抗生素制藥廢水處理工藝研究進(jìn)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(xué)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(shí)，提出抗生素制藥廢水處理技術(shù)發(fā)展中需改善的問題。

【關(guān)鍵詞】抗生素；制藥廢水；處理；進(jìn)展

抗生素生產(chǎn)包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、化學(xué)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(jī)廢水，如結(jié)晶液、廢母液等，種子罐、發(fā)酵罐的洗滌廢水以及發(fā)酵罐的冷卻水等?？股刂扑帍U水特征是成分復(fù)雜、存在生物毒性物質(zhì)、水量大、有機(jī)污染物質(zhì)含量高、pH變化大、懸浮物（SS）含量高、堿度和色度大、水質(zhì)變化大[1]。目前常用的處理方法有物理法、化學(xué)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(zhì)

達(dá)標(biāo)，其一般作為預(yù)處理工序使用。如趙艷[2]等針對上海某中英合資藥業(yè)公司頭孢類抗生素產(chǎn)品生產(chǎn)廢水高濃度、高氨氮、高鹽分的特點(diǎn)（項(xiàng)目產(chǎn)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(fā)等方法加強(qiáng)廢水的預(yù)處理。經(jīng)蒸發(fā)、混凝和吹脫預(yù)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(xù)工藝的處理效果。

膜分離法一般與生物處理技術(shù)合用，如近年來迅速發(fā)展的膜生物反應(yīng)器技術(shù)。白羽[3]等人采用MBR（ 膜生物反應(yīng)器） 工藝針對成分復(fù)雜可生化性差且含毒性物質(zhì)的抗生素混合廢水進(jìn)行處理，系統(tǒng)考察了抗生素混合廢水處理工藝的處理效果和運(yùn)行參數(shù)。結(jié)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(yù)處理，使pH值保持在6～8.5之間，新型MBR對COD的去除率達(dá)到91%以上，對氨氮的去除率穩(wěn)定在71%以上，總氮的去除率在70%以上。試驗(yàn)的進(jìn)水TP濃度分布在1.2～8.3mg/L范圍內(nèi)，經(jīng)處理后出水TP在0. 8～3.5mg/L范圍內(nèi)波動，出水TP去除率為50%～70%。

2 化學(xué)處理法

抗生素廢水常用的化學(xué)處理法有：光催化氧化法和氯氧化法。顧俊[4]等人針對應(yīng)用傳統(tǒng)生化法處理抗生素制藥廢水，出水很難達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了研究，探討了光照時(shí)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(yàn)表明5 L 廢水在pH值9.0、臭氧流量33.6mg/min、光照時(shí)間180min下，其COD值平均由385mg/L降為104mg/L，去除率可達(dá)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%?？梢姽獯呋趸ê吐妊趸ň軌蛴行У厝コ股刂扑帍U水中的有機(jī)物，出水COD值達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）的二級標(biāo)準(zhǔn)。

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(qiáng)化技術(shù)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性規(guī)模運(yùn)行的好氧生物處理工藝主要是早期傳統(tǒng)活性污泥法和20世紀(jì)70年代開發(fā)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(yè)廢水是高濃度有機(jī)廢水，若采用常規(guī)的好氧活性污泥法，直接處理這種COD濃度高達(dá)10g/L以上的廢水，難以達(dá)標(biāo)排放，除非用大量的廢水稀釋才能處理，這又導(dǎo)致基建和運(yùn)行費(fèi)用增加[5]。故好氧處理一般與厭氧處理聯(lián)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(dāng)進(jìn)水CODCr濃度變化很大（800-2500mg/L）時(shí)，CODCr去除率仍一直穩(wěn)定于83%-85%之間，出水CODCr在136-350mg/L之間，達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

厭氧處理法目前生產(chǎn)性規(guī)模應(yīng)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(guī)模的厭氧復(fù)合床（22m3）和周期循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（12m3）處理抗生素廢水。當(dāng)厭氧復(fù)合床的容積負(fù)荷為6.0kgCOD/（m3·d）時(shí)，SS，COD，BOD5的去除率分別為74.9 %，91.1% ，95.5%；當(dāng)周期循環(huán)活性污泥系統(tǒng)的污泥濃度為4000mgMLSS/L，污泥負(fù)荷為0.4kgCOD/（kgMLSS·d）時(shí)，SS，COD，BOD5的去除率分別為90.3 % ，87.6 % ，95.4 %，出水水質(zhì)達(dá)到了國家生物制藥工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)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(yǎng)料，抑制了正常細(xì)菌的生長和作用的發(fā)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(yōu)勢菌。對其進(jìn)行分離純化后，能獲得較高的降解效率。這即是生物強(qiáng)化技術(shù)。生物強(qiáng)化技術(shù)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(yīng)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(chǎn)生的抗生素類生產(chǎn)廢水為底物進(jìn)行泥種馴化。經(jīng)馴化后，ABR反應(yīng)器對水力沖擊負(fù)荷的承受能力逐漸體現(xiàn)出來。當(dāng)溫度在30～40℃范圍內(nèi)變化，容積負(fù)荷為5. 625 kg COD/（m3·d）、HRT為53.3 h時(shí)，ABR反應(yīng)器對COD的去除率可達(dá)75 %以上。

4 結(jié)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(fā)新型高效低能耗的厭-好氧復(fù)合反應(yīng)器。

針對抗生素制藥廢水可生化性差的特點(diǎn)，可與其他生化程度較高的廢水，如食品工業(yè)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(chǎn)工藝和清潔化生產(chǎn)管理， 力求實(shí)施生產(chǎn)工藝的閉路循環(huán)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊軍，陸正禹，胡紀(jì)萃，等.抗生素工業(yè)廢水生物處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].環(huán)境科學(xué)，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(shè)計(jì)[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(yàn)研究[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，36（3）：54-57.

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

[5]姜安璽，李德強(qiáng)，相會強(qiáng)，等.水解酸化—生物接觸氧化工藝在抗生素廢水處理中的應(yīng)用[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，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(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)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(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2002，23（2）：16-19.

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

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