抗生素制藥廢水的處理工藝探討

抗生素制藥廢水的處理工藝探討

抗生素是由微生物（細(xì)菌、真菌、放線菌）或高等動(dòng)植物產(chǎn)生的一類代謝產(chǎn)物，是人類用于控制感染性疾病的重要化學(xué)藥物。常見的抗生素類藥物包括阿莫西林、慶大霉素、青霉素等。

目前國內(nèi)使用的抗生素絕大部分通過發(fā)酵方式制得，發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量廢水具有污染濃度高、成分復(fù)雜、處理難度大等特點(diǎn)[1]，已成為地表飲用水的重要污染源。近年來我國多地河流水體被檢出存在嚴(yán)重抗生素污染，而大多數(shù)城市的自來水廠并沒有抗生素去除措施，抗生素也未被納入水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，抗生素制藥廢水可能對(duì)人群健康造成潛在威脅，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的凈化處理非常重要。

抗生素廢水的處理方法

抗生素制藥廢水的處理工藝包括各種物化處理、生物氧化處理、氧化處理法，適用于廢水處理的不同階段[2]。

1. 物化處理

物化法通常作為生物法的預(yù)處理方法或深度處理的輔助方法，運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用，去除廢水中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)，為后續(xù)生物處理提供有利條件。常見的物化法有混凝法、氣浮法、吸附法等，一般具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

• 混凝法
  混凝是通過投加化學(xué)藥劑等方法，使水中微小懸浮物和膠體物質(zhì)凝聚、沉淀、分離的過程。常用的混凝劑有聚合硫酸鐵、氯化鐵等。對(duì)于不同類型的廢水，一般需要通過實(shí)驗(yàn)確定混凝劑的投加量等混凝條件。小諾霉素等抗生素制藥廢水的有機(jī)物絕大部分以膠體形式存在，采用這種工藝處理非常有效。

• 氣浮法
  氣浮法是指向水中通入大量的微小氣泡，使污染物黏附在氣泡上，這樣污染物就可以隨著密度較小的氣泡浮到水面上，便于分離去除。慶大霉素、麥迪霉素等抗生素制藥廢水常采用氣浮法進(jìn)行預(yù)處理。

從總體上看，廢水中的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)濃度高時(shí)，混凝法和氣浮法去除效果較好，且兩種方法常常組合應(yīng)用。

• 吸附法
  吸附法是指利用多孔固體吸附劑（活性炭、活性煤等）將制藥廢水中一種或多種污染物積聚在吸附劑表面，從而凈化水體的方法。生產(chǎn)雙氯滅痛、潔霉素等產(chǎn)生的制藥廢水一般使用活性炭進(jìn)行吸附預(yù)處理。此外，制藥廢水末端處理過程中，活性炭可以有效地去除出水的COD、色度等，促進(jìn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。

生物處理

生物處理方法包括好氧處理法、厭氧處理法及兩者組合法，能有效處理高濃度有機(jī)廢水，有利于降低廢水處理成本，是制藥企業(yè)處理抗生素廢水的核心措施。

• 好氧生物處理
  好氧生物處理是指利用好氧微生物的代謝作用降解有機(jī)物，把大分子、高能量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子、低能量物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定、無害化。目前，國內(nèi)較常用的方法包括接觸氧化法以及不同類型的序批式活性污泥法。對(duì)于高濃度抗生素制藥廢水，一般需要大量的清水或低濃度生活污水對(duì)其進(jìn)行稀釋，成本較高。對(duì)此類廢水采用好氧生物處理之前，可通過厭氧生物處理或物化法進(jìn)行預(yù)處理，以使其濃度降低到預(yù)期范圍之內(nèi)。

• 厭氧生物處理
  厭氧生物處理是指在溶解氧濃度小于0.2mg/L或*嚴(yán)格無氧條件下，厭氧微生物通過代謝作用降解廢水中有機(jī)物的過程。用于抗生素廢水處理的厭氧工藝包括各種形式的厭氧污泥床和厭氧反應(yīng)器等。

生物氧化法需要根據(jù)廢水的污染種類和濃度、微生物的生長(zhǎng)特性，選擇不同階段所使用的微生物種類。以厭氧法為例，可將某些對(duì)污染毒物敏感性差、生長(zhǎng)快的微生物放在處理過程的*步，以提高廢水的可生化性、后續(xù)處理步驟的穩(wěn)定性。

與好氧生物法相比，厭氧法在處理制藥廢水方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. 不需氧氣，能耗低；

2. 活性厭氧污泥保存時(shí)間長(zhǎng)；

3. 營養(yǎng)物需要量少；

4. 可以產(chǎn)生沼氣、回收能源；

5. 可處理高濃度有機(jī)廢水。

所以，厭氧生物法已成為國內(nèi)外高濃度抗生素制藥廢水的主要處理方法。目前國內(nèi)已建成的好氧生物處理技術(shù)工程實(shí)際廢水處理率低，一方面由于投資成本高，另一方面由于技術(shù)不夠成熟。

氧化法

經(jīng)生物處理后的廢水中還含有許多難降解的有機(jī)物，需要使用氧化技術(shù)將其分解為小分子物質(zhì)，然后使用過濾等手段將之去除。

近年來國內(nèi)外污水處理工藝中，氧化工藝的應(yīng)用逐漸增多。其原理是在反應(yīng)體系中生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可將難以被生物氧化法去除的大分子污染物氧化成小分子物質(zhì)，從而使之容易被生物代謝。氧化也可將某些可溶性有機(jī)物直接轉(zhuǎn)化為無機(jī)鹽、二氧化碳和水[3]。

氧化法主要包括化學(xué)催化法（可溶性Fe2+催化H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基）和電化學(xué)法等。

結(jié)語

由于抗生素制藥廢水組分復(fù)雜、污染濃度高，使用物理、生物、氧化組合工藝可以達(dá)到較好的凈化效果。然而，由于廢水處理工程是影響制藥企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，目前仍然存在廢水產(chǎn)生量大、處理率低的情況[4]。加快抗生素制藥廢水處理的技術(shù)研發(fā)、政策激勵(lì)相關(guān)企業(yè)采取經(jīng)濟(jì)可行的處理措施，對(duì)于保障人群健康及環(huán)境健康有重要意義。