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半合成抗生素废水治理工艺方案如何选择

点击数:89 发布时间:2019/4/14 来源:谷腾环保网

半合成抗生素是指以微生物合成的抗生素为基础,对其进行结构改造后得到的新化合物。中国半合成抗生素经过近十几年的发展,现在已经形成多个分支并存,各分支产品相对齐全的....
半合成抗生素是指以微生物合成的抗生素为基础,对其进行结构改造后得到的新化合物。中国半合成抗生素经过近十几年的发展,现在已经形成多个分支并存,各分支产品相对齐全的格局,其主要还是从青霉素和头孢菌素发酵的基础原料通过结构改造而来。

随着半合成抗生素的广泛使用,其产生的废水如何治理成了企业一大头疼的问题。下面就为大家介绍一下在半合成抗生素废水治理工艺方案上如何选择。

半合成抗生素废水特征

半合成抗生素废水既有合成药废水成分复杂、难降解物质多的特点,又同生物制药废水一样含有抗生素等生物抑制剂,其主要特征如下:

1.水质成分复杂:半合成抗生素生产的特点是流程较长、反应复杂、副产物多,反应原料常为溶剂类物质和环状结构的化合物,使废水中的污染物组分繁杂,增加了废水处理难度。

2.废水中污染物含量高,COD值高:生产过程中使用大量有机、无机化工原料,由于多步反应,原料利用率低,进入废水中的污染物量较大,造成废水COD浓度值高,少则数千,多则上十万。

3.难降解及有毒有害物质多:半合成抗生素生产使用的原料中有许多有机污染物,且极难降解,同时废水中还不可避免地含有从原料和产品中带入的一定浓度的有机类生物抑制剂,甚至是杀菌剂,给生化处理造成严重困难。

4.部分废水盐分含量高:废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用,例如当废水中的氯离子超过3000mg/L时,未经驯化的微生物的活性将受到抑制,废水处理的效率将明显下除,更高浓度甚至造成污泥膨胀,微生物死亡的现象。

目前用于抗生素废水处理的物化方法主要有混凝、沉淀、吸附、气浮、焚烧和反渗透。这些方法有的需投加大量化学药剂使得处理成本提高、操作复杂,有的生成大量副产物,处理不当易造成二次污染。对于厌氧处理,抗生素废水的残余抗生素、盐类和一些添加剂会严重抑制厌氧微生物的正常代谢活动。对于好氧处理,若采用常规的好氧活性污泥法,直接处理这种COD浓度高达数千mg/L以上的废水,又难以达标排放,除非用大量的废水稀释才能处理,但是这又导致基建和运行费用增加...

废水工艺的选择

根据国内的经验,一般的策略是采用组合的污水处理工艺,下面以盐酸克林霉素和克林霉素磷酸酯为大家实例分析。

盐酸克林霉素的生产工艺是以盐酸林可霉素为原料,与氯代剂加合,使氯基取代羟基基团,经碱化、水解、提取、成盐、浓缩、结晶后制得,其工艺废水主要为碱液吸收废水、碱提废水、真空排污水、蒸汽凝结废水、设备清洗水、地面冲洗水等;克林霉素磷酸酯以盐酸克林霉素为起始物料,经缩合、碱化、酯化、水解、结晶后制得,其工艺废水主要为过滤分离的母液、蒸汽凝结废水、设备清洗水、地面冲洗水等。

1.该废水的高COD主要由乙醇、二甲基甲酰胺等有机物形成,乙醇极易降解,酰胺类也可以降解,防碍生化处理的主要物质是高浓度抗生素的存在,当抗生素的浓度降低到半抑制浓度以下时,可以生化处理。从老厂废水的水质监测结果可以看到,其BODs/COD为0.7,废水在稀释状态下可生化性好。该废水可以采用以生化处理为主的处理流程,但需辅以化学方法减轻抗生素的毒性,采用较大的回流化。同时,需要对微生物进行驯化,提高耐受浓度。

2.废水中的主要抗生素洁霉素和盐酸克林霉素的分子结构由两个杂环分子以甲酰胺基连接,根据酰胺基在强碱性条件下易水解的特点,可以用强碱破坏其分子结构,从而改变原有的微生物毒性,有利于生化处理。相比采用化学氧化法破坏抗生素的微生物毒性而言,碱解工艺条件简单,成本低廉,且可利用废水呈碱性的特点,减小碱耗量。

3.废水中磷酸盐和钾盐的浓度接近微生物中毒浓度,以预处理方法进行处理。可以利用废水呈强碱性的特征,用Ca(OH)2高效去除磷酸盐,同时,Ca2+在废水处理中也被用来作为K+的拮抗剂,可以提高微生物对默的耐受浓度。

4.废水中含有一定量的难降解有机物,结合厌氧处理和好氧处理,利用废水BOD5浓度高的特征,可以有效地减小出水中难降解有机物的浓度。

5.废水中还含有一定的有机溶剂,如卤代烃等,不易降解,但比水重,在水中溶解度小,可以通过预处理中通过隔油沉淀去除,减少其对后续处理的影响。

根据以上分析,可以确定盐酸克林霉素和克林霉素磷酸酯废水处理主体工艺:隔油沉淀+化学除磷(碱解)+中和+预曝气调节池+厌氧(缺氧)好氧生化处理,出水水质需达GB8978-1996新扩改一级标准排放。

结论

半合成抗生素废水具有高污染物浓度、难降解和有生物抑制性物质的特点,可以采用物理、化学和生化相结合的组合工艺来进行治理,工艺方案的选择,首先应依据拟去除污染物的特征,形成一个个处理单元拼块,再优化组合,形成一个完整的处理工艺。分析表明,强化预处理+多级A/O工艺在处理类似废水中具有一定的优势。

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