伴随全球生物医药产业的迅猛发展,新药研发、生物制剂生产、基因工程等领域的活动日趋频繁。在创造巨大经济价值与医疗福祉的同时,生物医药行业也产生了大量成分复杂、危害性高的工业废水。本文将介绍一家专注生物医药废水处理的环保公司——苏州依斯倍环保装备科技有限公司,看他家是怎么处理这类废水的。
苏州依斯倍环保装备科技有限公司是一家来自荷兰外商投资的环保企业,于2011年在苏州工业园区正式成立,致力于为生物医药废水处理提供完整的循环利用及零排放解决方案,业务板块涵盖EPC工程、提标改造、污水站运维等。依斯倍工业废水循环利用及零排放处理系统已广泛应用于表面处理电镀、汽车制造、涂装生产线、新能源新材料、电子半导体、航空船舶、金属加工等行业。
一、生物医药废水的特点与挑战
生物医药废水主要来源于实验室清洗、发酵过程、提取纯化、设备冲洗及质检分析等环节,其水质呈现出显著的复杂性与特殊性,处理难度远超常规工业废水,具体特点如下:
1. 成分复杂多样:废水中包含未反应的原料、中间产物、残留药物、各类溶剂、酸碱试剂、培养基残余物、菌丝体及代谢产物,多种物质混合导致水质构成极为复杂。
2. 有机物浓度高:在发酵类制药过程中,废水中COD可达数千甚至上万毫克每升,BOD与COD的比值波动幅度大,导致废水可生化性差异明显,部分废水难以通过生物法直接降解。
3. 毒性与生物抑制性强:部分残留药物具备抑菌或杀菌作用,会直接抑制后续生化处理环节中微生物的活性,大幅降低处理效率,甚至导致生化系统瘫痪。
4. pH波动大:不同工艺段排放的废水pH值差异显著,可能呈现强酸或强碱性,不仅会腐蚀处理设备,还会破坏生化系统内微生物的生存环境,影响处理系统的稳定性。
5. 氮、磷含量高:废水中的蛋白类物质和培养基残余会导致氨氮、总氮、总磷浓度偏高,若直接排放易引发水体富营养化,破坏水生生态平衡。
6. 水质水量波动大:生物医药生产多具有批次化特征,导致废水排放不连续,水质和水量负荷波动剧烈,给处理系统的稳定运行带来极大挑战。
这些特性使得传统污水处理工艺难以直接套用,必须结合废水具体特征,采用针对性强、多技术协同的处理方案。
二、生物医药废水处理技术与工艺组合
针对生物医药废水的复杂性,目前行业内普遍采用“预处理 + 生化处理 + 深度处理”的多级集成工艺路线,通过各环节的协同作用,实现废水的高效净化。
1. 预处理阶段
预处理的核心目的是调节水质、去除悬浮物、提高废水可生化性、消除毒性抑制,为后续生化处理创造有利条件,主要技术包括:
物理法:
格栅/沉淀:通过格栅拦截大颗粒杂质,再利用沉淀作用去除水中悬浮物,减少后续处理单元的负荷。
气浮法:向水中通入微小气泡,使水中的油脂和轻质悬浮物附着在气泡表面上浮,从而实现分离去除,尤其适用于含有菌丝体的废水处理。
混凝沉淀:投加聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等混凝药剂,使水中的胶体颗粒和部分难降解有机物形成絮体,通过沉淀实现分离。
化学法:
Fenton氧化:利用亚铁离子与过氧化氢组成的体系产生强氧化性的羟基自由基(·OH),有效降解难降解有机物,提高废水的B/C比,改善可生化性。
臭氧氧化:臭氧具有强氧化性,对废水的色度、异味及部分有毒物质有良好的去除效果,常作为深度处理的前置环节。
高级氧化技术:包括光催化氧化、电化学氧化等技术,氧化能力强、反应速度快,适用于高毒性、难降解生物医药废水的预处理。
调节均质:通过设置调节池,对不同时段、不同工艺段排放的废水进行混合,均衡水质和水量,避免后续处理系统因负荷波动而影响运行稳定性。
2. 生化处理阶段
生化处理是生物医药废水处理的核心环节,主要利用微生物的代谢作用降解水中大部分有机物,并去除氮磷营养盐,根据微生物的呼吸类型可分为厌氧处理和好氧处理两类:
厌氧处理:
常用技术包括上流式厌氧污泥床、内循环厌氧反应器,适用于高浓度有机废水处理,COD去除率可达70%~90%,同时在处理过程中会产生沼气,可作为能源回收利用。
好氧处理:
活性污泥法:传统且应用广泛的好氧处理技术,通过微生物菌群形成的活性污泥降解有机物,可通过序批式反应器(SBR)、循环式活性污泥系统(CASS)等变型工艺,增强对水质水量冲击负荷的适应能力。
生物接触氧化法:微生物附着在填料表面形成生物膜,污水与生物膜充分接触实现净化,具有抗冲击能力强、运行稳定的特点,适合中小型生物医药企业的废水处理项目。
膜生物反应器:结合膜分离技术与生物降解作用,利用膜的截留作用实现泥水分离,出水水质好、悬浮物含量低,且占地面积小,特别适合用地紧张或对出水回用要求高的场景。
3. 深度处理阶段
深度处理的目标是进一步去除水中残留的污染物,确保出水达到排放标准或满足回用要求,主要技术包括:
反渗透、纳滤:利用膜的选择透过性,去除水中的溶解性盐分、小分子有机物和重金属离子,处理后的水可作为中水回用,实现水资源循环利用。
活性炭吸附:活性炭具有丰富的孔隙结构和大比表面积,能有效吸附水中的色度、异味物质和微量有机污染物,进一步提升出水水质。
臭氧 - 生物活性炭:臭氧氧化可将大分子有机物分解为小分子易降解物质,后续生物活性炭则通过微生物降解和活性炭吸附的协同作用,大幅提升深度净化效果。
紫外消毒/氯消毒:通过紫外线照射或投加氯系消毒剂,杀灭水中残留的病原微生物,避免水体传播疾病,保障出水排放或回用的安全性。
生物医药废水处理是一项融合环境工程、微生物学、材料科学等多学科的系统工程,其技术水平直接关系到生物医药产业的绿色可持续发展。面对日益严格的环保法规和公众对环境质量的更高期待,生物医药企业需将环保理念融入生产全流程,将废水处理能力视为核心竞争力之一。
准确评估 改善环境 提升经济效益