典型制药废水抗生素类污染物主要来源及特征研究

李科

摘 要 在分析典型制药废水污染物主要来源的基础上，从抗生素类制药的发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程对该类废水污染物来源进行分析，并对比了抗生素生产废水水质特征和主要污染因子，为处理典型制药废水抗生素类污染物提供参考。

关键词 抗生素类污染物；制药废水；污染物来源

中图分类号：X832 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）03-116-3

制药产品根据产品特征主要分为有机药品、无机药品、中成药以及抗生素类药品，市场上的常用制药产品约2000多种，这些制药产品选用的原材料、生产工艺、加工合成手段各有不同，特别是制药工艺中提纯、制精的工艺区别很大。尤其是绝大多数抗生素制药企业在生产过程中综合采用物理、化学、生物发酵法生产的抗生素类药物，其排放的废水中抗生素类污染物十分复杂且难以治理。

1 制药废水基本特点

制药工艺一般分为化学工艺和生物工艺。生物工艺是利用微生物对原材料进行发酵，然后对初产品进行过滤和制精而成；化学工艺是采用化学方法对原材料进行无机或有机反应合成药物。在常用药品中基本上会综合采用上述两种工艺，即采用化学方法对原材料进行初生产然后再进行发酵生产出初产品，接着再对初产品进行化学合成，然后又进行多次的生物、化学方法对药物进行加工。因此，在制药过程中污染物的来源分布于工艺的各个环节，水质、水量的差异也比较大，其废水的基本特点

如下。

1.1 发酵过程

萃取、冲洗废水有机浓度高、抗菌物高，较难处理。

1.2 化学过程

中成药物化学过程产生的废水水质波动大，COD高达6000 mg/L，BOD5 高达2500 mg/L，含有天然有机污染物。

1.3 合成过程

该过程的废水水质和水量变化大，大多含难降解物和抑制微生物生长物质，降低污泥处理效率。

2 抗生素类污染物的主要来源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此类药物最广泛采用的是发酵工程制药，因此抗菌素工业属于发酵工业的范围，抗生素生产要耗用大量粮食，分离过程（特别是溶剂萃取法）要消耗大量有机溶剂。在众多的医药产品中，抗生素是目前国内外研究较多的生物制药，其生产废水也占医药废水的大部分。一般来说，抗生素类污染物主要来自以下四个方面。

（1）发酵废水，即提取工艺的结晶废母液，这类废水COD可达2万～8万 mg/L，BOD为0.4万～1.3万 mg/L。（2）酸碱废水和有机溶质废水。该类废水是有需要采用的一些提取工艺和特殊残余化学药品造成的。（3）中浓度有机废水。主要是各种设备和地板等的洗涤水。（4）冷却水和其他废水。

图1 微生物发酵法生产抗生素的一般工艺流程及排污点

3 抗生素类污染物的基本特征

从抗生素制药的生产原料及工艺特点中可以看出，该类废水成分复杂，有机物浓度高，溶解性和胶体性固体浓度高，pH值经常变化，温度较高，带有颜色和气味，悬浮物含量高，易产生泡沫，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特点有：

（1）COD浓度高，一般为500～25000 Mg/L，其中主要为发酵残余基质及营养物，溶媒提取过程的萃取液，经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液。水中不溶性抗生素的发酵滤液等，有机物呈溶解态、胶和固体悬浮物形式留置在废水中。（2）废水中SS浓度高，一般为500～25000 mg/L，主要为发酵的残留养基质和发酵产生的微生物丝菌体。硫酸盐浓度高，而且废水中存在 难生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物质。（3）水质成分复杂。中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。（4）水量小且间歇排放，冲击负荷较高。给生物处理带来极大的

困难。

在各类工业废水中，医药制药工业的特点是：品种多，生产规模差别大，单位产品排放污水量大，工艺废水组成复杂，废水中污染物浓度高，含有大量有毒、有害物质，大多因其水质复杂和生物抑制因子（包括一定浓度的抗生素）多，其中，微生物药物更是复杂多样：以微生物菌体为药品、以微生物酶为药品、以菌体的代谢产物或代谢产物的衍生物作为药品以及利用微生物酶特异性催化作用的微生物转化获得药物等，包括微生物菌体、蛋白质、多肽、氨基酸、抗生素、维生素、酶与辅酶激素及生物制品等。由该类药品的生产性质可知这类制药废水处理的难度。

4 结论

由此可见，抗生素类污染物大多数来源于生物制品，其在发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程中产生，由于原料利用率低，提炼纯度低，废水中残留抗菌素含量高等诸多问题，造成环境污染。因此废水具有COD含量高、SS浓度高（500～25000 mg/L）、成分复杂、存在生物毒性物质、硫酸盐浓度高、色度高、波动大等特点。

参考文献

[1] 李海凤.UASB-生物接触氧化处理链霉素废水试验研究[D].石家庄：河北科技大学，2012.

[2] 李文明.水解酸化—生物接触氧化法处理磷霉素钠废水的工艺和机理研究[D].西安：长安大学，2012.

[3] 钱晖.高浓度制药废水预处理技术试验研究[J].环境科学与管理，2009，（7）.

[4] 李向军.“厌氧+好氧”工艺在抗生素污水处理工程中的应用[J].节能与环保，2008，7.

[5] 王毅.高效微生物处理抗生素废水工程化研究[D].石家庄：河北科技大学，2010.

[6] 何永淼.两级厌氧—好氧—厌氧氨氧化组合工艺处理金霉素废水的试验研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[7] 程雪敏，陈超，樊占国.抗生素制药废水的混凝和生化处理研究[J].环境保护科学，2010，（2）.

[8] 姚彦红，林波.抗生素制药废水的污染特点及处理研究进展[J].江西化工，2008，（4）.

[9] 曹猛，冉阿倩，赵应宏，杨娜，樊占国，祁佩时.预处理+SBR+MBR处理抗生素制药废水试验研究[J].工业水处理，2010，（7）.

[10] 赵艳，赵英武，陈晗.头孢抗生素制药废水处理工程设计[J]．给水排水，2006，（1）.

[11] 屈阁，王志，樊智锋，刘广春，解利昕，王世昌.混凝-砂滤-微滤-反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水[J].膜科学与技术，2008，（3）.

（责任编辑：赵中正）

摘 要 在分析典型制药废水污染物主要来源的基础上，从抗生素类制药的发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程对该类废水污染物来源进行分析，并对比了抗生素生产废水水质特征和主要污染因子，为处理典型制药废水抗生素类污染物提供参考。

关键词 抗生素类污染物；制药废水；污染物来源

中图分类号：X832 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）03-116-3

制药产品根据产品特征主要分为有机药品、无机药品、中成药以及抗生素类药品，市场上的常用制药产品约2000多种，这些制药产品选用的原材料、生产工艺、加工合成手段各有不同，特别是制药工艺中提纯、制精的工艺区别很大。尤其是绝大多数抗生素制药企业在生产过程中综合采用物理、化学、生物发酵法生产的抗生素类药物，其排放的废水中抗生素类污染物十分复杂且难以治理。

1 制药废水基本特点

制药工艺一般分为化学工艺和生物工艺。生物工艺是利用微生物对原材料进行发酵，然后对初产品进行过滤和制精而成；化学工艺是采用化学方法对原材料进行无机或有机反应合成药物。在常用药品中基本上会综合采用上述两种工艺，即采用化学方法对原材料进行初生产然后再进行发酵生产出初产品，接着再对初产品进行化学合成，然后又进行多次的生物、化学方法对药物进行加工。因此，在制药过程中污染物的来源分布于工艺的各个环节，水质、水量的差异也比较大，其废水的基本特点

如下。

1.1 发酵过程

萃取、冲洗废水有机浓度高、抗菌物高，较难处理。

1.2 化学过程

中成药物化学过程产生的废水水质波动大，COD高达6000 mg/L，BOD5 高达2500 mg/L，含有天然有机污染物。

1.3 合成过程

该过程的废水水质和水量变化大，大多含难降解物和抑制微生物生长物质，降低污泥处理效率。

2 抗生素类污染物的主要来源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此类药物最广泛采用的是发酵工程制药，因此抗菌素工业属于发酵工业的范围，抗生素生产要耗用大量粮食，分离过程（特别是溶剂萃取法）要消耗大量有机溶剂。在众多的医药产品中，抗生素是目前国内外研究较多的生物制药，其生产废水也占医药废水的大部分。一般来说，抗生素类污染物主要来自以下四个方面。

（1）发酵废水，即提取工艺的结晶废母液，这类废水COD可达2万～8万 mg/L，BOD为0.4万～1.3万 mg/L。（2）酸碱废水和有机溶质废水。该类废水是有需要采用的一些提取工艺和特殊残余化学药品造成的。（3）中浓度有机废水。主要是各种设备和地板等的洗涤水。（4）冷却水和其他废水。

图1 微生物发酵法生产抗生素的一般工艺流程及排污点

3 抗生素类污染物的基本特征

从抗生素制药的生产原料及工艺特点中可以看出，该类废水成分复杂，有机物浓度高，溶解性和胶体性固体浓度高，pH值经常变化，温度较高，带有颜色和气味，悬浮物含量高，易产生泡沫，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特点有：

（1）COD浓度高，一般为500～25000 Mg/L，其中主要为发酵残余基质及营养物，溶媒提取过程的萃取液，经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液。水中不溶性抗生素的发酵滤液等，有机物呈溶解态、胶和固体悬浮物形式留置在废水中。（2）废水中SS浓度高，一般为500～25000 mg/L，主要为发酵的残留养基质和发酵产生的微生物丝菌体。硫酸盐浓度高，而且废水中存在 难生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物质。（3）水质成分复杂。中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。（4）水量小且间歇排放，冲击负荷较高。给生物处理带来极大的

困难。

在各类工业废水中，医药制药工业的特点是：品种多，生产规模差别大，单位产品排放污水量大，工艺废水组成复杂，废水中污染物浓度高，含有大量有毒、有害物质，大多因其水质复杂和生物抑制因子（包括一定浓度的抗生素）多，其中，微生物药物更是复杂多样：以微生物菌体为药品、以微生物酶为药品、以菌体的代谢产物或代谢产物的衍生物作为药品以及利用微生物酶特异性催化作用的微生物转化获得药物等，包括微生物菌体、蛋白质、多肽、氨基酸、抗生素、维生素、酶与辅酶激素及生物制品等。由该类药品的生产性质可知这类制药废水处理的难度。

4 结论

由此可见，抗生素类污染物大多数来源于生物制品，其在发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程中产生，由于原料利用率低，提炼纯度低，废水中残留抗菌素含量高等诸多问题，造成环境污染。因此废水具有COD含量高、SS浓度高（500～25000 mg/L）、成分复杂、存在生物毒性物质、硫酸盐浓度高、色度高、波动大等特点。

参考文献

[1] 李海凤.UASB-生物接触氧化处理链霉素废水试验研究[D].石家庄：河北科技大学，2012.

[2] 李文明.水解酸化—生物接触氧化法处理磷霉素钠废水的工艺和机理研究[D].西安：长安大学，2012.

[3] 钱晖.高浓度制药废水预处理技术试验研究[J].环境科学与管理，2009，（7）.

[4] 李向军.“厌氧+好氧”工艺在抗生素污水处理工程中的应用[J].节能与环保，2008，7.

[5] 王毅.高效微生物处理抗生素废水工程化研究[D].石家庄：河北科技大学，2010.

[6] 何永淼.两级厌氧—好氧—厌氧氨氧化组合工艺处理金霉素废水的试验研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[7] 程雪敏，陈超，樊占国.抗生素制药废水的混凝和生化处理研究[J].环境保护科学，2010，（2）.

[8] 姚彦红，林波.抗生素制药废水的污染特点及处理研究进展[J].江西化工，2008，（4）.

[9] 曹猛，冉阿倩，赵应宏，杨娜，樊占国，祁佩时.预处理+SBR+MBR处理抗生素制药废水试验研究[J].工业水处理，2010，（7）.

[10] 赵艳，赵英武，陈晗.头孢抗生素制药废水处理工程设计[J]．给水排水，2006，（1）.

[11] 屈阁，王志，樊智锋，刘广春，解利昕，王世昌.混凝-砂滤-微滤-反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水[J].膜科学与技术，2008，（3）.

（责任编辑：赵中正）

摘 要 在分析典型制药废水污染物主要来源的基础上，从抗生素类制药的发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程对该类废水污染物来源进行分析，并对比了抗生素生产废水水质特征和主要污染因子，为处理典型制药废水抗生素类污染物提供参考。

关键词 抗生素类污染物；制药废水；污染物来源

中图分类号：X832 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）03-116-3

制药产品根据产品特征主要分为有机药品、无机药品、中成药以及抗生素类药品，市场上的常用制药产品约2000多种，这些制药产品选用的原材料、生产工艺、加工合成手段各有不同，特别是制药工艺中提纯、制精的工艺区别很大。尤其是绝大多数抗生素制药企业在生产过程中综合采用物理、化学、生物发酵法生产的抗生素类药物，其排放的废水中抗生素类污染物十分复杂且难以治理。

1 制药废水基本特点

制药工艺一般分为化学工艺和生物工艺。生物工艺是利用微生物对原材料进行发酵，然后对初产品进行过滤和制精而成；化学工艺是采用化学方法对原材料进行无机或有机反应合成药物。在常用药品中基本上会综合采用上述两种工艺，即采用化学方法对原材料进行初生产然后再进行发酵生产出初产品，接着再对初产品进行化学合成，然后又进行多次的生物、化学方法对药物进行加工。因此，在制药过程中污染物的来源分布于工艺的各个环节，水质、水量的差异也比较大，其废水的基本特点

如下。

1.1 发酵过程

萃取、冲洗废水有机浓度高、抗菌物高，较难处理。

1.2 化学过程

中成药物化学过程产生的废水水质波动大，COD高达6000 mg/L，BOD5 高达2500 mg/L，含有天然有机污染物。

1.3 合成过程

该过程的废水水质和水量变化大，大多含难降解物和抑制微生物生长物质，降低污泥处理效率。

2 抗生素类污染物的主要来源

天然抗生素包括金霉素、氯霉素等。目前，此类药物最广泛采用的是发酵工程制药，因此抗菌素工业属于发酵工业的范围，抗生素生产要耗用大量粮食，分离过程（特别是溶剂萃取法）要消耗大量有机溶剂。在众多的医药产品中，抗生素是目前国内外研究较多的生物制药，其生产废水也占医药废水的大部分。一般来说，抗生素类污染物主要来自以下四个方面。

（1）发酵废水，即提取工艺的结晶废母液，这类废水COD可达2万～8万 mg/L，BOD为0.4万～1.3万 mg/L。（2）酸碱废水和有机溶质废水。该类废水是有需要采用的一些提取工艺和特殊残余化学药品造成的。（3）中浓度有机废水。主要是各种设备和地板等的洗涤水。（4）冷却水和其他废水。

图1 微生物发酵法生产抗生素的一般工艺流程及排污点

3 抗生素类污染物的基本特征

从抗生素制药的生产原料及工艺特点中可以看出，该类废水成分复杂，有机物浓度高，溶解性和胶体性固体浓度高，pH值经常变化，温度较高，带有颜色和气味，悬浮物含量高，易产生泡沫，含有难降解物质和有抑菌作用的抗生素，而且有毒性，其特点有：

（1）COD浓度高，一般为500～25000 Mg/L，其中主要为发酵残余基质及营养物，溶媒提取过程的萃取液，经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液。水中不溶性抗生素的发酵滤液等，有机物呈溶解态、胶和固体悬浮物形式留置在废水中。（2）废水中SS浓度高，一般为500～25000 mg/L，主要为发酵的残留养基质和发酵产生的微生物丝菌体。硫酸盐浓度高，而且废水中存在 难生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物质。（3）水质成分复杂。中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等化工原料含量高。（4）水量小且间歇排放，冲击负荷较高。给生物处理带来极大的

困难。

在各类工业废水中，医药制药工业的特点是：品种多，生产规模差别大，单位产品排放污水量大，工艺废水组成复杂，废水中污染物浓度高，含有大量有毒、有害物质，大多因其水质复杂和生物抑制因子（包括一定浓度的抗生素）多，其中，微生物药物更是复杂多样：以微生物菌体为药品、以微生物酶为药品、以菌体的代谢产物或代谢产物的衍生物作为药品以及利用微生物酶特异性催化作用的微生物转化获得药物等，包括微生物菌体、蛋白质、多肽、氨基酸、抗生素、维生素、酶与辅酶激素及生物制品等。由该类药品的生产性质可知这类制药废水处理的难度。

4 结论

由此可见，抗生素类污染物大多数来源于生物制品，其在发酵、过滤、萃取、结晶、提炼、精制等过程中产生，由于原料利用率低，提炼纯度低，废水中残留抗菌素含量高等诸多问题，造成环境污染。因此废水具有COD含量高、SS浓度高（500～25000 mg/L）、成分复杂、存在生物毒性物质、硫酸盐浓度高、色度高、波动大等特点。

参考文献

[1] 李海凤.UASB-生物接触氧化处理链霉素废水试验研究[D].石家庄：河北科技大学，2012.

[2] 李文明.水解酸化—生物接触氧化法处理磷霉素钠废水的工艺和机理研究[D].西安：长安大学，2012.

[3] 钱晖.高浓度制药废水预处理技术试验研究[J].环境科学与管理，2009，（7）.

[4] 李向军.“厌氧+好氧”工艺在抗生素污水处理工程中的应用[J].节能与环保，2008，7.

[5] 王毅.高效微生物处理抗生素废水工程化研究[D].石家庄：河北科技大学，2010.

[6] 何永淼.两级厌氧—好氧—厌氧氨氧化组合工艺处理金霉素废水的试验研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[7] 程雪敏，陈超，樊占国.抗生素制药废水的混凝和生化处理研究[J].环境保护科学，2010，（2）.

[8] 姚彦红，林波.抗生素制药废水的污染特点及处理研究进展[J].江西化工，2008，（4）.

[9] 曹猛，冉阿倩，赵应宏，杨娜，樊占国，祁佩时.预处理+SBR+MBR处理抗生素制药废水试验研究[J].工业水处理，2010，（7）.

[10] 赵艳，赵英武，陈晗.头孢抗生素制药废水处理工程设计[J]．给水排水，2006，（1）.

[11] 屈阁，王志，樊智锋，刘广春，解利昕，王世昌.混凝-砂滤-微滤-反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水[J].膜科学与技术，2008，（3）.

（责任编辑：赵中正）