制药发酵工艺技术分析

制药发酵工艺技术分析（精选7篇）

制药发酵工艺技术分析 篇1

微生物是指细菌、病毒等小型生物。目前微生物技术被广泛用于医药卫生等多个领域。微生物发酵技术是指在合适的条件下, 原料经过特定的代谢途径转化为人类需要的特殊物质。微生物发酵现象最在发于1897 年。德国的毕希纳发现了酶可以让特定的物质发酵, 从此, 人类理解了发酵的原理, 为掌握发酵技术提供了基础。上世纪40 年代, 发酵工艺开始用于生产领域。如弗洛里和钱恩等研究出青霉素的批量生产方法, 青霉素产业得到了快速发展。之后的十年里, 氨基酸发酵工业、酶制剂工业等多种微生物发酵行业陆续如雨后春笋般出现。至今, 微生物发酵工艺已经成为制药领域的重要技术手段, 得到了广泛应用。

1 微生物药物的分类

利用微生物技术和化学技术制成的药物就是微生物类药物。在临床上微生物药可以用在多种疾病的治理和预防上。微生物发酵技术在微生物制药领域运用十分广泛。如我们经常使用的青霉素就是通过发酵而得到的微生物药物。而且不少治理日常疾病的抗生素也属于微生物药物。

2 微生物发酵制药技术

微生物制药技术多种分类, 目前主要是根据微生物发酵环境的不同以及存放设备不同来分。根据发酵环境不同, 微生物发酵技术可以分为好氧、厌氧和兼性厌氧三种类型。好氧类型是微生物发酵环境需要氧气参与, 厌氧发酵则不需要提供氧气。而兼性厌氧发酵是指有无氧气都可以完成发酵过程。根据使用器具不同, 微生物发酵技术可以分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵、深层发酵四种类型。敞口发酵使用的器具较为简单, 便于操作。深层发酵则需要专业的液体培育基才能实现微生物发酵。但是, 深层发酵更加便于机械化运作, 适合工厂化生产。临床中批量生产的青霉素就属于深层发酵。

3 常用发酵用微生物种类

可以用于发酵工艺的微生物种类繁多。许多天然的要素都可以作为发酵的催化物。一般选用自然物的突变株来完成发酵。原料容易得到, 成本也较低。细菌、放线菌、担子菌、藻类、酵母菌、藻类、病毒等就是当前发酵工业领域普遍采用的发酵微生物。

4 常见培养基及其简易制作方法

培养基 (Medium) 是发酵完成的场地和基础, 为微生物发酵提供生长的养料。人工配制的培养基中一般蕴含碳水化合物、含氮物质等多种适合微生物生长的营养元素。培育基的种类多种多样, 在临床中总体可分为四种类型, 液体培养基、固体培养基、半固体培养基、脱水培养基四大类。液体培养基是指以特定比例制成的液态基质。固体培养基是以特定比例制成的固态基质。固体培养基根据其性质可以分为固化培养基、非可逆性固化培养基、天然固态培养基、滤膜等类型。在液体培养基和固体培养基之间还有半固体培养基, 把适当凝固剂加入到液体培养基中, 从而形成半固体状态的培养基。脱水培养基, 也就是预制干燥培养, 指含有除水分外的一切成分的商品培养基。

在发酵工业中, 有一些培养基最为常用, 制作也最为便捷。一是牛肉膏琼脂培养基。其简易制作方法如下:将100毫升的水和牛肉膏、蛋白胨、氯化钠等放入烧杯, 加热。等到烧杯内物质溶解后, 开始放入琼脂。当琼脂充分溶解后再加入水, 然后用10%盐酸或10%的氢氧化钠调整p H值到7.2~7.6, 最后将得到的液体培育基分装在不同的试管里, 然后高压灭菌即可。二是马铃薯培养基。其简易制作方法如下:将250克新鲜牛心去除脂肪与血管, 切碎, 并与500 毫升蒸馏水、5 克蛋白胨同时放入烧杯中, 煮沸, 再用文火炖2 小时。最后过滤出液体, 并将滤液p H值调到7.5 左右。每支试管内加入10 毫升肉汤和少量碎末状的干牛心, 灭菌, 备用。

5 发酵工艺的简单流程

5.1 菌种制备

菌种是发酵工艺的前提。发酵之前, 要先将菌种选用、分离、纯化等。在发酵过程中, 还需对菌种进行定期选育和纯化。

5.2 种子培养

种子培养是指将休眠的菌种激活。将保存在砂土管、冷冻干燥管等设备中的生产菌种放入试管斜面培养基内激活, 然后在种子罐里不断将微生物种菌繁殖与提纯。这里的提纯就是临床上提到的种子。菌种的性能、制备决定了发酵物的产量和成品质量。种子培养可以选用多种方式, 第一是菌丝进罐培养, 即从摇瓶培养开始, 将所得摇瓶种于液接入到种子罐进行繁殖;第二是孢子进罐培养。即将孢子放入种子罐进行扩大培养。菌种的性质决定了种子培养的方式和级数。

5.3 发酵

无菌状态下对微生物进行纯种培养, 是整个发酵工艺的中心环节。无菌条件是这个环节的关键。在临床中, 需要对各种设备加以消毒。利用饱和蒸汽对培养基进行灭菌, 灭菌条件是在120℃维持30分钟即可。

5.4 游处理

游处理作为整个微生物发酵工艺的最后一环, 通过把微生物细胞从发酵液中提取出来, 得到发酵产物, 以备后续制作微生物药物。

参考文献

[1]范宜晓.微生物发酵法生产3~羟基丁酮[D].齐鲁工业大学, 2013.

[2]王晓红.微生物制药菌渣处理处置技术风险评价研究[D].哈尔滨工业大学, 2012.

[3]赵煜.基于嵌入式技术的微生物发酵罐控制系统研究及实现[D].西北农林科技大学, 2007.

谈对生物制药技术发展趋势的分析 篇2

关键词:制药;新技术;发展;分析

中图分类号:X787 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 01-0000-01

生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。

一、当前生物制药技术的发展方向

目前生物制药主要集中在以下几个方向:

1.肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。

2.神经退化性疾病 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。

3.自身免疫性疾病 许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。

4.冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。

基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。

二、现代生物制药新技术发展趋势

未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。

生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。

除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。

除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。

各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用Dennis Noble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。

药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。

三、总结

发酵类制药废水治理技术探讨 篇3

我国在行业发展战略及环境保护方面均对制药行业作出了相应的要求。其中, 《国民经济和社会发展第十二五年规划纲要》[1]明确要求制药行业调整结构产业, 推动优势企业强强联合, 提高产业集中度, 实现制药行业由大到强的转变。《国家环境保护“十二五”规划》[2]中明确要求开展制药行业清洁生产关键新工艺和污染防治技术研发与示范, 开发制药行业特征污染物排放环境风险评价技术。

浙江省是我国药品生产大省, 产业规模和发展水平均居全国前列[3]。该省对生物产业出台了《浙江省生物产业发展规划 (2010-2015年) 》[4]、《浙江省环境保护“十二五”规划》[5]等文件, 明确指出要大力发展生物医药, 推动原料药产业转型发展, 努力建设成具有较强国际竞争力的、全国重要的医药产业基地。2014年3月, 浙江省委十三届四次全会提出了治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水的“五水共治”要求。治污水为“五水共治”中首要工作, 也是最重点工作。因此, 作为浙江省支柱产业的制药行业水污染治理也将成为今后一段时间“五水共治”一个重要研究课题。而发酵类制药废水由于其产生量大, 污染物浓度高, 治理难度大等特点, 一直是医药行业废水治理技术研究重点[6]。

2 发酵类制药废水特点

2.1 发酵类制药废水来源

发酵类制药废水来源较多, 总体来说主要包括3类: (1) 工艺浓废水, 主要包括生产过程产生的压滤废滤液水、离心废母液水、溶剂回收后废残液水等。该类废水具有废水量小, 污染物浓度高, 可生化性较好, 酸碱性强, 温度变化大, 可能含有一定量药物残留等特点。 (2) 生产稀废水, 主要包括设备、地面冲洗废水, 废气吸收废水, 污染区初期雨水等。该类废水具有废水量相对较大, 污染物浓度相对较低, 酸碱性变化较大等特点。 (3) 其他配套工程产生的稀废水, 主要包括直接冷却系统排水, 循环冷却系统排水, 抽真空系统排水, 纯水站排水等。该类废水具有废水量大, 污染物浓度低, 可生化性好, 基本呈中性等特点。

2.2 发酵类制药废水特点

发酵类制药废水由来源可见, 从水量分析主要来源于生产稀废水和其他配套工程产生的稀废水;从污染物来源分析主要来源于工艺浓废水。虽然工艺浓废水水量小, 但其污染物浓度远远大于其他稀废水。因此, 发酵类废水特点可归纳为以下几点: (1) 废水来源多, 废水量大。同时, 由于各股废水产生点位不同, 在废水收集方面易于做到雨污分流、清污分流, 必要时也可以做到污污分流。 (2) 工艺浓废水污染物浓度高 (表1) , 各股废水污染物浓度差异大。由于发酵类制药一般以间隙生产为主, 废水排放形式也间隙式排放, 在废水集中处理前首先要进行一定预处理, 再进行综合调节, 以利于废水后期生化处理。污染物浓度高且间歇排放, 酸碱性和温度变化大, 需要较大的收集和调节装置。 (3) 一般废水可生化性较好。由于发酵过程需要大量营养成分, 发酵完全后经后处理大量营养成分流失至废水中, 一般发酵工艺浓废水B/C比较高。一般认为废水B/C比大于0.3, 则废水生化性较好。由表1可见, 列举的几种发酵类制药废水 (废母液水) B/C比均远大于0.3。 (4) 废水总氮浓度高, 氨氮浓度差异大。由于废水中营养物质基本含氮, 且以有机氮为主, 导致废水中总氮浓度高。部分产品发酵过程如以无机氮 (如硫酸铵、尿素等) 提供发酵氮源, 则废水中氨氮浓度较高。 (5) 部分发酵工艺浓废水具有生物毒性。如生产抗生素类药物废水中可能夹带一定量抗生素原料药, 在废水处理过程对微生物有抑制作用, 导致废水处理效率大幅下降。 (6) 发酵工艺浓废水一般色度较高。下表列出了几种发酵类制药废水的水质情况。

3 发酵类制药废水治理技术概况

3.1 物化处理技术

发酵类制药废水物化处理技术较多, 目前较成熟的技术方法主要包括混凝沉淀、气浮、吸附、电解和氧化 (双氧水氧化、臭氧氧化、次氯酸氧化、Fenton试剂氧化、光催化氧化、超声波氧化等) 。如混凝沉淀法, 广泛应用于发酵类制药废水的物化处理, 主要处理废水中固体培养基、胶体物以及蛋白质等营养物质。采用混凝沉淀可去除废水固体颗粒物, 大幅降低悬浮物浓度, 对其他有机物的去除率一般在15%左右, 同时也可以改善废水的水质, 提高废水后续处理生化性。如气浮法, 也广泛应用于发酵类制药废水的物化处理, 主要处理废水中含有的高沸点有机溶剂或悬浮物。采用气浮法可去除废水中悬浮物, 改善废水可生化性, 对其他有机物的去除率一般为10%~20%。如化学氧化法, 广泛应用于难生化或含高分子难降解物质的发酵类制药废水处理。在废水处理过程中氧化剂产生的·OH等强氧化自由基将无机物和高分子、难降解有机物转化成小分子物质或相对易降解物质。

3.2 厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术主要包括厌氧消化法和水解酸化法两种处理工艺。其中, 厌氧消化法是严格控制厌氧条件下的生化处理过程。在厌氧消化处理过程中, 废水中含有的高分子、难降解有机污染物被分解为甲烷、二氧化碳、水等小分子物质。一般厌氧消化工艺处理发酵类制药废水COD去除率在50%~85%。目前, 应用广泛的厌氧反应器主要有升流式厌氧污泥床 (UASB) 反应器、厌氧复合床 (UBF) 反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床 (EGSB) 反应器、厌氧折流板反应器 (ABR) 等。水解酸化法是在兼氧或非严格厌氧的条件下, 通过微生物的水解及发酵等作用, 将高分子有机物转为简单有机物等产物的过程。目前, 水解酸化法在发酵类制药废水处理中广泛应用, 实际应用中将水解酸化处理作为好氧生化的前处理。

3.3 好氧生物处理技术

好氧生化处理技术是利用好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机污染物的处理方法。好氧微生物在废水处理过程中经过复杂的生化反应, 最终以低能位的无机物稳定下来, 达到废水处理无害化的要求。

好氧生化处理技术以活性污泥法和生物接触氧化法为主, 而近年来则以水解-好氧生物接触氧化法以及不同类型的序批式活性污泥法居多。如传统活性污泥法是传统的好氧生物处理技术, 处理工艺成熟, 在传统发酵类制药废水处理中应用广泛。附生物降解法 (AB法) , 属超高负荷活性污泥法, 其突出的优点是A段负荷高, 抗冲击负荷能力强, 特别适用于处理浓度高、水质水量变化大的发酵类制药废水。生物接触氧化法, 则兼有活性污泥法和生物膜法的特点, 与活性污泥法相比, 单位体积生物量大、生物活性及容积负荷高, 处理过程不需要污泥回流。膜生物反应器 (MBR) , 具有污泥浓度高, 有机污染物去除率高, 脱氮脱磷效果好等特点。序批式间歇活性污泥法 (SBR) , 是一种高效废水处理工艺。由于系统的非稳态运行, 反应器中生物相复杂, 微生物的种类繁多, 各种微生物交互作用, 去除率要比传统活性污泥法高。因此, 目前该方法在处理复杂发酵类制药废水处理中也发挥其突出贡献。

4 制药行业发酵废水治理技术工程实例

考虑到发酵类制药废水水质复杂, 我省发酵类制药废水处理技术主要采用“厌氧-好氧”二级处理工艺。浙江某发酵类制药企业具有一定规模, 简单介绍其废水处理工程。

4.1 污水处理设施概况

浙江某发酵类制药企业废水经厂区废水站预处理后纳入城市污水厂进一步处理。企业污水站设计处理能力为3000t/d, 总投资5400万元。污水站处理工艺流程如图1所示 (下图中水解池、厌氧池、化学氧化池、催化氧化池、混凝沉淀池3尚未投入运行) 。根据实际运行情况, 该废水处理系统运行费用约20元/t。

4.2 废水处理效果

废水处理效果如表2所示。

由表2可见, 废水经厂区污水站处理后总排口主要污染物指标符合执行《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 中的三级标准, 氨氮浓度符合《浙江省地方标准工业企业废水氮、磷污染物间接排放限值》 (DB33/887-2013) 限值要求。

5 结语

浙江省作为全国医药制造大省, “五水共治”也吹响了浙江大规模治水行动的新号角。发酵类制药废水将在今后作为制药行业废水治理技术研究重点。通过对发酵类制药废水来源、特点分析, 浅谈目前成熟的发酵类制药废水治理技术及其优点, 为其他发酵类制药企业在废水治理方面提供可行思路, 也为浙江省“五水共治”工作添砖加瓦。

摘要：分析了发酵类制药废水来源及特点, 阐述了目前成熟的发酵类制药废水治理技术及其优点。以浙江某发酵类制药企业采用的废水治理工艺和实际运行情况为例进行了探讨, 以期为其他发酵类制药企业的废水治理工作提供可行思路。

关键词：发酵类,制药废水,治理,五水共治

参考文献

[1]中华人民共和国国务院.国民经济和社会发展第十二五年规划纲要[R].北京:中华人民共和国国务院, 2011.

[2]中华人民共和国国务院.国家环境保护“十二五”规划.国发〔2011〕42号[R].北京:中华人民共和国国务院, 2011.

[3]许明珠, 王浙明, 赵多, 等.浙江发酵制药大气污染物排放标准制定研究[J].环境科学与技术, 2013 (4) :196~199.

[4]浙江省人民政府.浙江省生物产业发展规划 (2010-2015年) .浙政发〔2010〕53号[R].杭州:浙江省人民政府, 2010.

[5]浙江省人民政府.浙江省环境保护“十二五”规划[R].杭州:浙江省人民政府, 2011.

SMBBR预处理发酵类制药废水 篇4

特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)工艺技术是基于MBBR工艺的一种改进技术,兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,依靠曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态[5],使生物膜充满整个反应空间,悬浮的填料能与废水多次且频繁接触,延长反应时间且动力消耗极低[6]。

本工作采用高活性反硝化菌DNF409作为菌种,以SDC-03型生物载体作为填料,通过SMBBR处理发酵类制药废水,为该工艺在实际中的应用提供技术参数及科学依据。

1实验方法

1.1材料和仪器

反硝化菌DNF409:中丹康灵(北京)生物技术有限公司;SDC-03型生物载体:中丹康灵(北京) 生物技术有限公司,直径30 mm,高10 mm,比表面积大于900 m2/m3。

接种污泥:采用某生物制药有限公司污水处理厂周期循环活性污泥池的泥水混合物,污泥沉降比为40%,含有大量的好氧固着型原生动物,适宜接种驯化挂膜。

发酵类制药废水:取自某生物制药有限公司污水处理厂的一级水解酸化池出水。废水中包含的主要污染物为生物发酵剩余的营养物质和生物代谢产物等。废水的水质、水量变化较大,成分复杂,碳氮营养比例失调(氮源过剩),颜色重,气味大,易产生泡沫,含有抑菌作用的难降解物质。 废水的水质见表1。

mg/L

AZ8403型便携式溶氧仪:台湾衡欣仪器仪表厂;PB-S型p H计:上海博取仪器有限公司;UV2000型紫外-可见分光光度计:上海精密仪器仪表有限公司。

1.2实验装置及流程

采用容积为600 L的塑料桶模拟SMBBR装置, 进水泵功率为0.75 k W,进水方式为连续进水,下进上出。桶的一侧分别设置高、中、低位3个排水阀。桶底采用两个直径为25 cm的曝气盘均匀曝气。SMBBR装置的示意图见图1。

向反应器中投加固液比(生物载体与废水的体积比)为30%的SDC-03型生物载体,在废水中浸泡48 h后,加入接种污泥,控制COD容积负荷为1 kg/(m3·d),闷曝24 h,使微生物与填料充分接触,采用排泥法进行挂膜。SMBBR中控制污泥质量浓度为2 000 mg/L、DO为2~4 mg/L、反应温度为22~26 ℃、水力停留时间为16 h、COD容积负荷为1kg/(m3·d)左右。运行初期,进水流量为400 m L/ min;待运行效果改善后加大进水流量至600 m L/ min。生物挂膜成功后,填料内部生长厌氧菌,通过反硝化作用脱氮;填料外部生长好氧菌,并且在填料单元内形成细菌→原生动物→后生动物的食物链,在SMBBR处理废水的过程中实现同步硝化-反硝化反应。

1.3分析方法

采用便携式溶氧仪测定反应温度和DO;采用p H计测定废水p H;采用重铬酸钾法测定废水COD[7]211-213;采用紫外分光光度法测定TN[7]255-257;采用钼锑抗分光光度法测定TP[7];采用纳氏试剂光度法测定ρ(NH3-N)[7]279-281。

2结果与讨论

2.1污泥的驯化与挂膜

向SMBBR中每次投加的高活性反硝化菌DNF409为20 g,早晚各一次,保证菌液中反硝化菌DNF409含量为2 000个/m L。经过7 d的接种培养,填料的内表面开始挂膜。将进水流量由400m L/min提高至600 m L/min。运行10~15 d后,载体内表面出现浅褐色微生物,肉眼可见大量微小的黄褐色菌斑。运行30 d左右时,载体内表面长满厚度为0.5~1.0 mm、致密的褐色生物膜,通过镜检可以看到大量的轮虫和钟虫等后生动物,此时污泥对废水的适应能力明显增强,对各污染物的去除率明显提高,表明挂膜已基本完成。挂膜污泥中的微生物有很好的活性,微生物的酶系统可以很好地适应发酵类制药废水。SDC-03型生物载体有利于增加反应池中微生物的数量和富集各种细菌,从而提高SMBBR系统的处理效率。填料照片见图2。

2.2COD的去除效果

COD的去除效果见图3。由3可见,在进水水质变化波动较大(COD为900~2 000 mg/L)的情况下,出水COD均在600 mg/L以下,处理效果十分稳定,COD去除率最大达83.94%,平均COD去除率为72.45%。在运行的前10 d里,SMBBR抗冲击负荷能力较强,由于载体表面的生物量不断增加, 使载体内部的水流速率减慢,变相地延长了反应时间[8],所以COD的去除率有所提高;运行至第15天时,虽然废水水质变化较大,进水COD达到最大值且出现大量白色泡沫,但出水COD比较稳定,COD去除率也相对稳定。

2.3NH3-N和TN的去除效果

NH3-N的去除效果见图4。由图4可见,当进水ρ(NH3-N)为290~380 mg/L时,出水ρ(NH3-N) 明显下降,均在280 mg/L以下,NH3-N去除率最大为33.91%,平均NH3-N去除率为27.72%。由于填料具有极强的亲水性,且填料密度接近水的密度而呈悬浮状态,载体的流动性有所提高,因此减少了动力消耗。随着反应的进行,废水与填料上的生物膜接触频繁,DO的利用率得到了提高,NH3-N的去除率也有所增加。由于该废水中的NH3-N主要来源于有机氮,随着有机污染物的不断降解,有机氮不断转化成NH3-N,所以在运行一段时期后,出水 ρ(NH3-N)有所增加。

TN的去除效果见图5。

● 进水COD;■ 出水COD;▲ COD去除率

● 进水ρ(NH3-N);■ 出水ρ(NH3-N);▲ NH3-N去除率

● 进水TN;■ 出水TN;▲ TN去除率

由图5可见,当进水TN为330~400 mg/L时, 出水TN均在320 mg/L以下,TN去除率最大为23.76%, 平均TN去除率为18.54%。随着反应的进行,微生物数量增加,DO相对降低,氧气不易渗透到生物膜的内部,形成的兼氧环境反而适宜反硝化菌生存;反硝化菌与硝化菌之间的竞争作用加强,不利于硝化菌的生长,TN去除率以平稳趋势增长。

2.4 TP的去除效果

TP的去除效果见图6。由图6可见,当进水TP为37~49 mg/L时,出水TP均稳定在8 mg/L以下,且变化不大,TP去除率稳定在80%以上,TP去除率最大为88.29%,平均TP去除率为84.58%左右。聚磷菌利用反硝化过程中产生的能量吸收磷[9,10]。发酵类制药废水中含有大量的有机物,虽然给系统带来了很大的冲击负荷,但同时充足的碳源也促进了厌氧释磷[11],从而为好氧条件下的摄磷创造了先决条件。因此,SMBBR对发酵类制药废水中TP的去除率较高,并有较强的抗TP冲击能力。

● 进水TP;■ 出水TP;▲ TP去除率

2.5可生化性

经SMBBR系统处理后出水的BOD5/COD由0.17提高到0.38,废水的可生化性得到提高。出水经后续二级水解酸化池和接触氧化池的生化处理后可达到GB 21903—2008《发酵类制药工业水污染物排放标准》的排放要求。采用SMBBR处理发酵类制药废水,虽然进水冲击负荷较大,水质水量变化较大,但出水水质较为稳定,说明SMBBR不仅对废水的预处理效果较好,而且具有一定的抗冲击能力。

3结论

a)采用SMBBR预处理发酵类制药废水。以高活性反硝化菌DNF409作为菌种,以SDC-03型生物载体作为填料,在反应温度为22~26 ℃、DO为2~4mg/L、污泥质量浓度为2 000 mg/L、水力停留时间为16 h的条件下,SMBBR对废水中的污染物有较好的去除效果。

b)运行30 d后挂膜启动阶段基本完成,污泥对废水的适应能力明显增强,对各污染物的去除率明显提高。

c)SMBBR对发酵类制药废水中的COD去除率最大达83.94%,平均COD去除率为72.45%; NH3-N去除率最大为33.91%, 平均NH3-N去除率为27.72%;TN去除率最大达23.76%,平均TN去除率为18.54%;TP去除率最大为88.29%,平均TP去除率为84.58%。

制药发酵工艺技术分析 篇5

一、制药企业发酵工序自动控制系统存在问题

随着现代化技术的进步, 制药生产的发酵工艺也经历了多层次的改革, 从最初的纯人工岛半人工再到传感器控制, 现代大型企业的生产需求越来越高, 对自动控制水平也提出了更高的要求。目前制药企业的自动控制系统主要有以下特点:维护成本高, 不少系统的零配件已经对着仪器的淘汰难以找到替代品, 带来了零件成本的提高;升级空间小, 不少系统已经不能够支持如今的计算机和控制仪器等设备, 造成不得不在低效率环境中生产;操作复杂, 传统的控制系统结构复杂, 仪表众多, 操作人员往往不能够熟练运用, 也难以学会, 导致经常在控制过程中出现人为操作失误;故障率高, 传统的控制设备不仅科技化程度低, 而且在长期的使用之后也会出现老化, 造成故障率逐渐升高, 而又不能进行更换和升级, 严重影响了高效生产的要求;反应速率低, 在系统内部的各零部件互相响应的时间较慢, 造成控制效率底下, 精度也不够高。因此如今大规模的制药企业亟需更加先进的自动控制系统来适应当今的生产需求, 提高企业的生产效益。

二、制药企业发酵工序自动控制系统的实现

目前制药企业中发酵的自动控制已经具备了成熟的开发系统, 在此基础上可以开发出适合企业生产环境的控制系统。在目前的现代制药企业中, 仅仅在发酵这一道工序上就存在温度、给料、酸碱度、液位、流量、气体溶解、消沫等多种步骤上的控制需求, 因此可以在目前的MACS系统中进行开发, 利用新型的集散控制系统来帮助企业进行发酵的工艺生产。

在该套系统中, 采用的是不间断电源进行电力供应, 通过在发酵工艺中的各个系统部件设置不同类型的传感器进行数据信息的采集, 执行特定的控制操作, 同时再根据后期的信息反馈来进行进一步补偿操作。在信息的显示上可以进行参数标准、实时系统参数、工艺流程、系统结构等多种图标与数据的同时显示, 这样可以帮助操作人员在自动控制系统之外执行必要的监控工作。

MACS系统的主要组成部分就是一套集散控制系统, 它具体是由DCS控制站、DCS操作站、不间断电源及基于硬件系统的自动控制操作软件组成。自动控制系统的软件能够在windows下运行, 这样可以符合计算机的兼容性需求, 在硬件上, DCS控制站可以实现通讯功能, 不仅能够接收系统实时的各类参数, 控制的口令还有控制的反馈信息, 还能够将控制站采集到的系统信息通过数据的方式在人机界面上进行展示。系统输入的信息是发酵过程中各类设备的工作信息, 通过对其进行采集和分析, 将其转换成信号进行进一步处理, 而系统的输出功能主要是获得控制站的输出数据, 通过实际的操作进一步采集反馈信号, 从而实现整个发酵工作系统的自动控制。

三、自动控制系统的工作机理

1. 温度控制

温度控制中的首要条件就是温度传感器, 通过在生产设备中设置温度传感器进行温度数据采集, 然后通过信号的方式传送给控制站, 然后信号会被进一步转化为温度信息, 这样控制站就可以根据温度信息进行特定的操作从而决定是否进行干预调节, 一般来说温度调节的设备为气动的调节阀。

2. 酸碱度控制

在发酵过程中, 酸碱度是一项非常重要的参数, 需要对其进行严密监控, 酸碱度的数据采集已经具备专业的采集设备, 将酸碱度的信息转换为信号, 然后信号同样会被传送给控制站, 在控制站内被进一步转换为酸碱度信息, 如果酸碱度不符合生产的要求, 那么控制站则会介入进行控制操作, 对发酵设备内增加特定的反应料, 在不断的采集分析控制循环中, 设备内的酸碱度会逐渐回归到正常的状态。

3. 压力控制

发酵工艺的生产环境往往需要有严格的要求, 除了酸碱度之外, 气压也是非常重要的参数之一, 它可以保证气体的溶解度, 杜绝内外的气体交换。发酵环境内的压力值会通过特殊的气压传感器进行收集, 信号会被送到控制站, 进而被转换为压力值, 通过对比决定是否需要对压力进行控制操作, 在多轮的控制操作后, 环境内的气压值会逐渐符合生产要求。

4. 物料控制

发酵工艺的生产对原材料的量要求同样非常严格, 在进行发酵反应中, 储存物料的容器内都会设置特定的传感器, 用于采集容器内物料存量的信息, 这样的信息会被控制站转换为信号, 同样经过对比会自动决定是否需要加料。这样也就实现了加料配比的正确性, 防止了容器内物料不足的情况出现。

同时, 系统中也进行了故障干预的设计, 例如, 在物料容器内出现了物料不足且无法加料的情况时, 控制站会根据传感器信息进行加料操作, 如果仍然不能工作则会自动进行报警, 另外在加料口与减料口为了防止反应环境的气压影响到外界压力的采集, 会在口部防止一定的金属片以保证信号的准确探测。

四、总结

经过实际生产中的验证, MACS系统基础上进行的自动控制系统, 具有运行稳定、故障率低、成本低、安全性高、控制速度快、简单易控制、升级性强等多方面的优点, 同时制药企业可以根据不同级别的工作人员设置不同安全级别的控制操作权限, 这样也能够保证生产的安全运行, 因此具有很强的推广前景。

参考文献

[1]张志超.青霉素G发酵过程自动控制设计[J].广州:广州化工, 2011, 39 (20) :119-121.

[2]刘庆军.青霉素制药企业发酵工序自动控制系统[J].石家庄:中小企业管理与科技, 2010 (19) :228-229.

制药发酵工艺技术分析 篇6

1 菌渣的设计组成成分

该企业设计产能为年产泰乐菌素500吨, 超级泰乐菌素200吨, 每年会产生菌渣13 500吨, 含水率80%。菌渣干基中主要包括粗蛋白、粗脂肪、部分代谢中间产物、有机溶媒、钙、镁、微量元素和少量的抗生素[2], 设计热值为4200Kcal/kg (干基) 。

2 焚烧方案设计

2.1 设计焚烧工艺过程

抗生素菌渣黏度大、含水率高 (且多为结合水) , 直接焚烧不利于生产操作, 易造成大量的能源损失, 因此菌渣焚烧工艺设计的首个工艺流程为菌渣的烘干处理。根据菌渣的特性, 采用回转窑烘干机对废料进行烘干。菌渣经自动进料装置进入烘干窑, 旋转过程中, 物料不断的翻动, 与高温烟气充分接触, 废料中水分蒸发, 被烟气带走, 达到烘干要求后, 自动出料。

烘干后的菌渣经自动进料装置直接进入回转窑焚烧炉内, 以天然气作为助燃剂, 经燃烧器点火焚烧, 焚烧温度维持在1 000℃以上, 废渣中有机物氧化分解, 废渣经出渣口自动排出。回转窑焚烧产生的烟气进入二燃室继续高温燃烧, 燃烧温度达1 100℃以上, 从而确保进入二燃室的烟气中未分解的有机物燃烧完全。二燃室出来的高温烟气经过旋风除尘器除尘后, 依次进入余热锅炉和换热器分别对给水和助燃空气进行换热。换热后烟气温度为550℃左右, 进入急冷塔 (加入氢氧化钠溶液) , 温度在1s内迅速降低到200℃左右, 有效地抑制了二噁英的再生成。烟气与碱液的充分接触, 使得烟气中的酸性气体与碱液进行中和反应, 从而达到脱酸的目的。脱酸后烟气进入活性炭喷射装置, 利用活性炭粉末吸附烟气中的二噁英及其他碳氢化合物。吸附有二噁英及其它碳氢化合物的活性炭粉末和烟气一起进入布袋除尘器, 活性炭粉末被滤袋拦截, 随飞灰一起排出。

具体工艺流程见图1。

2.2 主要设备设计参数

2.2.1 回转窑烘干机。

回转窑烘干机1台, 材质采用Q235-B。设计处理能力为1 750kg/h, 设计进料含水率80%, 出料含水率40%, 烘干机尺寸φ1 000×10 000mm, 功率11k W。

2.2.2 回转窑焚烧炉。

回转窑焚烧炉1台, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计处理量为583kg/h, 空气过剩系数1.8, 燃烧室温度1 000℃, 回转窑尺寸φ1 800×8000mm, 转速设计0.5~1.2rpm, 停留时间60min。

2.2.3 二燃室。

二燃室1个, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计空气过剩系数1.05, 燃烧室容积11m3, 烟气停留时间>2s, 二燃室尺寸φ2 200×6 000mm。

2.2.4 高温旋风除尘器。

高温旋风除尘器1台, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计进口烟气温度1100℃, 进口烟气量4000Nm3/h, 进口烟气流速22m/s。

2.2.5 余热锅炉。

余热锅炉1台, 设计进口烟气温度1 100℃, 出口烟气温度600℃, 锅炉蒸发量1.1t/h。蒸汽压力1.0MPa G, 蒸汽温度180℃。

2.2.6 急冷塔。

急冷塔1套, 采用水喷淋冷却, 材质采用Q235-B+耐酸碱水洗材料。设计进口烟气温度600℃, 出口烟气温度200℃, 烟气停留时间4s, 急冷塔尺寸φ1 500×6 000mm, 进口水温20℃。

2.2.7 布袋除尘器。

布袋除尘器1台, 设计进口烟气温度200℃, 烟气流量146m3/min, 烟气流速0.8m/min, 净过滤面积220m2, 除尘器阻力<1 500Pa。

2.2.8 喷淋洗涤塔。

喷淋洗涤塔1台, 材质采用Q235-B+防腐材料。设计进口烟气温度150℃, 出口温度80℃, 设计气液比1.5L/m3, 洗涤塔循环液量5.0m3/h, 设置喷淋层数2层, 空塔气速1m/s, 洗涤塔尺寸φ1 200×4 000mm。

2.3 烘干和焚烧系统燃料配比

根据计算, 废渣烘干后的含水率与燃料消耗量及锅炉蒸汽量关系见表1:

从上表可以看出, 烘干后的含水率越低, 总的燃料消耗量越低, 饱和蒸汽产量也越低。当含水率为20%~30%时, 由于固废热值较高, 因此在输送过程中, 废渣粉尘可能产生爆炸现象。为确保安全, 本方案按烘干后含水率为40%进行设计。即烘干用气为148m3/h, 焚烧用气量50m3/h。为确保焚烧系统的最大适应性, 焚烧系统的设计留有一定余量。

2.4 焚烧燃料选择

结合该项目所处区域的实际情况, 烘干和焚烧可以考虑的燃料包括沼气、天然气、煤炭、燃料油等。

沼气是有机物质在厌氧条件下, 经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体, 该企业废水处理系统采用厌氧处理工艺, 会产生部分沼气。废水处理的厌氧系统产生的沼气经过脱硫后, 硫含量在60ppm以下, 其热值较高, 可以直接用于焚烧系统, 做到资源的综合利用。但是根据焚烧系统设计要求, 该系统沼气需求量为200m3/h, 而废水处理系统沼气产生量为67m3/h, 不能够满足焚烧系统需求, 因此, 需要以当地天然气作为补充。

天然气属于清洁能源, 其成分以甲烷为主。目前该区域天然气主管网已经建成, 因此和本项目的建设不存在衔接问题。根据设计, 若焚烧系统以天然气作为沼气的补充燃料, 则需要补充天然气量为85m3/h, 年运行费用达175万元 (单纯用天然气运行费用为260万元) 。工程采用沼气和天然气作为热源具有污染小的特点, 同时也减少了燃煤产生的炉渣的问题。

煤炭不属于清洁能源, 但是较天然气来讲, 煤炭费用较低。燃料煤主要采用山西煤, 其发热量为6 500kal/kg, 灰分17%, 硫含量为0.7%。根据工程核算, 若焚烧系统采用煤炭作为燃料, 则年消耗煤炭量为1 350吨, 折合运行费用为160万元, 和天然气的175万元的运行费用相近。同时以煤炭为燃料存在一个问题, 即根据《国家危险废物名录》 (2009版) , “危险废物焚烧、热解等处置过程产生的底渣和飞灰属于危险废物HW08类, 废物代码为802-003-18”, 因此, 含灰分较高的煤炭在燃烧过程中产生的炉渣则成了危险废物, 年产生量达230吨。这部分危险废物不能够再利用, 只能够填埋处理。按照目前每吨危险废物3 000元的处理费用, 这部分危险废物处理费用就达69万元, 也就是说以煤炭为燃料的焚烧系统年运行费用高达到244万元。

燃料油的主要成分为长链烯烃, 硫含量为2%。根据工程设计, 本项目焚烧系统若采用燃料油作为助燃剂, 则年消耗量为870吨, 折合运行费用为287万元。

综上所述, 作为清洁能源的沼气和天然气在运行费用上具有一定的优势, 同时其作为清洁能源, 不产生废渣, 相应的废气污染物的产生也较小。因此, 无论从环保角度还是经济角度来讲, 采用沼气和天然气作为热源是本项目焚烧系统的首选。

2.5 运行效果及费用

经过焚烧处理后, 抗生素成分在超过1 000℃的焚烧温度下, 全部得到分解, 消除了菌渣在其他利用途径中的抗生素污染。菌渣中含有的少量的无机盐分以焚烧残渣的形式排出, 其产生量小于菌渣原料的1%, 极大地减少了危险废物的产生量。同时, 焚烧处理产生的余热蒸汽, 还可用于生产。

菌渣焚烧系统运行费用主要包括电费、药剂费、燃料费、人工费等, 折合175元/吨菌渣。

3 二次污染防治

菌渣处理过程中会产生二次污染, 主要包括烘干废气、焚烧烟气、焚烧残渣、烘干废气处理过程中产生的污冷凝水等。

烘干过程产生的烘干废气主要含有粉尘、恶臭因子以及大量的水分, 设计采用旋风除尘+碱液湿法除尘+冷凝+游离基光催化氧化系统处理。即首先通过旋风除尘和碱液湿法除尘除去其中大部分的粉尘, 在经过冷凝工段冷却其中的水分, 降低温度, 同时减轻恶臭因子的影响, 最后经过游离基光催化氧化系统分解废气中的恶臭因子, 减轻烘干废气的恶臭影响。烘干废气经过处理后满足《大气污染物综合排放标准》 (GB116297-1996) 和《恶臭污染物排放标准》 (GB14554-93) 的要求。冷凝过程中产生的污冷凝水送到废水处理系统处理, 达标排放。

焚烧后的烟气主要含有少量的粉尘以及酸性气体, 经过焚烧系统本身设计的高温旋风除尘+急冷塔碱液喷淋+活性炭喷射袋式除尘器除尘处理后可以满足《危险废物焚烧污染控制标准》 (GB18484-2001) 的要求。

焚烧过程产生的少量残渣主要是无机盐类, 根据《国家危险废物名录》 (2009版) 要求, 该部分废物属于危险废物, 送填埋场填埋处理。

4 总结

采用焚烧的方式进行发酵类抗生素菌渣的处理可以减少99%以上的菌渣量, 解决了菌渣中残留抗生素的再次污染问题, 是目前解决菌渣无害化和减量化最具有实际意义的措施。通过比较设计, 确定了该企业在菌渣焚烧过程中最佳的燃料方式和烘干水分比例。菌渣处理过程中同时考虑了二次污染的防治, 为菌渣焚烧提供了参考意义。

摘要：焚烧处理是发酵类抗生素菌渣无害化和减量化处理最具有实际意义的措施。通过对发酵类抗生素菌渣焚烧处理工艺的设计, 比较分析了菌渣焚烧过程中最佳的燃料方案以及烘干水分比例, 提出了二次污染防治措施的有效途径, 为抗生素菌渣的焚烧处理提供一定参考。

关键词：抗生素,菌渣,焚烧

参考文献

[1]李再兴.抗生素菌渣处理处置技术进展[J].环境工程, 2012, 4 (30/2) , 72-75.

制药发酵工艺技术分析 篇7

1 行业发展现状

1.1 企业产品种类齐全, 优势产品突出

河南省发酵类制药企业的产品涉及发酵类药品中四大类, 产品种类齐全。河南省发酵类制药企业主要产品的产量情况见表1。

从表1可以看出, 河南省发酵类制药企业主要产品产量占全国产量比例都较大, 其中螺旋霉素碱、盐酸林可霉素、吉他霉素的产量都占到了全国产量的60%以上, 螺旋霉素、盐酸林可霉素、吉他霉素、7-ACA的产量都排名全国第一。

1.2 企业分布广, 部分区域较为集中

目前河南省共有21家发酵类制药企业 (包括设有发酵类制药车间企业) , 分布涉及10个省辖市, 按地域分, 安阳最多, 共5家;其次是焦作3家;郑州、新乡、驻马店、南阳、开封各2家;漯河、濮阳、信阳各1家。河南省发酵类制药企业数量以安阳最多, 但规模不大, 规模较大的企业分布在南阳、新乡、焦作、驻马店。

在河南省正在建设的180个产业集聚区中, 有13个省辖市24个产业集聚区把生物医药作为主导产业。根据实地调研, 目前南阳普康、安阳九州制药、河南天方、驻马店华中已计划迁址于产业集聚区改扩建。

2 发酵类制药废水处理技术

目前国家推荐发酵类制药废水采取预处理—厌氧生化-好氧生化-后续深度处理工艺。其中预处理、厌氧处理、好氧处理、深度处理技术包括以下:

预处理技术包括气浮法、混凝沉淀法、电解法、微电解法、多效蒸发、高级氧化技术等。高级氧化技术可选择Fenton试剂法、臭氧+双氧水高级氧化法、二氧化氯氧化法、湿式空气氧化技术 (WAO) 等。

厌氧生物处理技术可选择升流式厌氧污泥床 (UASB) 反应器、厌氧复合床 (UBF) 反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床 (EGSB) 反应器、厌氧折流板反应器 (ABR) 等。

好氧生物处理技术可选择生物接触氧化法、活性污泥法、A/O法、序批式间歇活性污泥法 (SBR) 及其变形工艺、流动床生物膜法 (MBBR) 等。

深度处理技术包括生化法、物化法、高级氧化法, 以及高级氧化-生化组合技术。生化法包括生物活性炭法、曝气生物滤池、膜生物反应器 (MBR) 等;物化法包括混凝气浮 (沉淀) 法;高级氧化法包括Fenton试剂法、臭氧+双氧水高级氧化法、二氧化氯氧化法等。

根据预处理工艺和深度处理不同, 以表2中分别给出了新建发酵类制药企业达到排放标准需采用的污水处理方案及其投资、运行费用估算。

3 河南省发酵类制药废水排放现状

2011年河南省21家发酵类制药企业排水量、化学需氧量排放量、氨氮排放量见表3。

从表3可以看出, 河南省发酵类制药企业工业废水排放量占到全省工业废水排放量的3.5%, CODcr排放量占全省CODcr排放量的1.7%。

目前, 河南省内21家发酵类制药企业17家采取预处理—厌氧生化—好氧生化, 4家采取厌氧生化—好氧生化—深度处理工艺, 采取深度处理工艺中2家为絮凝沉淀, 1家为臭氧氧化, 1家为好氧—芬顿氧化—生物滤池—臭氧氧化复合工艺。河南省发酵类制药企业典型处理工艺见表4。

根据实地调研, 并收集企业自测数据、重点污染源监督性监测数据、竣工环境保护验收数据、在线监控数据, 目前河南省发酵类制药企业水污染物治理及排放存在以下几点问题:

(1) 河南省发酵类制药企业废水中CODcr、SS、总磷有超标现象, 其它各污染因子基本可以满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》 (GB21903-2008) 要求。

(2) 调研资料显示, 河南省内生产抗生素发酵类制药企业废水经过厌氧—好氧处理后, CODcr在300-600mg/L左右、BOD5在50mg/L, 不能满足GB21903-2008新建企业标准值, 企业为了满足标准通常采用稀释排放方式;而部分采取物化———生化深度处理工艺发酵类制药企业排水基本可以满足GB21903-2008现有企业标准值, 但深度处理工艺复杂, 投资大、运行费用高, 企业建设深度处理设施积极性不大。

(3) 河南省21家发酵类制药企业中有13家企业排水均要进入区域城镇污水处理厂再处理, 8家直排水体。发酵类制药企业废水, 特别是生产抗生素发酵类制药企业废水排入城镇污水处理厂会对城镇污水处理厂造成一定的影响, 城镇污水处理城镇污水处理厂运行成本的增加。不同类型、不同规模的城镇污水处理厂对发酵类制药企业废水接纳缓冲能力不厂需针对该废水采取不同运行方式来处理, 一般都要采取提高污泥浓度, 增加曝气量、增加预处理等措施, 因此会造成同。省直辖市城市污水处理厂规模大, 生活水处理量大, 其可以有接纳缓冲发酵类制药废水的冲击;县级城市污水处理厂规模小、生活水处理量有限、其必须采取比如增加碳源等更多措施来抗击发酵类制药废水的冲击;工业园区污水处理厂以处理工业废水为主, 针对发酵类制药废水需采取相应的处理工艺来处理该废水。

4 河南省发酵类制药工业水污染物控制对策

发河南省酵类制药工业应依据《清洁生产促进法》, 采用强化管理+必要的技术改造或污染控制措施以达到标准要求。其具体措施如下:

(1) 新建发酵类制药企业应按照《制药工业技术政策》 (公告2012年第18号) 中提出的清洁生产、水污染防治等技术要求提高清洁生产水平, 规范建设污水处理系统, 特别要重视预处理和深度处理系统的建设;现有的发酵类制药企业应加快深度处理系统的建设, 确保出水各项指标达标排放。

(2) 发酵类制药企业排水入城镇污水处理厂和区域污水处理厂应严格按照河南省地方标准《发酵类制药工业水污染物间接排放标准》 (DB41-758-2012) 中规定不同限值执行。对排入城镇污水处理厂和区域污水处理厂的发酵类制药企业, 建议实施“一企一管”, 便于及时掌握和控制其排水水质水量。