廢水去除生物活性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢水去除生物活性的方法，主要解決現(xiàn)有技術存在間歇操作、時間長、蒸汽能耗大；易造成二次污染；滅菌終點不能有效控制的問題。本發(fā)明通過采用含活性微生物成分的生物制藥廢水連續(xù)地通過高溫滅菌器，得到流出物Ⅰ；流出物Ⅰ連續(xù)地通過保溫設備，得到去除生物活性的廢水；其中，高溫滅菌器的出口溫度大于等于110℃；保溫設備的溫度控制在大于等于110℃；流出物Ⅰ在保溫設備中的停留時間大于等于1秒的技術方案較好地解決了該問題，可用于含活性微生物成分的生物制藥廢水去除生物活性的工藝生產(chǎn)中。
【專利說明】廢水去除生物活性的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種廢水去除生物活性的方法。
【背景技術】
[0002]生物醫(yī)藥技術是以現(xiàn)代生命科學理論為基礎，利用生物體及其組成部分，通過基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程等生物技術手段，進行研發(fā)和生產(chǎn)醫(yī)藥產(chǎn)品的綜合技術。由于傳統(tǒng)的化學新藥研發(fā)面臨著難度不斷增大、成本不斷上升、周期不斷延長、成功率不斷降低的局面，同時由于生物技術的不斷發(fā)展和進步，特別是人類基因組計劃的完成，使得人們把目光逐步關注到生物【技術領域】，從而使生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展。
[0003]由于生物醫(yī)藥技術主要是利用生物體及其組成部分，運用現(xiàn)代生物工程技術來研發(fā)和生產(chǎn)藥品，因此生產(chǎn)過程的生物安全性是必須關注的重點。在生物發(fā)酵、細胞培養(yǎng)過程中，會用到/或產(chǎn)生具有生物活性的組織細胞成分，或含有生物毒性的物質，這些生產(chǎn)過程產(chǎn)生的中間體/廢棄液，必須經(jīng)過滅活處理后，才能進入下一工序/或排放至污水管網(wǎng)作進一步的污水處理。例如在生物制品生產(chǎn)中，大腸桿菌作為外源基因表達的宿主，其高效穩(wěn)定且適應性強，操作簡單、經(jīng)濟性好，是基因工程中廣泛采用的工程菌。但由于大腸桿菌的致病性較強，傳播途徑多(水、食物、直接接觸等)，具有很強的傳染性，如引起腸道外感染、腹瀉等。因此，對于采用類似大腸桿菌等具有一定生物活性的物質，其生產(chǎn)過程必須與普通環(huán)境嚴格隔離，同時其生產(chǎn)過程中排放出的廢水必須經(jīng)過生物降解/滅活處理，徹底消除其活性后，才能排放至普通的污水系統(tǒng)，以免活性成分泄漏造成四周環(huán)境的生物污染事件。
[0004]同樣在一些具有高污染風險的生物制品如卡介苗、流感疫苗、狂犬疫苗等的生產(chǎn)中，會用到一些具有生物毒性的物質如具有活毒的牛結核桿菌、流感病毒、狂犬病毒等進行接種培養(yǎng)傳代，以得到具有免疫能力的減毒菌株。這些生物制品的生產(chǎn)中，也用到具有毒性物質的菌株。因此這些生產(chǎn)工序也必須嚴格與其他區(qū)域分開,其產(chǎn)生的污水也必須單獨收集并經(jīng)過滅活處理后，才能排放至普通污水處理站進一步處理。
[0005]由此可知，在生物醫(yī)藥生產(chǎn)過程中，生物安全性是首要關注的問題，必須在保證生產(chǎn)過程的生物安全絕對有保障的前提下，才能進行生物制品的生產(chǎn)。
[0006]關于生物醫(yī)藥生產(chǎn)中含活菌/活毒廢水的處理，工程上一般有兩種方法:化學法和物理法。其中化學法(例如文獻CN101215066A)是將所產(chǎn)生的含活菌/活毒廢水單獨收集后，加入化學物質，一般是氫氧化鈉溶液，利用其強堿性特點，將含活菌/活毒微生物的蛋白質分子破壞，從而消除其生物活性。但這種方法有局限性，不能使所有微生物被降解。另一種方式即物理法，利用大部分微生物蛋白分子不能耐高溫的特點，通過蒸汽加熱廢水，使得微生物的蛋白質變性、從而達到消除其活性/毒性的目的，并安全排放。[0007]目前在生物醫(yī)藥工業(yè)中常用的含活菌/活毒廢水熱力滅菌法，均為間歇滅菌法，也稱批量滅菌法。就是將生產(chǎn)中產(chǎn)生的活性/毒性廢水專門收集后，在收集罐內(nèi)直接通入高溫蒸汽(一般是0.1MPa, 121 °C )并維持一定時間(一般在5min~lOmin)，使得廢水中微生物蛋白質分子在長時間高溫作用下凝固變性，從而失去其固有的活性。采用這種方法處理后的廢水其生物活性也得到了消除。
[0008]這種工藝的缺點是:a)間歇操作、時間長、蒸汽能耗大；b)設備必須耐壓；c)由于蒸汽直接加熱，其滅菌前期產(chǎn)生的水蒸氣夾帶有未徹底滅菌的活性成分逸出，易造成二次污染；d)由于溫度探測點位置局限，并不能完全保證容器內(nèi)所有液體已經(jīng)達到設定的滅菌溫度，滅菌終點不能有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術存在間歇操作、時間長、蒸汽能耗大；易造成二次污染；滅菌終點不能有效控制的問題，提供一種新的廢水去除生物活性的方法。該方法可連續(xù)操作；具有蒸汽耗量低；滅菌徹底，不會造成二次污染；滅菌終點可得到有效控制的特點。
[0010]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種廢水去除生物活性的方法，含活性微生物成分的生物制藥廢水連續(xù)地通過高溫滅菌器，得到流出物I ;流出物I連續(xù)地通過保溫設備，得到去除生物活性的廢水；其中，高溫滅菌器的出口溫度大于等于Iio0C ;保溫設備的溫度控制在大于等于110°c ;流出物I在保溫設備中的停留時間大于等于I秒。
[0011]優(yōu)選地，高溫滅菌器和保溫設備內(nèi)溫度控制用夾套控制，即利用夾套蒸汽對進入的廢水進行加熱。
[0012]優(yōu)選地，高溫滅菌器和保溫設備內(nèi)物流走盤管，即廢水走盤管。
[0013]優(yōu)選地，高溫滅菌器的出口溫度大于等于120°C ;保溫設備的溫度控制在大于等于120。。。
[0014]更優(yōu)選地，高溫滅菌器的出口溫度為>12(Tl33°C;保溫設備的溫度為>120~133°C。
[0015]優(yōu)選地，高溫滅菌器的壓力為0.05、.2MPa ;保溫設備的壓力為0.05、.3MPa。
[0016]優(yōu)選地，流出物I在保溫設備中的停留時間為f 60秒。
[0017]更優(yōu)選地，流出物I在保溫設備中的停留時間為2~10秒。
[0018]優(yōu)選地，保溫設備內(nèi)是恒溫的。
[0019]由于大腸桿菌在75°C，15分鐘后即可失去活性，沙門氏菌在60°C，15分鐘后即可被殺死，所以滅菌終點可依據(jù)測定滅菌段和保溫段出料溫度來判斷。
[0020]本發(fā)明方法，使含生物活性的廢水連續(xù)地進入高溫滅菌器，然后進入保溫設備，通過控制高溫滅菌器的出口溫度大于等于110°c，保溫設備的溫度控制在大于等于110°C，流出物I在保溫設備中的停留時間大于等于I秒，使得構成微生物成分的蛋白質分子凝固變性，從而失去活性，達到廢水去生物活性的目的。此外，本發(fā)明方法利用夾套蒸汽對進入的廢水進行加熱，加熱蒸汽與廢水不直接接觸，不會產(chǎn)生滅菌前期產(chǎn)生的水蒸氣夾帶有未徹底滅菌的活性成分逸出，造成二次污染的問題。本發(fā)明方法相較傳統(tǒng)的間歇蒸汽滅菌法，可連續(xù)操作；蒸汽耗量低，最高可降低15~20% ;不會造成二次污染；去生物活性效果可得到有效控制；取得了較好的技術效果。
[0021]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【具體實施方式】[0022]【實施例1】
含活性微生物成分的生物制藥廢水連續(xù)地通過高溫滅菌器，得到流出物I ;流出物I連續(xù)地通過保溫設備，得到去除生物活性的廢水。其中，廢水走盤管，利用夾套蒸汽對進入的廢水進行加熱，蒸汽為0.lMPa、121°C的飽和工業(yè)蒸汽。高溫滅菌器的出口溫度為110°C，保溫設備的溫度為110°C，流出物I在保溫設備中的停留時間為10秒。
[0023]按日產(chǎn)生物制藥廢水9 m3，每小時處理I m3生物廢水，采用0.1MPa, 121 °C飽和工業(yè)蒸汽進行加熱，加熱蒸汽的耗量為188kg/h,換熱面積為4.5m2。
[0024]本方法可連續(xù)操作，并且加熱蒸汽與廢水不直接接觸，不會造成二次污染。
[0025]【實施例2】
同【實施例1】，只是高溫滅菌器的出口溫度為120°C，保溫設備的溫度為120°C，流出物I在保溫設備中的停留時間為5秒。
[0026]按日產(chǎn)生物制藥廢水9 m3，每小時處理I m3生物廢水，采用0.2MPa，133°C飽和工業(yè)蒸汽進行加熱，加熱蒸汽的耗量為198kg/h,換熱面積為 4.0m2。
[0027]本方法可連續(xù)操作，并且加熱蒸汽與廢水不直接接觸，不會造成二次污染。
[0028]【實施例3】
同【實施例1】，只是高溫滅菌器的出口溫度為115°C，保溫設備的溫度為112°C，流出物I在保溫設備中的停留時間為8秒。
[0029]按日產(chǎn)生物制藥廢水9 m3，每小時處理I m3生物廢水，采用0.1MPa, 121 °C飽和工業(yè)蒸汽進行加熱，加熱蒸汽的耗量為209kg/h,換熱面積為 5.4m2。
[0030]本方法可連續(xù)操作，并且加熱蒸汽與廢水不直接接觸，不會造成二次污染。
[0031]【實施例4】
同【實施例1】，只是高溫滅菌器的出口溫度為125°C，保溫設備的溫度為115°C，流出物I在保溫設備中的停留時間為20秒。
[0032]按日產(chǎn)生物制藥廢水9 m3，每小時處理I m3生物廢水，采用0.3MPa，143°C飽和工業(yè)蒸汽進行加熱，加熱蒸汽的耗量為220kg/h,換熱面積為 3.3m2。
[0033]本方法可連續(xù)操作，并且加熱蒸汽與廢水不直接接觸，不會造成二次污染。
[0034]【比較例I】
采用傳統(tǒng)的間歇蒸汽滅菌法，日產(chǎn)生物制藥廢水9 m3。采用兩個3 m3廢水儲罐，交替運行。每個儲罐內(nèi)設有飽和蒸汽加熱管，0.3MPa飽和蒸汽通過DN50蒸汽管道直接通入廢水中，經(jīng)加熱至設定溫度(110°C )后，繼續(xù)保溫運行l(wèi)Omin，以保證微生物蛋白的徹底凝固變性。
[0035] 本方法存在設備投資大(需兩臺耐壓0.3MPa的不銹鋼3m3壓力容器)，蒸汽耗量大(每天需消耗蒸汽2.4t，較連續(xù)工藝增加蒸汽消耗20% )，滅活終點不易控制，加熱蒸汽與廢水直接接觸，易造成二次污染的不足。
【權利要求】
1.一種廢水去除生物活性的方法，含活性微生物成分的生物制藥廢水連續(xù)地通過高溫滅菌器，得到流出物I ;流出物I連續(xù)地通過保溫設備，得到去除生物活性的廢水；其中，高溫滅菌器的出口溫度大于等于110°c ;保溫設備的溫度控制在大于等于110°c ;流出物I在保溫設備中的停留時間大于等于I秒。
2.根據(jù)權利要求1所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于高溫滅菌器和保溫設備內(nèi)溫度控制用夾套控制。
3.根據(jù)權利要求1所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于高溫滅菌器和保溫設備內(nèi)物流走盤管。
4.根據(jù)權利要求1所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于高溫滅菌器的出口溫度大于等于120°C ;保溫設備的溫度控制在大于等于120°C。
5.根據(jù)權利要求4所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于高溫滅菌器的出口溫度為>120~133°C ;保溫設備的溫度為>120~133°C。
6.根據(jù)權利要求1所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于高溫滅菌器的壓力為。0.05~0.3MPa ;保溫設備的壓力為0.05~0.3MPa。
7.根據(jù)權利要求1所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于流出物I在保溫設備中的停留時間為廣60秒。
8.根據(jù)權利要求7所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于流出物I在保溫設備中的停留時間為2~10秒。
9.根據(jù)權利要求8所述的廢水去除生物活性的方法，其特征在于保溫設備內(nèi)是恒溫的。
【文檔編號】C02F1/02GK103910394SQ201310003286
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月6日
【發(fā)明者】李陳江, 楊軍 申請人:中石化上海工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司