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，技術引進時國內外尚無類似規(guī)模的項目，項目主要產品為基因重組人胰島素產品（包括晶體和注射液），設計年產量分別為：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。
技術引進時國內外無該類型項目生產廢水的水質供參考，我司技術人員通過前期詳細調研、數據分析和試驗研究，結合制藥廢水處理經驗，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
2.1 生產工藝和廢水產排污節(jié)點
基因重組人胰島素主要生產過程：
1）剪切人胰島素基因；
2）胰島素基因轉入人的大腸桿菌內，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。
胰島素晶體生產工藝流程和廢水產生節(jié)點見圖1。
基因重組人胰島素生產工藝流程及廢水排污節(jié)點圖
胰島素晶體生產過程產生廢水主要有培養(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。
胰島素晶體生產過程產生的廢水具有有機物濃度高、SS較高等特點。
2.2 設計水量
項目產生的廢水主要有發(fā)酵廢水、除菌廢水、純化廢水、生產車間的沖洗廢水、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
1）設計進水水質
基因重組人胰島素的生產工藝在國內外都屬于領先技術，缺乏該種類型的項目生產廢水的水質供參考，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以及現場中試生產裝置廢水檢測結果，綜合分析，確定項目污水處理站進水主要水質，具體指標見表1：
設計進水主要水質指標
2）設計出水水質
項目污水處理出水排入市政污水管網，根據環(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。設計出水水質詳見表2：
設計出水主要水質指標
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）選擇可根據處理水量增長情況進行靈活調整的工藝，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。進出水水質如下：
廢水實際運行水質一覽表
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項目廢水處理案例。生產工藝與傳統(tǒng)生物制藥不同，產生的廢水性質、特點及處理工藝國內外可借鑒經驗較少。
項目前期，與建設方充分溝通，全面掌握產排污環(huán)節(jié)和原輔材料的使用、科學的數據分分析，最終結合必要的實驗研究，確定了經濟合理的處理工藝，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驗。同時體現了公司“科技讓環(huán)境更美好，服務讓客戶更滿意”的服務理念。回顧10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。
