醫(yī)藥廢水處理系列 生物制藥廢水主要污染物來源為生產(chǎn)過程中的發(fā)酵、除菌、純化工藝廢水，通常廢水有機物濃度高、SS較高，處理難度較大。分享某生物科技公司項目案例，為同類廢水提供參考。 1、項目...
生物制藥廢水主要污染物來源為生產(chǎn)過程中的發(fā)酵、除菌、純化工藝廢水，通常廢水有機物濃度高、SS較高，處理難度較大。分享某生物科技公司項目案例，為同類廢水提供參考。
1、項目概況
公司由國外引進專利技術生產(chǎn)基因重組人胰島素，該技術屬于藥物與生物醫(yī)學高新技術領域，技術引進時國內(nèi)外尚無類似規(guī)模的項目，項目主要產(chǎn)品為基因重組人胰島素產(chǎn)品（包括晶體和注射液），設計年產(chǎn)量分別為：晶體900kg，卡式瓶包裝注射液8400萬支，西林瓶包裝2100萬支，項目分兩期建設。
技術引進時國內(nèi)外無該類型項目生產(chǎn)廢水的水質(zhì)供參考，我司技術人員通過前期詳細調(diào)研、數(shù)據(jù)分析和試驗研究，結合制藥廢水處理經(jīng)驗，合理優(yōu)化工藝，順利完成項目的設計及施工，為業(yè)主節(jié)約成本的同時保障了系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。項目建成后廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行至今。
2、設計水量和水質(zhì)
2.1 生產(chǎn)工藝和廢水產(chǎn)排污節(jié)點
基因重組人胰島素主要生產(chǎn)過程：
1）剪切人胰島素基因；
2）胰島素基因轉入人的大腸桿菌內(nèi)，構建基因工程菌；
3）通過對含人胰島素基因的工程菌進行大規(guī)模培養(yǎng)，使之產(chǎn)生大量的治療糖尿病的藥物──胰島素；
4）通過純化、分離取得較純的胰島素成品；
5）人胰島素注射液生產(chǎn)主要將胰島素晶體用水溶解后再進行分裝、配制。
胰島素晶體生產(chǎn)工藝流程和廢水產(chǎn)生節(jié)點見圖1。
基因重組人胰島素生產(chǎn)工藝流程及廢水排污節(jié)點圖
胰島素晶體生產(chǎn)過程產(chǎn)生廢水主要有培養(yǎng)過程的發(fā)酵、除菌廢水以及純化過程洗滌廢水。培養(yǎng)過程主要原輔料為葡萄糖、酵母、檸檬酸鹽、磷酸鉀鹽等無機鹽等組成，純化過程產(chǎn)生的廢水主要為含異丙醇、乙醇、檸檬酸鈉、乙酸鈉及鹽類等殘液。
純化過程的高濃度醇類殘液一方面抑制污水處理生化、增加廢水處理難度和成本，另一方面醇類具備較高的回收價值。在我司的建議下，項目采用高效設備回收乙醇和異丙醇，有效回收資源的同時，降低殘液排放量，同時降低污水處理站的污染物濃度和沖擊負荷。
胰島素晶體生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水具有有機物濃度高、SS較高等特點。
2.2 設計水量
項目產(chǎn)生的廢水主要有發(fā)酵廢水、除菌廢水、純化廢水、生產(chǎn)車間的沖洗廢水、蒸餾廢水、循環(huán)水、純水制備廢水、生活污水等。根據(jù)建設方提供的用水量估算各類廢水排放量，項目污水總量約為600m3/d分兩期實施，污水處理設計考慮預留遠期250m3/d增量，污水處理設計規(guī)模為850m3/d。
2.3 設計進出水水質(zhì)
1）設計進水水質(zhì)
基因重組人胰島素的生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外都屬于領先技術，缺乏該種類型的項目生產(chǎn)廢水的水質(zhì)供參考，本項目結合物料衡算、國外技術專利引進方提供的參考水質(zhì)以及現(xiàn)場中試生產(chǎn)裝置廢水檢測結果，綜合分析，確定項目污水處理站進水主要水質(zhì)，具體指標見表1：
設計進水主要水質(zhì)指標
2）設計出水水質(zhì)
項目污水處理出水排入市政污水管網(wǎng)，根據(jù)環(huán)評要求，出水執(zhí)行項目所在工業(yè)園區(qū)要求的納管標準。設計出水水質(zhì)詳見表2：
設計出水主要水質(zhì)指標
3、污水處理工藝設計
3.1 設計原則
1）處理工藝與建設方高新企業(yè)定位相匹配，充分體現(xiàn)先進、高效、可循環(huán)利用等特點；
2）處理工藝應具有較強的抗沖擊負荷能力，以適應乙醇和異丙醇回收效率的不穩(wěn)定性對處理站進水水質(zhì)的沖擊；
3）處理工藝充分考慮與后續(xù)出水回用的銜接；
4）處理站可用地非常緊張，優(yōu)先選用占地面積小、流程短、處理效率高的工藝；
5）選擇可根據(jù)處理水量增長情況進行靈活調(diào)整的工藝，合理規(guī)劃項目投資并減少運行成本。
3.2 污水處理工藝選擇
本污水處理站具有如下特點：
1）進水水質(zhì)濃度較高，進水濃度異丙醇/乙醇回收殘液沖擊較大；
2）進水B/C比約為0.4，生化性較好，可直接采用好氧生物處理；
3）污水處理站場地緊張，預留場地僅1120m2，需選擇高效、占地面積小的工藝；
4）發(fā)酵和除菌廢水水量大，污染物COD高，SS高，是污染物主要來源之一。我司對業(yè)主中試水樣進行取樣實驗分析，結果表明，該股廢水經(jīng)混凝沉淀后，可去除70％的SS，去除25％COD，10％BOD，系統(tǒng)廢水B/C比從0.38提高至0.46。
由于經(jīng)混凝沉淀后廢水B/C顯著提高，同時項目提高了純化廢水中醇類回收率，最終處理站主工藝為：混凝沉淀+A/O+MBR處理工藝。優(yōu)化后方案刪減了厭氧、水解酸化等工藝段，為業(yè)主節(jié)約成本、簡化處理流程，利于系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，具體見圖2。
該處理工藝具有如下突出優(yōu)勢：
1）污泥濃度高，可有效抵抗乙醇、異丙醇等殘液排放產(chǎn)生的沖擊負荷，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行；
2）工藝流程短，設備少，運行管理簡單；
3）占地面積小，可有效解決處理站用地緊張的情況；
4）膜組件的安裝可根據(jù)處理水量增長情況進行靈活配置，可降低項目初期資金投入；
5）出水懸浮物和濁度幾乎為零，后續(xù)回用可省掉過濾等預處理工藝，節(jié)約回用水處理的投資及運行費用。
工藝流程圖
4、污水處理站平面布置
考慮到項目用地非常緊張，污水處理站總平面布置結合工藝設計總體布局，合理功能區(qū)分，優(yōu)化設備布局和管線走向，污水處理池和工程用房有機整合在一起，布局緊湊，整個污水處理站總占地僅33m×33m。污水處理池為合壁共建半地埋式結構，工程用房疊加在設于地下的污水調(diào)節(jié)池上，為二層磚混結構，一層為加藥間、鼓風機房、脫水車間，二層為控制間和化驗室等。
污水處理站平面布置圖
系統(tǒng)完工圖
5、項目運行跟蹤反饋
項目投入使用近10年，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。進出水水質(zhì)如下：
廢水實際運行水質(zhì)一覽表
6、項目總結
本項目為生物制藥廢水處理工程，是全國首個實際運行的基因重組人胰島素原料和制劑生產(chǎn)項目廢水處理案例。生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)生物制藥不同，產(chǎn)生的廢水性質(zhì)、特點及處理工藝國內(nèi)外可借鑒經(jīng)驗較少。
項目前期，與建設方充分溝通，全面掌握產(chǎn)排污環(huán)節(jié)和原輔材料的使用、科學的數(shù)據(jù)分分析，最終結合必要的實驗研究，確定了經(jīng)濟合理的處理工藝，不僅為客戶節(jié)約了投資和運行成本，而且優(yōu)化的處理系統(tǒng)確保了長期穩(wěn)定運行。
項目的成功實施，為我司在生物制藥廢水治理方面積累了寶貴的經(jīng)驗。同時體現(xiàn)了公司“科技讓環(huán)境更美好，服務讓客戶更滿意”的服務理念?；仡?0年前項目案例，對同類廢水處理、環(huán)保系統(tǒng)設計仍有較大借鑒意義。
