制藥廢水中抗生素的處理技術研究進展＊

黃 雅，陸恬奕，徐 瑞，李 宇，楊彩云，朱林嬌，李佳佳

（陜西中醫藥大學 藥學院，陜西 咸陽712046）

1 引言

隨著世界科學技術的進步，制藥產業的迅速發展，中國已成為世界制藥領域主要的原料生產國。然而，由此也產生了大量的制藥廢水。據統計，中國每年的制藥廢水產量高達2.5億噸，而未經處理的部分高達一半之多。近年來，中國多地河流水域已檢出存在嚴重的抗生素污染問題。抗生素污染已成為中國乃至全球面臨的重大環境問題之一，如何處理環境中的抗生素，必將成為一個重要的研究方向。

2 抗生素廢水處理方法

目前，處理抗生素廢水的方法主要有生物處理法、高級氧化技術、物化處理技術。

2.1 生物處理法

現今使用最廣泛的方法是生物處理法，生物處理技術通過微生物的生命活動來代謝制藥廢水中的抗生素，但是對于含有高毒性污染物的抗生素廢水，過高的毒性會導致微生物死亡，所以使用生物處理技術時會受到污染物濃度的限制。

生物處理法成本低，是目前低濃度抗生素廢水處理的主流技術，但處理高濃度廢水時，抗生素還會殘留從而使生物處理效果不穩定，并且對于好氧和厭氧生物易產生耐藥性細菌和超級細菌，這可能會降低原有抗生素的降解效果，因此在處理之前一般還需使用物化法處理抗生素，對其進行初步降解。

2.2 高級氧化技術

高級氧化技術[1]指利用電、光、超聲、外加催化劑、高溫高壓等條件下，采用具有強氧化性的物質將抗生素變成對環境影響較小的小分子物質。按照自由基途徑的不同，可以分為臭氧氧化技術、Fenton氧化技術、光解法、電化學氧化技術、超聲氧化技術等。

2.2.1 臭氧氧化技術

臭氧的氧化性非常強，它能與抗生素直接或間接發生氧化反應。在水中臭氧可以直接與抗生素反應，或分解出·OH，同為強氧化劑的·OH能夠與O3一起發生反應，用于降解抗生素。BALCIOGLU等人[2]發現對頭孢曲松鈉、青霉素和恩諾沙星，在pH=7的緩沖溶液中進行臭氧氧化處理時，溶液中會形成較多的·OH，從而達到較高的COD去除率。

2.2.2 電化學氧化技術

電化學氧化指抗生素直接在電極上面發生化學反應轉化為無污染的物質，或者在電極表面上產生·OH，進一步氧化分解抗生素。JAEA等人[3]利用電化學氧化技術降解含林可霉素和氧氟沙星的廢水，研究結果表明該技術對林可霉素的降解效率約為30%，而對氧氟沙星的去除率能夠達到99%以上。WANG等人[4]利用SnO2-Sb/Ti電極處理環丙沙星抗生素廢水，經過120min處理后，環丙沙星降解率及COD和TOC去除率可分別達到99.5%、86%、70%。

2.2.3 Fenton氧化技術

Fenton氧化技術指在pH值為3～5時，Fe2+能夠催化過氧化氫分解產生·OH，進而將抗生素分解。

ELMOLLA等人[5]通過Fenton法研究發現，在pH=3、H2O2/COD與H2O2/Fe2+的摩爾比分別為1.5和20時，2min內能夠將阿莫西林、氨芐青霉素和氯西林完全降解。ELMOLLA等人[6]發現用Fenton技術能夠對阿莫西林、氨比西林、氯唑西林進行降解，并且COD和DOC的去除率分別能夠達到81.4%和51.3%。

2.3 物化處理技術

2.3.1 膜分離法

膜分離法指通過各組分選擇滲透性的差異，從而對多組分物質進行分離的方法。GUO等人[7]采用兩性離子膜分離抗生素紅霉素（ERY）與NaCl，當使用PA-ZWI-6h作為過濾膜時，過濾9h后單側膜的ERY濃度從初始的100增加到310，能夠有效分離ERY與NaCl。

2.3.2 吸附法

劉希[8]對制藥工業產生的抗生素廢水進行研究，發現在一定條件下膨潤土與酸改性膨潤土都可對土霉素（OTC）和四環素（TC）進行吸附，且酸改性膨潤土的吸附效果更好，能夠作為環境友好的抗生素吸附劑進行推廣應用。

2.3.3 混凝法

王元宏等人[9]制備了新型混凝劑聚硅酸鋁鎂鋅（PSAMZ），用于處理四環素（TC）和土霉素（OTC），實驗表明在堿度為25mg/L、濁度為10NTU、0.03mol/L的TC最高去除率可達到90.03%，0.02mol/L的OTC最高去除率可達到91.95%。物化法對抗生素的降解效率普遍較高，但目前所采用的吸附劑多為活性炭，成本很高，且不能徹底降解抗生素，只是將其轉移至另一個相中。

3 結論與展望

針對抗生素制藥廢水組分復雜、污染濃度高的特點，一般使用物理、生物、高級氧化組合工藝來處理。然而，就目前國內外的處理技術而言，還未有效果顯著、特異性較強的處理技術。因此，加快抗生素制藥廢水處理的技術研發將對于保障人群健康及環境健康有重要意義。