β-内酰胺抗生素中间体制药废水的治理试验探讨
β-内酰胺抗生素中间体制药废水的治理试验探
讨
随着技术的进步，医药行业生产过程使用的原料、中间体和产品的成分也越来越复杂，而所产
生废水的处理难度也逐渐增加，废水中有机物成分复杂、有毒有害物质、可生化性差等特征。
传统的生物处理技术难以将废水中残留的抗生素类物质会抑制微生物的生长而导致微生物中
毒，导致传统生物处理时，处理效果差，出水水质不达标等。生物强化技术就是通过向废水中
添加高效菌种微生物，补充生化系统运行时所需的微生物种类和数量及来源，以强化对难降解
有机物的去除，提高生化处理的效果[1,2].
厌氧折流板反应器（Anaerobic Baffled Reactor ）是 McCarty 和Bachmann 等于 1982 年提出的，
由多隔室组成的高效新型反应器[3]. 通过向 ABR 中投加高效菌种，并加入为菌种生长提供载体
的填料，利用 ABR 厌氧反应器中每个隔室中微生物种类均不相同的特点，强化 ABR 的去除效
果，提高废水的可生化性。
本文针对江西某制药有限公司废水的水质特点采用高效菌种生物强化技术的厌氧折流板反应器
（ABR）+PACT 接触氧化反应器+BAF 为生化主体工艺对废水进行实验。
1 实验方法与材料
1.1 高效菌种
高效菌种为耐盐复合高效菌种，包括 100 多种微生物，在抗毒性和难降解有机废水方面具有较
高的优势，菌群分解有机物的效率比一般纯菌种更有效，一个有机物被蓝必清复合菌微生物菌
种利用和分解，直至分解为无害的最终产物。利用纯菌种来分解有害物，会停在某一个中间阶
段，如果没有其它菌继续分解残余的中间产物，废水的处理是无法进行到底的。如果用普通的
活性污泥，则需要很长的时间去逐步驯化和转变微生物菌群。此外，菌种对氯离子、硫酸根离
子、氨氮等物质耐受限度较高，可以在总盐为 3 % 、氨氮 1000 mg/L 以下的废水中正常生长繁
殖降解废水中的有机物。
在ABR 厌氧中添加高效菌种，可以在 ABR 不同格室中形成不同的微生物菌群，从而对有机物
的降解形成链式反应，充分降解废水中的难降解有机物、提高废水的可生化性。而 PACT 接触
氧化反应器中通过加入菌种和 PACT, 使菌种在 PACT 上形成微生物膜，一方面利用 PACT 的吸
附作用防止菌种的流失；另一方面将废水中的有机物吸附至 PACT 上，以便于生长在上面的生
物膜进行降解，降低废水中有机物的含量。
1.2 废水水质
中试研究使用的废水为江西某制药公司生产医药中间体及原料药废水混合而成，废水成分复
杂，含盐量高，有机物含量高等特点。其水质指标见表 1.
1.3 处理工艺和方法
根据废水水质及小试实验结果，废水中试实验工艺流程如图 1 所示。
混合废水的 pH 呈酸性，可直接进行铁碳微电解处理，处理出水中含有亚铁离子与加入的双氧
水形成 Fenton 体系进行芬顿氧化处理，芬顿氧化出水进行混凝沉淀，去除废水中的亚铁离
子、SS 以及部分大分子有机物。预处理出水进入进水调节池调节废水的总含盐量在 2.5 %、pH
在7~8, 用泵打入ABR 厌氧反应器中；出水自流进入亚铁混凝池去除厌氧产生的硫离子，然后
用泵打入PACT 接触氧化反应器，出水自流进入 BAF 反应器，进行进一步去除 COD 和氨氮，
出水中残余的难降解有机物进行深度氧化处理后可使排放出水达标。
1.4 实验方法
中试实验在小试实验的基础上进行确定各处理单元的水力停留时间、pH、反应温度等条件进行
研究，确定运行时的水力停留时间、pH、温度等运行参数。
2 结果与讨论
2.1 预处理对 COD 的去除效果
将生产废水按照水量混合后，废水的 pH 为酸性，将废水用泵打入铁碳微电解池，停留时间 6
h, 出水 pH 上升至5~6, 铁碳微电解出水自流进入 Fenton 氧化池，向废水中加入浓度为 50 %的双
氧水，停留时间 2 h,出水进行混凝沉淀，每次实验均分析COD 浓度。
废水预处理阶段经过调试运行，预处理阶段稳定后的进出水 COD 浓度如图 2 所示。
由上图 2 可知，混合后的废水的 COD 浓度为 35000~42000mg/L 之间，经微电解处理后废水的
COD 浓度降低至 30000 mg/L, 微电解出水经芬顿氧化处理后废水的 COD 浓度降低至
20000mg/L, 预处理阶段的对 COD 的总去除率在 48 % 左右。预处理各单元对废水 COD 的去除
效果稳定，工艺运行稳定。
2.2 ABR 厌氧的启动及运行
低负荷进水是启动 ABR 厌氧反应器的关键[4]. 整个ABR 的运行阶段可分为三个阶段：启动运
行、提高负荷、稳定运行。整个中试进行了90 d,0~7 d 为低负荷启动阶段，7~25 d 为提高负荷
阶段，25~90 d 为稳定运行阶段。
将预处理后废水的 COD 浓度用自来水稀释至500 mg/L,向ABR 厌氧反应器中加入高效菌种，
然后加入预先稀释后的废水，使用循环泵进行内循环 48 小时。以水力停留时间 72 h 进行控制
进水流量，进水 COD 浓度为 500 mg/L,72 小时后，将进水 COD 浓度提高至 1000 mg/L,水力停
留时间依旧为72 h. 进水 pH 控制在 7.5~8.5 之间，每天测定出水 COD 浓度及出水 pH.此阶段出
水COD 浓度低于 300 mg/L, 出水 pH 为6.5~7 之间，容积负荷为0.2 kg COD/（m3·d）。
ABR 低负荷启动后，投加的菌种倍ABR 中的填料吸附并长成生物膜，通过进水中各种有机物
的影响，在不同格室中产生降解不同物质的生物膜，起到降解有机物的作用，同时产生小分子
有机酸，使废水的 pH 降低。
ABR 提高负荷阶段，控制废水的水力停留时间为 48 h,每个 48 h 提高废水的进水 COD 浓度，
直至达到进水盐度为 2.5 %后维持进水稳定。在整个负荷提高阶段，随着进水负荷的提高，预
处理出水进入生化阶段所需的稀释倍数降低，废水的盐度逐渐增加至 2.5 %, 同时 COD 的去除
率也随之降低，并稳定在45 %左右，ABR 负荷提升阶段进出水 COD 浓度的变化及去除率图 3
所示。
ABR 稳定运行阶段，控制废水的盐度在 2.5 % 左右，水力停留时间 48 h, 进水 pH 为8.5 左右，
连续运行 60 天左右，运行结果表明，通过加入高效耐盐菌，进水的总含盐量维持在2.5 %左右
时，ABR 可以稳定运行，并且保持 40 %~45 % 的去除率，容积负荷为1.2 kg
COD/（m3·d）。ABR 稳定运行阶段废水的 COD 浓度变化及去除率如图 4 所示。
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摘要：
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β-内酰胺抗生素中间体制药废水的治理试验探讨随着技术的进步，医药行业生产过程使用的原料、中间体和产品的成分也越来越复杂，而所产生废水的处理难度也逐渐增加，废水中有机物成分复杂、有毒有害物质、可生化性差等特征。传统的生物处理技术难以将废水中残留的抗生素类物质会抑制微生物的生长而导致微生物中毒，导致传统生物处理时，处理效果差，出水水质不达标等。生物强化技术就是通过向废水中添加高效菌种微生物，补充生化系统运行时所需的微生物种类和数量及来源，以强化对难降解有机物的去除，提高生化处理的效果[1,2].厌氧折流板反应器（AnaerobicBaffledReactor）是McCarty和Bachmann等于...
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作者：闻远设计
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