[发明专利]废水去除生物活性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水去除生物活性的方法。

背景技术

生物医药技术是以现代生命科学理论为基础，利用生物体及其组成部分，通过基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等生物技术手段，进行研发和生产医药产品的综合技术。由于传统的化学新药研发面临着难度不断增大、成本不断上升、周期不断延长、成功率不断降低的局面，同时由于生物技术的不断发展和进步，特别是人类基因组计划的完成，使得人们把目光逐步关注到生物技术领域，从而使生物医药产业有了长足的发展。

由于生物医药技术主要是利用生物体及其组成部分，运用现代生物工程技术来研发和生产药品，因此生产过程的生物安全性是必须关注的重点。在生物发酵、细胞培养过程中，会用到/或产生具有生物活性的组织细胞成分，或含有生物毒性的物质，这些生产过程产生的中间体/废弃液，必须经过灭活处理后，才能进入下一工序/或排放至污水管网作进一步的污水处理。例如在生物制品生产中，大肠杆菌作为外源基因表达的宿主，其高效稳定且适应性强，操作简单、经济性好，是基因工程中广泛采用的工程菌。但由于大肠杆菌的致病性较强，传播途径多（水、食物、直接接触等），具有很强的传染性，如引起肠道外感染、腹泻等。因此，对于采用类似大肠杆菌等具有一定生物活性的物质，其生产过程必须与普通环境严格隔离，同时其生产过程中排放出的废水必须经过生物降解/灭活处理，彻底消除其活性后，才能排放至普通的污水系统，以免活性成分泄漏造成四周环境的生物污染事件。

同样在一些具有高污染风险的生物制品如卡介苗、流感疫苗、狂犬疫苗等的生产中，会用到一些具有生物毒性的物质如具有活毒的牛结核杆菌、流感病毒、狂犬病毒等进行接种培养传代，以得到具有免疫能力的减毒菌株。这些生物制品的生产中，也用到具有毒性物质的菌株。因此这些生产工序也必须严格与其他区域分开，其产生的污水也必须单独收集并经过灭活处理后，才能排放至普通污水处理站进一步处理。

由此可知，在生物医药生产过程中，生物安全性是首要关注的问题，必须在保证生产过程的生物安全绝对有保障的前提下，才能进行生物制品的生产。

关于生物医药生产中含活菌/活毒废水的处理，工程上一般有两种方法：化学法和物理法。其中化学法（例如文献CN101215066A）是将所产生的含活菌/活毒废水单独收集后，加入化学物质，一般是氢氧化钠溶液，利用其强碱性特点，将含活菌/活毒微生物的蛋白质分子破坏，从而消除其生物活性。但这种方法有局限性，不能使所有微生物被降解。另一种方式即物理法，利用大部分微生物蛋白分子不能耐高温的特点，通过蒸汽加热废水，使得微生物的蛋白质变性、从而达到消除其活性/毒性的目的，并安全排放。

目前在生物医药工业中常用的含活菌/活毒废水热力灭菌法，均为间歇灭菌法，也称批量灭菌法。就是将生产中产生的活性/毒性废水专门收集后，在收集罐内直接通入高温蒸汽（一般是0.1MPa，121℃）并维持一定时间（一般在5min～10min），使得废水中微生物蛋白质分子在长时间高      温作用下凝固变性，从而失去其固有的活性。采用这种方法处理后的废水其生物活性也得到了消除。

这种工艺的缺点是：a) 间歇操作、时间长、蒸汽能耗大；b) 设备必须耐压；c) 由于蒸汽直接加热，其灭菌前期产生的水蒸气夹带有未彻底灭菌的活性成分逸出，易造成二次污染；d) 由于温度探测点位置局限，并不能完全保证容器内所有液体已经达到设定的灭菌温度，灭菌终点不能有效控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在间歇操作、时间长、蒸汽能耗大；易造成二次污染；灭菌终点不能有效控制的问题，提供一种新的废水去除生物活性的方法。该方法可连续操作；具有蒸汽耗量低；灭菌彻底，不会造成二次污染；灭菌终点可得到有效控制的特点。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种废水去除生物活性的方法，含活性微生物成分的生物制药废水连续地通过高温灭菌器，得到流出物Ⅰ；流出物Ⅰ连续地通过保温设备，得到去除生物活性的废水；其中，高温灭菌器的出口温度大于等于110℃；保温设备的温度控制在大于等于110℃；流出物Ⅰ在保温设备中的停留时间大于等于1秒。

优选地，高温灭菌器和保温设备内温度控制用夹套控制，即利用夹套蒸汽对进入的废水进行加热。

优选地，高温灭菌器和保温设备内物流走盘管，即废水走盘管。

优选地，高温灭菌器的出口温度大于等于120℃；保温设备的温度控制在大于等于120℃。