1.抗生素及其廢水產(chǎn)生背景
抗生素類(lèi)藥品是目前國內消耗較多的品種,大多數屬于生物制品,即通過(guò)發(fā)酵過(guò)程提取制得,是微生物、植物、動(dòng)物在其生命過(guò)程中產(chǎn)生的化合物,具有在低濃度下,選擇性抑制或殺滅其它微生物或腫瘤細胞能力的化學(xué)物質(zhì),是人類(lèi)控制感染性疾病、保健身體健康及防治動(dòng)植物病害的重要化學(xué)藥物。目前,我國生產(chǎn)抗生素的企業(yè)達300多家,生產(chǎn)占世界產(chǎn)量20%~30%的70個(gè)品種的抗生素,產(chǎn)量年年增加,現已成為世界上主要的抗生素制劑生產(chǎn)國之一。目前抗生素生產(chǎn)中篩選和生產(chǎn)、菌種選育等方面仍存在著(zhù)許多技術(shù)難點(diǎn),從而出現原料利用率低、提煉純度低、廢水中殘留抗菌素含量高等諸多問(wèn)題,造成嚴重的環(huán)境污染。
2.抗生素廢水的來(lái)源及特點(diǎn)
抗生素生產(chǎn)包括微生物發(fā)酵、過(guò)濾、萃取結晶、提煉、精制等過(guò)程。以糧食或糖蜜為主要原料生產(chǎn)抗生素的廢水主要來(lái)自分離、提取、精制純化工藝的高濃度有機廢水,如結晶液、廢母液等,種子罐、發(fā)酵罐的洗滌廢水以及發(fā)酵罐的冷卻水等。因此廢水有以下特點(diǎn):
2.1COD含量高
抗生素廢水的COD一般都在5000~80000mg/L之間。主要為發(fā)酵殘余基質(zhì)及營(yíng)養物、溶媒提取過(guò)程的萃取余液、經(jīng)溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液、離子交換過(guò)程中排出的吸附廢液、水中不溶性抗生素的發(fā)酵過(guò)濾液以及染菌倒罐廢液等。這些成分濃度高,如青霉素廢水CODCr濃度為15000~80000mg/L,土霉素廢水CODCr濃度為8000~35000mg/L。
2.2廢水中SS濃度高(500~25000mg/L)
抗生素廢水中SS主要為發(fā)酵的殘余培養基質(zhì)和發(fā)酵產(chǎn)生的微生物絲菌體,如慶大霉素廢水SS為8000mg/L左右,青霉素廢水為5000~23000mg/L。
2.3成分復雜
抗生素廢水中含有中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿和有機溶劑等原料,成分復雜。易引起pH波動(dòng),影響生化效果。
2.4存在生物毒性物質(zhì)
廢水中含有微生物難以降解、甚至對微生物有抑制作用的物質(zhì)。發(fā)酵或者提取過(guò)程中因生產(chǎn)需要投加的有機或無(wú)機及生產(chǎn)過(guò)程中排放的殘余溶媒和殘余抗生素及其降解物等等,在廢水中,這些物質(zhì)達到一定濃度會(huì )對微生物產(chǎn)生抑制作用。
2.5硫酸鹽濃度高
如鏈霉素廢水中硫酸鹽含量為3000mg/L左右,最高可達5500mg/L,青霉素為5000mg/L以上。
2.6此外,抗生素廢水還有色度高、pH波動(dòng)大、間歇排放等特點(diǎn),是處理成本高、治理難度大的有毒有機廢水之一。