抗生素制藥廢水處理工藝研究進展

【摘 要】針對抗生素制藥廢水的來源及特征，本文介紹了物理法、化學法、生物法及其組合工藝等抗生素廢水的處理方法，為該類廢水的治理提供參考。同時，提出抗生素制藥廢水處理技術發展中需改善的問題。

【關鍵詞】抗生素；制藥廢水；處理；進展

抗生素生產包括微生物發酵、過濾、萃取結晶、化學方法提取、精制等過程。以糧食或糖蜜為主要原料。抗生素制藥廢水主要來自分離、提取、精制純化工藝的高濃度有機廢水，如結晶液、廢母液等，種子罐、發酵罐的洗滌廢水以及發酵罐的冷卻水等。抗生素制藥廢水特征是成分復雜、存在生物毒性物質、水量大、有機污染物質含量高、pH變化大、懸浮物（SS）含量高、堿度和色度大、水質變化大[1]。目前常用的處理方法有物理法、化學法、生物法及其組合工藝等。

1 物理處理法

常用的物理處理法有混凝法、氣浮法、吸附法及膜分離法。單純的物理處理并不能使處理水質

達標，其一般作為預處理工序使用。如趙艷[2]等針對上海某中英合資藥業公司頭孢類抗生素產品生產廢水高濃度、高氨氮、高鹽分的特點（項目產生廢水總量1200m3/d，CODCr總量約9000kg/d，氨氮總量約800kg/d）采用混凝、氣浮、吹脫和蒸發等方法加強廢水的預處理。經蒸發、混凝和吹脫預處理后，高濃度廢水中的CODCr、鹽分和氨氮均大大降低。保證了后續工藝的處理效果。

膜分離法一般與生物處理技術合用，如近年來迅速發展的膜生物反應器技術。白羽[3]等人采用MBR（ 膜生物反應器） 工藝針對成分復雜可生化性差且含毒性物質的抗生素混合廢水進行處理，系統考察了抗生素混合廢水處理工藝的處理效果和運行參數。結果表明，新型MBR的溫度始終維持在22℃以上，采用厭氧池出水，通過預處理，使pH值保持在6～8.5之間，新型MBR對COD的去除率達到91%以上，對氨氮的去除率穩定在71%以上，總氮的去除率在70%以上。試驗的進水TP濃度分布在1.2～8.3mg/L范圍內，經處理后出水TP在0. 8～3.5mg/L范圍內波動，出水TP去除率為50%～70%。

2 化學處理法

抗生素廢水常用的化學處理法有：光催化氧化法和氯氧化法。顧俊[4]等人針對應用傳統生化法處理抗生素制藥廢水，出水很難達到行業排放標準的問題，采用光催化氧化法和氯氧化法對抗生素制藥廢水進行了研究，探討了光照時間、通氣條件、初始pH值及投加有效氯量等因素對抗生素制藥廢水處理效果的影響。試驗表明5 L 廢水在pH值9.0、臭氧流量33.6mg/min、光照時間180min下，其COD值平均由385mg/L降為104mg/L，去除率可達73%；1L廢水在pH值為10.0、投加有效氯3.0g/L、攪拌5min、靜置30min后，取上清液，廢水COD值平均由527mg/L降為184mg/L，去除率為65%。可見光催化氧化法和氯氧化法均能夠有效地去除抗生素制藥廢水中的有機物，出水COD值達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的二級標準。

3 生物處理法

抗生素廢水常用的生物處理法有：好氧處理法、厭氧處理法及生物強化技術。實現生產性規模運行的好氧生物處理工藝主要是早期傳統活性污泥法和20世紀70年代開發的革新替代工藝，如生物接觸氧化法、深井曝氣、生物流化床等。但是，由于抗生素工業廢水是高濃度有機廢水，若采用常規的好氧活性污泥法，直接處理這種COD濃度高達10g/L以上的廢水，難以達標排放，除非用大量的廢水稀釋才能處理，這又導致基建和運行費用增加[5]。故好氧處理一般與厭氧處理聯合使用。如魏瑞霞[6]等采用懸浮填料-SBR工藝處理青霉素制藥廢水，當進水CODCr濃度變化很大（800-2500mg/L）時，CODCr去除率仍一直穩定于83%-85%之間，出水CODCr在136-350mg/L之間，達到國家二級排放標準。

厭氧處理法目前生產性規模應用較成功的僅為UASB和普通厭氧消化工藝，其它工藝尚處中試階段。買文寧[7]等采用中試規模的厭氧復合床（22m3）和周期循環活性污泥系統（12m3）處理抗生素廢水。當厭氧復合床的容積負荷為6.0kgCOD/（m3·d）時，SS，COD，BOD5的去除率分別為74.9 %，91.1% ，95.5%；當周期循環活性污泥系統的污泥濃度為4000mgMLSS/L，污泥負荷為0.4kgCOD/（kgMLSS·d）時，SS，COD，BOD5的去除率分別為90.3 % ，87.6 % ，95.4 %，出水水質達到了國家生物制藥工業廢水排放標準。

傳統的污水處理工藝由于活性污泥中雜菌多需要消耗較多的氧與養料，抑制了正常細菌的生長和作用的發揮。為克服以上不足，以抗生素廢水為底物，篩選出降解高濃度制藥廢水的優勢菌。對其進行分離純化后，能獲得較高的降解效率。這即是生物強化技術。生物強化技術對于處理高濃度的制藥廢水效果明顯。如邱波[8]等人將ABR反應器用于處理高濃度的制藥廢水，采用來自福州市污水處理廠消化池的種泥，以福建省某生化廠產生的抗生素類生產廢水為底物進行泥種馴化。經馴化后，ABR反應器對水力沖擊負荷的承受能力逐漸體現出來。當溫度在30～40℃范圍內變化，容積負荷為5. 625 kg COD/（m3·d）、HRT為53.3 h時，ABR反應器對COD的去除率可達75 %以上。

4 結語

由于目前抗生素廢水處理工藝的厭氧、好氧處理單元操作較多，有待研究開發新型高效低能耗的厭-好氧復合反應器。

針對抗生素制藥廢水可生化性差的特點，可與其他生化程度較高的廢水，如食品工業廢水或城市生活污水等共同處理。開展污水的綜合防治，降低處理濃度和處理成本。

制藥廢水的根本治理還在于推行綠色化生產工藝和清潔化生產管理， 力求實施生產工藝的閉路循環。

【參考文獻】

[1]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.

[2]趙艷，趙英武，陳晗.頭孢抗生素制藥廢水處理工程設計[J].給水排水，2006，32（1）：54-56.

[3]白羽，蔡體久，陳兆波，等.MBR處理抗生素廢水試驗研究[J].昆明理工大學學報（自然科學版），2011，36（3）：54-57.

[4]顧俊，王志，樊智鋒，等.化學氧化法處理抗生素制藥廢水[J].化學工業與工程，2007，24（4）：291-294.

[5]姜安璽，李德強，相會強，等.水解酸化—生物接觸氧化工藝在抗生素廢水處理中的應用[J].安全與環境學報，2002，2（2）：3-6.

[6]魏瑞霞，孫劍輝，陳金龍.懸浮填料-SBR工藝處理難降解青霉素制藥廢水的研究[J].環境污染治理技術與設備，2003，4（4）：46-49.

[7]買文寧，曾科，何爭光.抗生素廢水處理的中試研究[J].鄭州大學學報（工學版），2002，23（2）：16-19.

[8]邱波，郭靜，邵敏，等.ABR 反應器處理制藥廢水的啟動運行[J].中國給水排水，2000，16（8）：42-44.

[責任編輯：楊玉潔]