探究抗生素制藥廢水的生化處理方法與技術(shù)

朱嘉楠

【摘 要】抗生素生產(chǎn)時(shí)主要以糧食和糧蜜作為主要原料，需要經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵、過(guò)濾、萃取結(jié)晶、化學(xué)方法提取和精制等過(guò)程，而且在分離、提取和精制純化工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的有機(jī)廢水，廢水成分十分復(fù)雜，不僅水量大，而且存在生物毒性物質(zhì)，有機(jī)污染物和懸浮物含量較高，堿度和色度較大，水質(zhì)和PH變化大，抗生素廢水處理難度較大，制藥企業(yè)采用處理方法有物理、化學(xué)、生物及其他組合工藝等方法。我國(guó)大力提倡常規(guī)厭氧一好氧生物處理方式，實(shí)施過(guò)程中結(jié)構(gòu)機(jī)理復(fù)雜且需要投人較高數(shù)量的成本，一時(shí)之間還無(wú)法達(dá)到工業(yè)化發(fā)展要求?；诖?，本文針對(duì)抗生素制藥廢水的生化處理方法與技術(shù)展開(kāi)深入的分析和研究。

【關(guān)鍵詞】抗生素；制藥廢水；生化法；處理方法；處理技術(shù)

如今我國(guó)抗生素制藥技術(shù)日漸發(fā)達(dá)，在獲取較高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也產(chǎn)生較多的廢水，當(dāng)中包含的硫酸鹽濃度過(guò)高，不單單難以降解且色味過(guò)濃。面對(duì)此類狀況，筆者決定聯(lián)合物化和生化技術(shù)加以混凝處理，確保COD和硫酸鹽濃度適度降低基拙上，規(guī)避對(duì)后續(xù)生物處理環(huán)節(jié)中的微生物毒害隱患。另外，配合活性炭進(jìn)行后期廢水適當(dāng)吸附，盡量令水COD滿足國(guó)家生物制藥業(yè)廢水預(yù)排要求。相信長(zhǎng)此以往，必定能夠?yàn)槲覈?guó)抗生素制藥事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提供不竭的支撐引導(dǎo)動(dòng)力。由此能夠看出，加強(qiáng)對(duì)抗生素制藥廢水的生化處理方法與技術(shù)的研究具有十分重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。

一、抗生素制藥廢水

抗生素生產(chǎn)時(shí)主要以糧食和糧蜜作為主要原料，需要經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵、過(guò)濾、萃取結(jié)晶、化學(xué)方法提取和精制等過(guò)程，而且在分離、提取和精制純化工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的有機(jī)廢水，廢水成分十分復(fù)雜，不僅水量大，而且存在生物毒性物質(zhì)，有機(jī)污染物和懸浮物含量較高，堿度和色度較大，水質(zhì)和PH變化大，抗生素廢水處理難度較大，制藥企業(yè)采用處理方法有物理、化學(xué)、生物及其他組合工藝等方法。在制藥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，抗生素制藥廢水作為其廢水中主要的種類之一，抗生素廢方主要以廢發(fā)酵液、洗滌廢水及冷卻水為主，廢水中含有高濃度的有機(jī)污染物和懸浮物，酸堿性和溫度變化較大，而且還有大量殘余的抗生素，這導(dǎo)致抗生素廢水具有較明顯的微生物抑制作用。同時(shí)抗生素廢水水量較大，還會(huì)受到季節(jié)變化的影響。抗生素廢水中的污染物成分降解難度較大，水量和水質(zhì)變化幅度大，不具有規(guī)律性。

二、抗生素制藥廢水處理技術(shù)

（一）物化法

由于抗生素廢水中的成分比較復(fù)雜，為了防止因?yàn)樗|(zhì)條件而影響到處理效率，所以一般都會(huì)先對(duì)廢水進(jìn)行物化法預(yù)處理。在使用物化法對(duì)抗生素廢水進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，需要確保較高的設(shè)計(jì)水平以及合理的運(yùn)行方式，才能夠取得顯著的效果。而采用物化法進(jìn)行預(yù)處理，會(huì)對(duì)運(yùn)行程序和管理帶來(lái)一定的負(fù)擔(dān)，同時(shí)在費(fèi)用方而會(huì)有所提升。

混凝作為物化法預(yù)處理的一種工藝，主要是利用混凝劑去除廢水中的懸浮顆粒以及膠體物質(zhì)，從而降低廢水中懸浮物和COD的濃度。在混凝預(yù)處理工藝中，可以降低溶媒物質(zhì)，從而減少對(duì)微生物的抑制和毒害，達(dá)到預(yù)處理的目的。氣浮法多用于抗生素廢水如慶大霉素、上霉素、麥迪霉素等的處理，特別是對(duì)于廢水中懸浮物及膠體含量較多，而且密度較低時(shí)，則需要采用氣浮法對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，這種方法投資較少，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，能源消耗低，維修方而更為便利。在對(duì)抗生素制藥廢水預(yù)處理時(shí)，當(dāng)利用混凝沉淀及氣浮都無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則需要采用吸附來(lái)去除廢水的污染物，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。部分抗生素廢水中由于氨氮濃度含量過(guò)高，這必然會(huì)對(duì)生化處理效果帶來(lái)較大的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致微生物中毒現(xiàn)象發(fā)生，在這種情況卜，可以采用吹脫法來(lái)降低氨氮的濃度。另外在抗生素廢水處理過(guò)程中對(duì)溶媒同收時(shí)通常會(huì)采利用萃取法。

（二）生化法

好氧法作為生化處理中非常重要的一種方法，對(duì)于廢水有機(jī)污染物具有較好的去除率。在對(duì)抗生素制藥廢水處理過(guò)程中，由于廢水中有機(jī)物含量較高，而且具有生物毒性，因此需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理后，才能利用好氧法來(lái)處理抗生物廢水，從而取得良好的處理效果。在對(duì)抗生素制藥廢水利用好氧法進(jìn)行處理時(shí)，多以接觸氧化、氧化溝、SBR、變形工藝及膜生物反應(yīng)器等為主。利用接觸氧化法在對(duì)抗生素制藥廢水處理時(shí)，不需要攪拌設(shè)備，也沒(méi)有污泥膨脹問(wèn)題產(chǎn)生，但在具體處理過(guò)程中存在著填料流失及容積利用率偏低的問(wèn)題，而且在處理時(shí)當(dāng)進(jìn)水濃度過(guò)高時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致池里產(chǎn)生大量泡沫，因此需要提前采取有效的措施加以預(yù)防。SBR以其靈活的運(yùn)行方式及穩(wěn)定的處理效果在抗生素廢水處理中應(yīng)用十分廣泛，而且獲得了較好的效果。在利用SBR對(duì)抗生素制藥廢水處理時(shí)不需要沉淀池，但對(duì)于高濃度廢水，由于需要較長(zhǎng)的運(yùn)行周期，因此需要增加水力調(diào)節(jié)容積，確保與反應(yīng)池的組數(shù)和進(jìn)水時(shí)間保持一致，同時(shí)不寧維持較高的污泥濃度。利用SBR對(duì)抗生素廢水進(jìn)行處理時(shí)，不需要設(shè)置沉淀池，固液能夠?qū)崿F(xiàn)有效分離，能夠有效的提高有機(jī)污染物的去除率。

一般在對(duì)廢水處理中都是將厭氧法與好氧法相結(jié)合，從而提高廢水的可生化性，并且在對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理中具有一定的優(yōu)勢(shì)。而在對(duì)抗生素廢水進(jìn)行處理時(shí)，由于廢水中含有大量的毒性物質(zhì)，對(duì)厭氧微生物的生物活性形成一定的抑制，從而降低了反應(yīng)池中對(duì)有機(jī)物去除的效率，嚴(yán)重的情況卜生化系統(tǒng)還會(huì)失效，由此在抗生素廢水處理中一般不采用厭氧法。水解酸化兼性菌同厭氧法專性產(chǎn)甲烷菌相比對(duì)pH值、氧化還原電位、溫度等均有更廣的適用范圍，同時(shí)對(duì)多種抗生素有的生物毒性有較強(qiáng)的抵抗能力，因此水解酸化法在抗生素廢水處理中體現(xiàn)了廣泛的適應(yīng)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(jié)合形成“水解酸化一好氧”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(shí)對(duì)有機(jī)物擁有15%一20%的去除率。這種組合工藝主要有水解酸化一SBR組合工藝、水解酸化一接觸氧化組合工藝等。

生化法組合工藝運(yùn)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。高濃度硫酸鹽引發(fā)的基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)作用和硫化物產(chǎn)生的毒害作用都有可能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響水解酸化過(guò)程基木不能改變氨氮濃度，原水中的高濃度氨氮進(jìn)入好氧過(guò)程后對(duì)好氧系統(tǒng)微生物有明顯的抑制作用，會(huì)導(dǎo)致微生物體眠或死亡，需要采取緊急措施來(lái)恢復(fù)系統(tǒng)，并對(duì)原水的高濃度氨氮進(jìn)行預(yù)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(yán)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(fā)揮去除作用。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于抗生素生產(chǎn)廢水治理，人們從物理方法、化學(xué)方法與生物方法方面己經(jīng)進(jìn)行大量研究，而且取得了不少成果。然而，在當(dāng)前國(guó)家日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)限值控制下，抗生素生產(chǎn)企業(yè)大多面臨較大的環(huán)保壓力，實(shí)現(xiàn)廢水低成本且有效處理迫在眉睫。對(duì)于難降解的抗生素生產(chǎn)廢水，僅采用生物處理、物理處理或化學(xué)處理方法進(jìn)行處理，有時(shí)很難達(dá)到處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，這就要求抗生素生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)其生產(chǎn)廢水的特性，考慮選用合適的組合工藝。因此，對(duì)于抗生素生產(chǎn)廢水治理的研究人員來(lái)說(shuō)，探討如何進(jìn)一步提高處理效率，降低處理成本和消除各種不利因素的影響，以及進(jìn)一步研究各種聯(lián)用技術(shù)，找出最佳組合工藝等，仍是今后有待深入研究的問(wèn)題。

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