典型制藥廢水抗生素類污染物主要來源及特征研究

李科

摘?要?在分析典型制藥廢水污染物主要來源的基礎上，從抗生素類制藥的發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程對該類廢水污染物來源進行分析，并對比了抗生素生產廢水水質特征和主要污染因子，為處理典型制藥廢水抗生素類污染物提供參考。

關鍵詞?抗生素類污染物；制藥廢水；污染物來源

中圖分類號：X832?文獻標志碼：B?文章編號：1673-890X（2014）03-116-3

制藥產品根據產品特征主要分為有機藥品、無機藥品、中成藥以及抗生素類藥品，市場上的常用制藥產品約2000多種，這些制藥產品選用的原材料、生產工藝、加工合成手段各有不同，特別是制藥工藝中提純、制精的工藝區別很大。尤其是絕大多數抗生素制藥企業在生產過程中綜合采用物理、化學、生物發酵法生產的抗生素類藥物，其排放的廢水中抗生素類污染物十分復雜且難以治理。

1?制藥廢水基本特點

制藥工藝一般分為化學工藝和生物工藝。生物工藝是利用微生物對原材料進行發酵，然后對初產品進行過濾和制精而成；化學工藝是采用化學方法對原材料進行無機或有機反應合成藥物。在常用藥品中基本上會綜合采用上述兩種工藝，即采用化學方法對原材料進行初生產然后再進行發酵生產出初產品，接著再對初產品進行化學合成，然后又進行多次的生物、化學方法對藥物進行加工。因此，在制藥過程中污染物的來源分布于工藝的各個環節，水質、水量的差異也比較大，其廢水的基本特點

如下。

1.1?發酵過程

萃取、沖洗廢水有機濃度高、抗菌物高，較難處理。

1.2?化學過程

中成藥物化學過程產生的廢水水質波動大，COD高達6000 mg/L，BOD5 高達2500 mg/L，含有天然有機污染物。

1.3?合成過程

該過程的廢水水質和水量變化大，大多含難降解物和抑制微生物生長物質，降低污泥處理效率。

2?抗生素類污染物的主要來源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此類藥物最廣泛采用的是發酵工程制藥，因此抗菌素工業屬于發酵工業的范圍，抗生素生產要耗用大量糧食，分離過程（特別是溶劑萃取法）要消耗大量有機溶劑。在眾多的醫藥產品中，抗生素是目前國內外研究較多的生物制藥，其生產廢水也占醫藥廢水的大部分。一般來說，抗生素類污染物主要來自以下四個方面。

（1）發酵廢水，即提取工藝的結晶廢母液，這類廢水COD可達2萬～8萬 mg/L，BOD為0.4萬～1.3萬 mg/L。（2）酸堿廢水和有機溶質廢水。該類廢水是有需要采用的一些提取工藝和特殊殘余化學藥品造成的。（3）中濃度有機廢水。主要是各種設備和地板等的洗滌水。（4）冷卻水和其他廢水。

圖1?微生物發酵法生產抗生素的一般工藝流程及排污點

3?抗生素類污染物的基本特征

從抗生素制藥的生產原料及工藝特點中可以看出，該類廢水成分復雜，有機物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，pH值經常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高，易產生泡沫，含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特點有：

（1）COD濃度高，一般為500～25000 Mg/L，其中主要為發酵殘余基質及營養物，溶媒提取過程的萃取液，經溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液。水中不溶性抗生素的發酵濾液等，有機物呈溶解態、膠和固體懸浮物形式留置在廢水中。（2）廢水中SS濃度高，一般為500～25000 mg/L，主要為發酵的殘留養基質和發酵產生的微生物絲菌體。硫酸鹽濃度高，而且廢水中存在 難生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物質。（3）水質成分復雜。中間代謝產物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等化工原料含量高。（4）水量小且間歇排放，沖擊負荷較高。給生物處理帶來極大的

困難。

在各類工業廢水中，醫藥制藥工業的特點是：品種多，生產規模差別大，單位產品排放污水量大，工藝廢水組成復雜，廢水中污染物濃度高，含有大量有毒、有害物質，大多因其水質復雜和生物抑制因子（包括一定濃度的抗生素）多，其中，微生物藥物更是復雜多樣：以微生物菌體為藥品、以微生物酶為藥品、以菌體的代謝產物或代謝產物的衍生物作為藥品以及利用微生物酶特異性催化作用的微生物轉化獲得藥物等，包括微生物菌體、蛋白質、多肽、氨基酸、抗生素、維生素、酶與輔酶激素及生物制品等。由該類藥品的生產性質可知這類制藥廢水處理的難度。

4?結論

由此可見，抗生素類污染物大多數來源于生物制品，其在發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程中產生，由于原料利用率低，提煉純度低，廢水中殘留抗菌素含量高等諸多問題，造成環境污染。因此廢水具有COD含量高、SS濃度高（500～25000 mg/L）、成分復雜、存在生物毒性物質、硫酸鹽濃度高、色度高、波動大等特點。

參考文獻

[1]?李海鳳.UASB-生物接觸氧化處理鏈霉素廢水試驗研究[D].石家莊：河北科技大學，2012.

[2]?李文明.水解酸化—生物接觸氧化法處理磷霉素鈉廢水的工藝和機理研究[D].西安：長安大學，2012.

[3]?錢暉.高濃度制藥廢水預處理技術試驗研究[J].環境科學與管理，2009，（7）.

[4]?李向軍.“厭氧+好氧”工藝在抗生素污水處理工程中的應用[J].節能與環保，2008，7.

[5]?王毅.高效微生物處理抗生素廢水工程化研究[D].石家莊：河北科技大學，2010.

[6]?何永淼.兩級厭氧—好氧—厭氧氨氧化組合工藝處理金霉素廢水的試驗研究[D].北京：北京交通大學，2011.

[7]?程雪敏，陳超，樊占國.抗生素制藥廢水的混凝和生化處理研究[J].環境保護科學，2010，（2）.

[8]?姚彥紅，林波.抗生素制藥廢水的污染特點及處理研究進展[J].江西化工，2008，（4）.

[9]?曹猛，冉阿倩，趙應宏，楊娜，樊占國，祁佩時.預處理+SBR+MBR處理抗生素制藥廢水試驗研究[J].工業水處理，2010，（7）.

[10]?趙艷，趙英武，陳晗.頭孢抗生素制藥廢水處理工程設計[J]．給水排水，2006，（1）.

[11]?屈閣，王志，樊智鋒，劉廣春，解利昕，王世昌.混凝-砂濾-微濾-反滲透集成技術深度處理抗生素制藥廢水[J].膜科學與技術，2008，（3）.

（責任編輯：趙中正）

摘?要?在分析典型制藥廢水污染物主要來源的基礎上，從抗生素類制藥的發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程對該類廢水污染物來源進行分析，并對比了抗生素生產廢水水質特征和主要污染因子，為處理典型制藥廢水抗生素類污染物提供參考。

關鍵詞?抗生素類污染物；制藥廢水；污染物來源

中圖分類號：X832?文獻標志碼：B?文章編號：1673-890X（2014）03-116-3

制藥產品根據產品特征主要分為有機藥品、無機藥品、中成藥以及抗生素類藥品，市場上的常用制藥產品約2000多種，這些制藥產品選用的原材料、生產工藝、加工合成手段各有不同，特別是制藥工藝中提純、制精的工藝區別很大。尤其是絕大多數抗生素制藥企業在生產過程中綜合采用物理、化學、生物發酵法生產的抗生素類藥物，其排放的廢水中抗生素類污染物十分復雜且難以治理。

1?制藥廢水基本特點

制藥工藝一般分為化學工藝和生物工藝。生物工藝是利用微生物對原材料進行發酵，然后對初產品進行過濾和制精而成；化學工藝是采用化學方法對原材料進行無機或有機反應合成藥物。在常用藥品中基本上會綜合采用上述兩種工藝，即采用化學方法對原材料進行初生產然后再進行發酵生產出初產品，接著再對初產品進行化學合成，然后又進行多次的生物、化學方法對藥物進行加工。因此，在制藥過程中污染物的來源分布于工藝的各個環節，水質、水量的差異也比較大，其廢水的基本特點

如下。

1.1?發酵過程

萃取、沖洗廢水有機濃度高、抗菌物高，較難處理。

1.2?化學過程

中成藥物化學過程產生的廢水水質波動大，COD高達6000 mg/L，BOD5 高達2500 mg/L，含有天然有機污染物。

1.3?合成過程

該過程的廢水水質和水量變化大，大多含難降解物和抑制微生物生長物質，降低污泥處理效率。

2?抗生素類污染物的主要來源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此類藥物最廣泛采用的是發酵工程制藥，因此抗菌素工業屬于發酵工業的范圍，抗生素生產要耗用大量糧食，分離過程（特別是溶劑萃取法）要消耗大量有機溶劑。在眾多的醫藥產品中，抗生素是目前國內外研究較多的生物制藥，其生產廢水也占醫藥廢水的大部分。一般來說，抗生素類污染物主要來自以下四個方面。

（1）發酵廢水，即提取工藝的結晶廢母液，這類廢水COD可達2萬～8萬 mg/L，BOD為0.4萬～1.3萬 mg/L。（2）酸堿廢水和有機溶質廢水。該類廢水是有需要采用的一些提取工藝和特殊殘余化學藥品造成的。（3）中濃度有機廢水。主要是各種設備和地板等的洗滌水。（4）冷卻水和其他廢水。

圖1?微生物發酵法生產抗生素的一般工藝流程及排污點

3?抗生素類污染物的基本特征

從抗生素制藥的生產原料及工藝特點中可以看出，該類廢水成分復雜，有機物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，pH值經常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高，易產生泡沫，含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特點有：

（1）COD濃度高，一般為500～25000 Mg/L，其中主要為發酵殘余基質及營養物，溶媒提取過程的萃取液，經溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液。水中不溶性抗生素的發酵濾液等，有機物呈溶解態、膠和固體懸浮物形式留置在廢水中。（2）廢水中SS濃度高，一般為500～25000 mg/L，主要為發酵的殘留養基質和發酵產生的微生物絲菌體。硫酸鹽濃度高，而且廢水中存在 難生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物質。（3）水質成分復雜。中間代謝產物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等化工原料含量高。（4）水量小且間歇排放，沖擊負荷較高。給生物處理帶來極大的

困難。

在各類工業廢水中，醫藥制藥工業的特點是：品種多，生產規模差別大，單位產品排放污水量大，工藝廢水組成復雜，廢水中污染物濃度高，含有大量有毒、有害物質，大多因其水質復雜和生物抑制因子（包括一定濃度的抗生素）多，其中，微生物藥物更是復雜多樣：以微生物菌體為藥品、以微生物酶為藥品、以菌體的代謝產物或代謝產物的衍生物作為藥品以及利用微生物酶特異性催化作用的微生物轉化獲得藥物等，包括微生物菌體、蛋白質、多肽、氨基酸、抗生素、維生素、酶與輔酶激素及生物制品等。由該類藥品的生產性質可知這類制藥廢水處理的難度。

4?結論

由此可見，抗生素類污染物大多數來源于生物制品，其在發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程中產生，由于原料利用率低，提煉純度低，廢水中殘留抗菌素含量高等諸多問題，造成環境污染。因此廢水具有COD含量高、SS濃度高（500～25000 mg/L）、成分復雜、存在生物毒性物質、硫酸鹽濃度高、色度高、波動大等特點。

參考文獻

[1]?李海鳳.UASB-生物接觸氧化處理鏈霉素廢水試驗研究[D].石家莊：河北科技大學，2012.

[2]?李文明.水解酸化—生物接觸氧化法處理磷霉素鈉廢水的工藝和機理研究[D].西安：長安大學，2012.

[3]?錢暉.高濃度制藥廢水預處理技術試驗研究[J].環境科學與管理，2009，（7）.

[4]?李向軍.“厭氧+好氧”工藝在抗生素污水處理工程中的應用[J].節能與環保，2008，7.

[5]?王毅.高效微生物處理抗生素廢水工程化研究[D].石家莊：河北科技大學，2010.

[6]?何永淼.兩級厭氧—好氧—厭氧氨氧化組合工藝處理金霉素廢水的試驗研究[D].北京：北京交通大學，2011.

[7]?程雪敏，陳超，樊占國.抗生素制藥廢水的混凝和生化處理研究[J].環境保護科學，2010，（2）.

[8]?姚彥紅，林波.抗生素制藥廢水的污染特點及處理研究進展[J].江西化工，2008，（4）.

[9]?曹猛，冉阿倩，趙應宏，楊娜，樊占國，祁佩時.預處理+SBR+MBR處理抗生素制藥廢水試驗研究[J].工業水處理，2010，（7）.

[10]?趙艷，趙英武，陳晗.頭孢抗生素制藥廢水處理工程設計[J]．給水排水，2006，（1）.

[11]?屈閣，王志，樊智鋒，劉廣春，解利昕，王世昌.混凝-砂濾-微濾-反滲透集成技術深度處理抗生素制藥廢水[J].膜科學與技術，2008，（3）.

（責任編輯：趙中正）

摘?要?在分析典型制藥廢水污染物主要來源的基礎上，從抗生素類制藥的發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程對該類廢水污染物來源進行分析，并對比了抗生素生產廢水水質特征和主要污染因子，為處理典型制藥廢水抗生素類污染物提供參考。

關鍵詞?抗生素類污染物；制藥廢水；污染物來源

中圖分類號：X832?文獻標志碼：B?文章編號：1673-890X（2014）03-116-3

制藥產品根據產品特征主要分為有機藥品、無機藥品、中成藥以及抗生素類藥品，市場上的常用制藥產品約2000多種，這些制藥產品選用的原材料、生產工藝、加工合成手段各有不同，特別是制藥工藝中提純、制精的工藝區別很大。尤其是絕大多數抗生素制藥企業在生產過程中綜合采用物理、化學、生物發酵法生產的抗生素類藥物，其排放的廢水中抗生素類污染物十分復雜且難以治理。

1?制藥廢水基本特點

制藥工藝一般分為化學工藝和生物工藝。生物工藝是利用微生物對原材料進行發酵，然后對初產品進行過濾和制精而成；化學工藝是采用化學方法對原材料進行無機或有機反應合成藥物。在常用藥品中基本上會綜合采用上述兩種工藝，即采用化學方法對原材料進行初生產然后再進行發酵生產出初產品，接著再對初產品進行化學合成，然后又進行多次的生物、化學方法對藥物進行加工。因此，在制藥過程中污染物的來源分布于工藝的各個環節，水質、水量的差異也比較大，其廢水的基本特點

如下。

1.1?發酵過程

萃取、沖洗廢水有機濃度高、抗菌物高，較難處理。

1.2?化學過程

中成藥物化學過程產生的廢水水質波動大，COD高達6000 mg/L，BOD5 高達2500 mg/L，含有天然有機污染物。

1.3?合成過程

該過程的廢水水質和水量變化大，大多含難降解物和抑制微生物生長物質，降低污泥處理效率。

2?抗生素類污染物的主要來源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此類藥物最廣泛采用的是發酵工程制藥，因此抗菌素工業屬于發酵工業的范圍，抗生素生產要耗用大量糧食，分離過程（特別是溶劑萃取法）要消耗大量有機溶劑。在眾多的醫藥產品中，抗生素是目前國內外研究較多的生物制藥，其生產廢水也占醫藥廢水的大部分。一般來說，抗生素類污染物主要來自以下四個方面。

（1）發酵廢水，即提取工藝的結晶廢母液，這類廢水COD可達2萬～8萬 mg/L，BOD為0.4萬～1.3萬 mg/L。（2）酸堿廢水和有機溶質廢水。該類廢水是有需要采用的一些提取工藝和特殊殘余化學藥品造成的。（3）中濃度有機廢水。主要是各種設備和地板等的洗滌水。（4）冷卻水和其他廢水。

圖1?微生物發酵法生產抗生素的一般工藝流程及排污點

3?抗生素類污染物的基本特征

從抗生素制藥的生產原料及工藝特點中可以看出，該類廢水成分復雜，有機物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，pH值經常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高，易產生泡沫，含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特點有：

（1）COD濃度高，一般為500～25000 Mg/L，其中主要為發酵殘余基質及營養物，溶媒提取過程的萃取液，經溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液。水中不溶性抗生素的發酵濾液等，有機物呈溶解態、膠和固體懸浮物形式留置在廢水中。（2）廢水中SS濃度高，一般為500～25000 mg/L，主要為發酵的殘留養基質和發酵產生的微生物絲菌體。硫酸鹽濃度高，而且廢水中存在 難生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物質。（3）水質成分復雜。中間代謝產物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等化工原料含量高。（4）水量小且間歇排放，沖擊負荷較高。給生物處理帶來極大的

困難。

在各類工業廢水中，醫藥制藥工業的特點是：品種多，生產規模差別大，單位產品排放污水量大，工藝廢水組成復雜，廢水中污染物濃度高，含有大量有毒、有害物質，大多因其水質復雜和生物抑制因子（包括一定濃度的抗生素）多，其中，微生物藥物更是復雜多樣：以微生物菌體為藥品、以微生物酶為藥品、以菌體的代謝產物或代謝產物的衍生物作為藥品以及利用微生物酶特異性催化作用的微生物轉化獲得藥物等，包括微生物菌體、蛋白質、多肽、氨基酸、抗生素、維生素、酶與輔酶激素及生物制品等。由該類藥品的生產性質可知這類制藥廢水處理的難度。

4?結論

由此可見，抗生素類污染物大多數來源于生物制品，其在發酵、過濾、萃取、結晶、提煉、精制等過程中產生，由于原料利用率低，提煉純度低，廢水中殘留抗菌素含量高等諸多問題，造成環境污染。因此廢水具有COD含量高、SS濃度高（500～25000 mg/L）、成分復雜、存在生物毒性物質、硫酸鹽濃度高、色度高、波動大等特點。

參考文獻

[1]?李海鳳.UASB-生物接觸氧化處理鏈霉素廢水試驗研究[D].石家莊：河北科技大學，2012.

[2]?李文明.水解酸化—生物接觸氧化法處理磷霉素鈉廢水的工藝和機理研究[D].西安：長安大學，2012.

[3]?錢暉.高濃度制藥廢水預處理技術試驗研究[J].環境科學與管理，2009，（7）.

[4]?李向軍.“厭氧+好氧”工藝在抗生素污水處理工程中的應用[J].節能與環保，2008，7.

[5]?王毅.高效微生物處理抗生素廢水工程化研究[D].石家莊：河北科技大學，2010.

[6]?何永淼.兩級厭氧—好氧—厭氧氨氧化組合工藝處理金霉素廢水的試驗研究[D].北京：北京交通大學，2011.

[7]?程雪敏，陳超，樊占國.抗生素制藥廢水的混凝和生化處理研究[J].環境保護科學，2010，（2）.

[8]?姚彥紅，林波.抗生素制藥廢水的污染特點及處理研究進展[J].江西化工，2008，（4）.

[9]?曹猛，冉阿倩，趙應宏，楊娜，樊占國，祁佩時.預處理+SBR+MBR處理抗生素制藥廢水試驗研究[J].工業水處理，2010，（7）.

[10]?趙艷，趙英武，陳晗.頭孢抗生素制藥廢水處理工程設計[J]．給水排水，2006，（1）.

[11]?屈閣，王志，樊智鋒，劉廣春，解利昕，王世昌.混凝-砂濾-微濾-反滲透集成技術深度處理抗生素制藥廢水[J].膜科學與技術，2008，（3）.

（責任編輯：趙中正）