半合成抗生素廢水治理工藝方案選擇
半合成抗生素是指以微生物合成的抗生素為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造后得到的新化合物。中國(guó)半合成抗生素經(jīng)過(guò)近十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)形成多個(gè)分支并存，各分支產(chǎn)品相對(duì)齊全的格局，其主要還是從青霉素和頭孢菌素發(fā)酵的基礎(chǔ)原料通過(guò)結(jié)構(gòu)改造而來(lái)。
隨著半合成抗生素的廣泛使用，其產(chǎn)生的廢水如何治理成了企業(yè)一大頭疼的問(wèn)題。下面就為大家介紹一下在半合成抗生素廢水治理工藝方案上如何選擇。
半合成抗生素廢水特征
半合成抗生素廢水既有合成藥廢水成分復(fù)雜、難降解物質(zhì)多的特點(diǎn)，又同生物制藥廢水一樣含有抗生素等生物抑制劑，其主要特征如下：
1.水質(zhì)成分復(fù)雜：半合成抗生素生產(chǎn)的特點(diǎn)是流程較長(zhǎng)、反應(yīng)復(fù)雜、副產(chǎn)物多，反應(yīng)原料常為溶劑類物質(zhì)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，使廢水中的污染物組分繁雜，增加了廢水處理難度。
2.廢水中污染物含量高，COD值高：生產(chǎn)過(guò)程中使用大量有機(jī)、無(wú)機(jī)化工原料，由于多步反應(yīng)，原料利用率低，進(jìn)入廢水中的污染物量較大，造成廢水COD濃度值高，少則數(shù)千，多則上十萬(wàn)。
3.難降解及有毒有害物質(zhì)多：半合成抗生素生產(chǎn)使用的原料中有許多有機(jī)污染物，且極難降解，同時(shí)廢水中還不可避免地含有從原料和產(chǎn)品中帶入的一定濃度的有機(jī)類生物抑制劑，甚至是殺菌劑，給生化處理造成嚴(yán)重困難。
4.部分廢水鹽分含量高：廢水中過(guò)高濃度的鹽分對(duì)微生物有明顯的抑制作用，例如當(dāng)廢水中的氯離子超過(guò)3000mg/L時(shí)，未經(jīng)馴化的微生物的活性將受到抑制，廢水處理的效率將明顯下除，更高濃度甚至造成污泥膨脹，微生物死亡的現(xiàn)象。
目前用于抗生素廢水處理的物化方法主要有混凝、沉淀、吸附、氣浮、焚燒和反滲透。這些方法有的需投加大量化學(xué)藥劑使得處理成本提高、操作復(fù)雜，有的生成大量副產(chǎn)物，處理不當(dāng)易造成二次污染。對(duì)于厭氧處理，抗生素廢水的殘余抗生素、鹽類和一些添加劑會(huì)嚴(yán)重抑制厭氧微生物的正常代謝活動(dòng)。對(duì)于好氧處理，若采用常規(guī)的好氧活性污泥法，直接處理這種COD濃度高達(dá)數(shù)千mg/L以上的廢水，又難以達(dá)標(biāo)排放，除非用大量的廢水稀釋才能處理，但是這又導(dǎo)致基建和運(yùn)行費(fèi)用增加...
廢水工藝的選擇
根據(jù)國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，一般的策略是采用組合的污水處理工藝，下面以鹽酸克林霉素和克林霉素磷酸酯為大家實(shí)例分析。
鹽酸克林霉素的生產(chǎn)工藝是以鹽酸林可霉素為原料，與氯代劑加合，使氯基取代羥基基團(tuán)，經(jīng)堿化、水解、提取、成鹽、濃縮、結(jié)晶后制得，其工藝廢水主要為堿液吸收廢水、堿提廢水、真空泵排污水、蒸汽凝結(jié)廢水、設(shè)備清洗水、地面沖洗水等；克林霉素磷酸酯以鹽酸克林霉素為起始物料，經(jīng)縮合、堿化、酯化、水解、結(jié)晶后制得，其工藝廢水主要為過(guò)濾分離的母液、蒸汽凝結(jié)廢水、設(shè)備清洗水、地面沖洗水等。
1.該廢水的高COD主要由乙醇、二甲基甲酰胺等有機(jī)物形成，乙醇極易降解，酰胺類也可以降解，防礙生化處理的主要物質(zhì)是高濃度抗生素的存在，當(dāng)抗生素的濃度降低到半抑制濃度以下時(shí)，可以生化處理。從老廠廢水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看到，其BODs/COD為0.7，廢水在稀釋狀態(tài)下可生化性好。該廢水可以采用以生化處理為主的處理流程，但需輔以化學(xué)方法減輕抗生素的毒性，采用較大的回流化。同時(shí)，需要對(duì)微生物進(jìn)行馴化，提高耐受濃度。
2.廢水中的主要抗生素潔霉素和鹽酸克林霉素的分子結(jié)構(gòu)由兩個(gè)雜環(huán)分子以甲酰胺基連接，根據(jù)酰胺基在強(qiáng)堿性條件下易水解的特點(diǎn)，可以用強(qiáng)堿破壞其分子結(jié)構(gòu)，從而改變?cè)械奈⑸锒拘，有利于生化處理。相比采用化學(xué)氧化法破壞抗生素的微生物毒性而言，堿解工藝條件簡(jiǎn)單，成本低廉，且可利用廢水呈堿性的特點(diǎn)，減小堿耗量。
3.廢水中磷酸鹽和鉀鹽的濃度接近微生物中毒濃度，以預(yù)處理方法進(jìn)行處理？梢岳脧U水呈強(qiáng)堿性的特征，用Ca(OH)2高效去除磷酸鹽，同時(shí)，Ca2+在廢水處理中也被用來(lái)作為K+的拮抗劑，可以提高微生物對(duì)默的耐受濃度。
4.廢水中含有一定量的難降解有機(jī)物，結(jié)合厭氧處理和好氧處理，利用廢水BOD5濃度高的特征，可以有效地減小出水中難降解有機(jī)物的濃度。
5.廢水中還含有一定的有機(jī)溶劑，如鹵代烴等，不易降解，但比水重，在水中溶解度小，可以通過(guò)預(yù)處理中通過(guò)隔油沉淀去除，減少其對(duì)后續(xù)處理的影響。
根據(jù)以上分析，可以確定鹽酸克林霉素和克林霉素磷酸酯廢水處理主體工藝：隔油沉淀+化學(xué)除磷(堿解)+中和+預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池+厭氧(缺氧)好氧生化處理，出水水質(zhì)需達(dá)GB8978-1996新擴(kuò)改一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)排放。
結(jié)論
半合成抗生素廢水具有高污染物濃度、難降解和有生物抑制性物質(zhì)的特點(diǎn)，可以采用物理、化學(xué)和生化相結(jié)合的組合工藝來(lái)進(jìn)行治理，工藝方案的選擇，首先應(yīng)依據(jù)擬去除污染物的特征，形成一個(gè)個(gè)處理單元拼塊，再優(yōu)化組合，形成一個(gè)完整的處理工藝。分析表明，強(qiáng)化預(yù)處理+多級(jí)A/O工藝在處理類似廢水中具有一定的優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：蘇晴《半合成抗生素廢水治理工藝方案選擇》
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