淀、气浮、厌氧生物处理和好氧生物处理的组合工艺，这不仅增加了处理设备的投资成本，还提高了运行和维护费用。
4.2 成分复杂
发酵类生物制药废水的成分极为复杂，主要包括有机物、氮、磷、硫酸盐等。这些成分的来源广泛，涵盖了发酵过程中的各种原料、中间产物和代谢产物。
- 有机物种类繁多：废水中含有大量的有机基质，如糖类、蛋白质、脂类等。这些有机物不仅浓度高，而且成分复杂，难以被微生物完全降解。例如，废滤液和废母液中含有大量未被利用的有机基质，其成分复杂，可生化性差。
- 含氮量高：发酵类生物制药废水中的氮主要以有机氮和氨态氮的形式存在。废水中氨氮浓度较高，经生物处理后氨氮指标往往不理想，这不仅影响废水的达标排放，还可能对水体生态系统造成富营养化污染。
- 硫酸盐浓度高：硫酸铵是发酵过程中的常用氮源，硫酸是提炼和精制过程中重要的pH值调节剂。因此，发酵类生物制药废水中硫酸盐浓度较高，这给废水的厌氧处理带来了困难。
- 难降解物质多：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，如破乳剂、消泡剂、黄血盐、草酸盐、残余抗生素及其降解物。这些物质的存在不仅增加了废水处理的难度，还可能导致处理后的废水难以达标排放。
5. 总结
发酵类生物制药废水的分类及其特点对废水处理工艺的选择和优化具有重要意义。高浓度废水主要来源于主生产过程排水，其COD极高，通常在10,000 mg/L以上，部分企业甚至高达100,000 mg/L。这类废水的酸碱性和温度变化大，残留药物成分对微生物具有抑制作用，处理难度大，需要复杂的预处理和深度处理工艺。低浓度废水则主要来源于辅助过程排水和冲洗水，其污染物浓度相对较低，但水量大，季节性强，企业间差异大。这类废水的处理相对较为简单，但仍需采取适当的措施以确保其达标排放。
发酵类生物制药废水的成分复杂，主要包括有机物、氮、磷、硫酸盐等，这些成分的来源广泛，涵盖了发酵过程中的各种原料、中间产物和代谢产物。废水中有机物种类繁多，含氮量高，硫酸盐浓度高，且含有大量难降解物质，这些特点使得废水处理面临诸多挑战。因此，在处理发酵类生物制药废水时，需要综合考虑废水的来源、浓度、成分等因素，选择合适的处理工艺和方法，以实现废水的达标排放和资源回收利用。
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