抗生素廢水處理方法的研究進展

摘 要:抗生素制藥廢水成分復雜，有機物濃度高，可生化性差，并含有抑菌作用的殘余抗生素，屬有生物毒性的高濃度難處理有機廢水，本文對抗生素廢水的處理方法做了簡要的說明。

關鍵詞:抗生素 生化法 物化法

中圖分類號:TV2文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0112-01

1 抗生素廢水

抗生素制藥廢水是制藥工業廢水的主要類別之一，該廢水主要來包括生產過程中原料提煉后的廢發酵液、洗滌廢水和冷卻水。發酵廢水一般具有有機污染物濃度高、酸堿性和溫度變化大和藥物殘留等特點，且由于抗生素取得率低，廢水中含有大量殘余抗生素，使得發酵廢水具有明顯的微生物抑制作用；懸浮物濃度高是洗滌廢水的普遍特征；冷卻水一般污染物含量不高，但往往水量較大且會受到季節影響[1]。

基于廢水處理運行成本的考慮，生化法成為廢水處理過程中的主要環節。但抗生素在進行生化處理時往往需要進行預處理或后續處理，這些過程就需要通過物化法來完成[2]。

2 生化法

常見的生化處理方法有好氧法、厭氧法和水解酸化法。

2.1 好氧法

好氧法對有機污染物的去除較徹底，在各類廢水的生化處理中必不可少，但由于抗生素廢水有機物濃度高、有生物毒性，采用單一好氧工藝難以達到預期效果，必須對廢水進行有效的預處理，而后好氧法的顯著功能才能得以發揮。目前用于處理制抗生素水比較成熟的好氧生化法有接觸氧化、氧化溝、SBR及其變形工藝及膜生物反應器。

接觸氧化法具有較高的處理負荷，無需攪拌設備、不存在污泥膨脹問題。但是，在實際運行過程中可能存在填料流失和容積利用率偏低等問題；在處理抗生素廢水時，如果進水濃度高，池內還會出現大量泡沫，需采取防治和應對措施。

SBR的水力流態成完全混合態，其反應階段在時間分布上又有推流態的特征，其靈活的運行方式和穩定的處理效果一直倍受青睞，在抗生素廢水處理中亦得到了廣泛的應用。SBR雖然無需沉淀池，但用于高濃度廢水處理時其運行周期較長，使其無法與反應池的組數和進水時間達成統一，因此往往需要增加水力調節容積，且在反應池前后均需考慮此問題。另外，SBR在處理高濃度廢水時還存在需要維持較高的污泥濃度等問題。

MBR工藝無需沉淀池、且固液分離效果顯著，其超高的污泥濃度顯著提高了提高了有機物的去除效率，但同時也帶來了污泥產率高的問題。

2.2 厭氧生物法

在廢水處理中厭氧法一般與好氧法聯合使用，厭氧法因其有助于提高廢水可生化性，且適用于高濃度有機廢水等優點而得到廣泛應用。但對于抗生素廢水而言，廢水中殘留的毒性物質嚴重抑制了厭氧微生物的生物活性，明顯降低了厭氧反應池的有機物去除率，自身無法達到去除率的要求目標，嚴重時還會導致生化系統的失效，因此抗生素廢水不宜采用厭氧法進行處理[3]。

2.3 水解酸化法

水解酸化兼性菌同厭氧法專性產甲烷菌相比對pH值、氧化還原電位、溫度等均有更廣的適用范圍，同時對多種抗生素有的生物毒性有較強的抵抗能力，因此水解酸化法在抗生素廢水處理中體現了廣泛的適應性，使得水解酸化法得到推廣。水解酸化同厭氧法一樣，都必須同好氧法結合形成“水解酸化-好氧”組合工藝，水解酸化的作用是減弱或消除抗生素廢水的生物毒性、并提高廢水的可生化性，同時對有機物擁有15%～20%的去除率。這種組合工藝主要有水解酸化-SBR組合工藝、水解酸化-接觸氧化組合工藝等。

生化法組合工藝運行的主要影響因素有:高濃度硫酸鹽、高濃度氨氮、殘余抗生素濃度、pH值、廢水可生化性等[4]。

高濃度硫酸鹽引發的基質競爭作用和硫化物產生的毒害作用都有可能對系統產生影響；水解酸化過程基本不能改變氨氮濃度，原水中的高濃度氨氮進入好氧過程后對好氧系統微生物有明顯的抑制作用，會導致微生物休眠或死亡，需要采取緊急措施來恢復系統，并對原水的高濃度氨氮進行預處理；抗生素廢水的可生化性一般不低，但由于廢水中的殘余抗生素嚴重的抑制了微生物的活性，只要水解酸化能夠解除這種抑制作用或生物毒性，組合工藝即能更有效的發揮去除作用；水解酸化要求廢水呈弱堿性為宜，好氧系統要求廢水呈近中性。

3 物化法

抗生素廢水成分復雜，采用水解酸化法進行預處理亦會受到如前述的水質影響時，此時需考慮對廢水進行物化法預處理。處理抗生素廢水時常見的物化法主要有混凝、氣浮、吸附等，物化法還用于生化法的后續處理。采用物化法對抗生素廢水進行預處理時，在設計與運行均合理的情況下往往處理效果顯著，但物化法一方面會使處理系統復雜化，帶來管理方面的負擔，另一方面則有可能大幅度增加運行費用[5]。

3.1 混凝

混凝一般都作為預處理工藝，旨在通過去除廢水中的懸浮顆粒和膠體物質來達到降低有機物和懸浮物的目的。通常混凝處理后，不但可以降低廢水中COD和懸浮物濃度，還可以降低廢水中的溶媒物質和菌絲體的含量，減少溶媒物質對微生物的抑制和毒害作用，從而達到預處理的目的。另外，有些混凝劑還能降低廢水中的有機硫化物。但是其污泥處理處置環節卻是一個不容忽視的難題。

3.2 氣浮

在抗生素工業廢水處理中，如慶大霉素、土霉素、麥迪霉素等廢水的處理，常采用化學氣浮法。當廢水中的懸浮物及膠體含量較多且密度較低或混凝后絮體密度較低時，可以采用氣浮對該抗生素制藥廢水進行預處理。氣浮具有投資少、能耗低、工藝簡單、維修方便等優點。

3.3 吸附

吸附一般用于抗生素制藥廢水的預處理中，另外，當混凝沉淀或氣浮后尚不能達標排放時，采用物理吸附往往會達到滿意的效果。

3.4 吹脫

某些抗生素廢水的氨氮濃度極高，這將直接影響生化處理效果，甚至導致微生物中毒的現象，此時可以考慮采用吹脫法來降低氨氮濃度。

此外，萃取法也是抗生素廢水處理的一種常見方法，一般用于溶媒的回收。

4 結語

抗生素廢水有機物濃度高且廢水的殘余抗生素對微生物有明顯的抑制作用。采用水解酸化-好氧組合工藝并根據具體的水質情況輔以物化法可以得到穩定的處理效果。

參考文獻

[1]林濱，于洋.抗生素制藥廢水的預處理[J].南北橋，2008，5，19.

[2]胡曉東.制藥廢水處理技術及工程實例[M].北京:化學工業出版社，2008，3.

[3]史瑞明，王峰，楊玉萍.抗生素制藥廢水處理現狀與研究進展[J].山東化工，2007，36(11):10～14.

[4]鞏有奎，張林生.抗生素制藥廢水處理研究進展[J].工業水處理，2005，25(12):1～4.

[5]楊軍，陸正禹，胡紀萃，等.抗生素工業廢水生物處理技術的現狀與展望[J].環境科學，1997，18(3):83～85.