医药废水处理系列 生物制药废水主要污染物来源为生产过程中的发酵、除菌、纯化工艺废水，通常废水有机物浓度高、SS较高，处理难度较大。分享某生物科技公司项目案例，为同类废水提供参考。 1、项目...
医药废水处理系列
生物制药废水主要污染物来源为生产过程中的发酵、除菌、纯化工艺废水，通常废水有机物浓度高、SS较高，处理难度较大。分享某生物科技公司项目案例，为同类废水提供参考。
1、项目概况
公司由国外引进专利技术生产基因重组人胰岛素，该技术属于药物与生物医学高新技术领域，技术引进时国内外尚无类似规模的项目，项目主要产品为基因重组人胰岛素产品（包括晶体和注射液），设计年产量分别为：晶体900kg，卡式瓶包装注射液8400万支，西林瓶包装2100万支，项目分两期建设。
技术引进时国内外无该类型项目生产废水的水质供参考，我司技术人员通过前期详细调研、数据分析和试验研究，结合制药废水处理经验，合理优化工艺，顺利完成项目的设计及施工，为业主节约成本的同时保障了系统长期稳定运行。项目建成后废水处理系统稳定运行至今。
2、设计水量和水质
2.1 生产工艺和废水产排污节点
基因重组人胰岛素主要生产过程：
1）剪切人胰岛素基因；
2）胰岛素基因转入人的大肠杆菌内，构建基因工程菌；
3）通过对含人胰岛素基因的工程菌进行大规模培养，使之产生大量的治疗糖尿病的药物──胰岛素；
4）通过纯化、分离取得较纯的胰岛素成品；
5）人胰岛素注射液生产主要将胰岛素晶体用水溶解后再进行分装、配制。
胰岛素晶体生产工艺流程和废水产生节点见图1。
基因重组人胰岛素生产工艺流程及废水排污节点图
胰岛素晶体生产过程产生废水主要有培养过程的发酵、除菌废水以及纯化过程洗涤废水。培养过程主要原辅料为葡萄糖、酵母、柠檬酸盐、磷酸钾盐等无机盐等组成，纯化过程产生的废水主要为含异丙醇、乙醇、柠檬酸钠、乙酸钠及盐类等残液。
纯化过程的高浓度醇类残液一方面抑制污水处理生化、增加废水处理难度和成本，另一方面醇类具备较高的回收价值。在我司的建议下，项目采用高效设备回收乙醇和异丙醇，有效回收资源的同时，降低残液排放量，同时降低污水处理站的污染物浓度和冲击负荷。
胰岛素晶体生产过程产生的废水具有有机物浓度高、SS较高等特点。
2.2 设计水量
项目产生的废水主要有发酵废水、除菌废水、纯化废水、生产车间的冲洗废水、蒸馏废水、循环水、纯水制备废水、生活污水等。根据建设方提供的用水量估算各类废水排放量，项目污水总量约为600m3/d分两期实施，污水处理设计考虑预留远期250m3/d增量，污水处理设计规模为850m3/d。
2.3 设计进出水水质
1）设计进水水质
基因重组人胰岛素的生产工艺在国内外都属于领先技术，缺乏该种类型的项目生产废水的水质供参考，本项目结合物料衡算、国外技术专利引进方提供的参考水质以及现场中试生产装置废水检测结果，综合分析，确定项目污水处理站进水主要水质，具体指标见表1：
设计进水主要水质指标
2）设计出水水质
项目污水处理出水排入市政污水管网，根据环评要求，出水执行项目所在工业园区要求的纳管标准。设计出水水质详见表2：
设计出水主要水质指标
3、污水处理工艺设计
3.1 设计原则
1）处理工艺与建设方高新企业定位相匹配，充分体现先进、高效、可循环利用等特点；
2）处理工艺应具有较强的抗冲击负荷能力，以适应乙醇和异丙醇回收效率的不稳定性对处理站进水水质的冲击；
3）处理工艺充分考虑与后续出水回用的衔接；
4）处理站可用地非常紧张，优先选用占地面积小、流程短、处理效率高的工艺；
5）选择可根据处理水量增长情况进行灵活调整的工艺，合理规划项目投资并减少运行成本。
3.2 污水处理工艺选择
本污水处理站具有如下特点：
1）进水水质浓度较高，进水浓度异丙醇/乙醇回收残液冲击较大；
2）进水B/C比约为0.4，生化性较好，可直接采用好氧生物处理；
3）污水处理站场地紧张，预留场地仅1120m2，需选择高效、占地面积小的工艺；
4）发酵和除菌废水水量大，污染物COD高，SS高，是污染物主要来源之一。我司对业主中试水样进行取样实验分析，结果表明，该股废水经混凝沉淀后，可去除70％的SS，去除25％COD，10％BOD，系统废水B/C比从0.38提高至0.46。
由于经混凝沉淀后废水B/C显著提高，同时项目提高了纯化废水中醇类回收率，最终处理站主工艺为：混凝沉淀+A/O+MBR处理工艺。优化后方案删减了厌氧、水解酸化等工艺段，为业主节约成本、简化处理流程，利于系统长期稳定运行，具体见图2。
该处理工艺具有如下突出优势：
1）污泥浓度高，可有效抵抗乙醇、异丙醇等残液排放产生的冲击负荷，确保系统稳定运行；
2）工艺流程短，设备少，运行管理简单；
3）占地面积小，可有效解决处理站用地紧张的情况；
4）膜组件的安装可根据处理水量增长情况进行灵活配置，可降低项目初期资金投入；
5）出水悬浮物和浊度几乎为零，后续回用可省掉过滤等预处理工艺，节约回用水处理的投资及运行费用。
工艺流程图
4、污水处理站平面布置
考虑到项目用地非常紧张，污水处理站总平面布置结合工艺设计总体布局，合理功能区分，优化设备布局和管线走向，污水处理池和工程用房有机整合在一起，布局紧凑，整个污水处理站总占地仅33m×33m。污水处理池为合壁共建半地埋式结构，工程用房叠加在设于地下的污水调节池上，为二层砖混结构，一层为加药间、鼓风机房、脱水车间，二层为控制间和化验室等。
污水处理站平面布置图
系统完工图
5、项目运行跟踪反馈
项目投入使用近10年，系统稳定运行。进出水水质如下：
废水实际运行水质一览表
6、项目总结
本项目为生物制药废水处理工程，是全国首个实际运行的基因重组人胰岛素原料和制剂生产项目废水处理案例。生产工艺与传统生物制药不同，产生的废水性质、特点及处理工艺国内外可借鉴经验较少。
项目前期，与建设方充分沟通，全面掌握产排污环节和原辅材料的使用、科学的数据分分析，最终结合必要的实验研究，确定了经济合理的处理工艺，不仅为客户节约了投资和运行成本，而且优化的处理系统确保了长期稳定运行。
项目的成功实施，为我司在生物制药废水治理方面积累了宝贵的经验。同时体现了公司“科技让环境更美好，服务让客户更满意”的服务理念。回顾10年前项目案例，对同类废水处理、环保系统设计仍有较大借鉴意义。
