論述抗生素廢水處理工藝的運(yùn)用

湯 超（甘肅省環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院 甘肅蘭州 730020）

抗生素生產(chǎn)廢水是一類成分復(fù)雜、色度高、生物毒性大、含多種抑制物質(zhì)的難降解高濃度有機(jī)廢水。由于抗生素對致病菌和致病微生物的良好抑制和滅殺作用，我國的抗生素一度處于濫用的狀態(tài)。抗生素的濫用不但在臨床使用中顯現(xiàn)了許多副作用，而且抗生素生產(chǎn)廢水處理工作也變的日益嚴(yán)峻。針對抗生素生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜、難降解、毒性高等特點(diǎn)，筆者對抗生素生產(chǎn)廢水處理的方法做出進(jìn)一步探討和分析。

1 抗生素廢水產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)

1.1 抗生素廢水產(chǎn)生的原因

現(xiàn)代抗生素工業(yè)生產(chǎn)過程主要通過菌種制備、孢子制備、種子制備、發(fā)酵、提取精制等步驟來實現(xiàn)。在這些生產(chǎn)步驟當(dāng)中，因為生產(chǎn)需要都會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，比如說廢棄母液、結(jié)晶液、生產(chǎn)設(shè)備洗滌廢水等。

1.2 抗生素廢水的特點(diǎn)

抗生素廢水中殘留的抗生素及中間體仍然有著較高的濃度，還會有較多的懸浮物、硫酸鹽，因此這些廢水成分復(fù)雜，不僅包含各種中間代謝產(chǎn)物，還有不少表面活性劑殘留。它們不但有著普遍的物理污染作用，還有一定的生物毒性。這些工業(yè)廢水一旦不經(jīng)過處理排入自然水體之中，不但會對自然環(huán)境造成危害，而且由于其中富含的多種物質(zhì)能夠消耗水體中的氧氣會造成水體富氧化，還會對生態(tài)系統(tǒng)造成不好的影響。

2 抗生素廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1 物化方法

在抗生素廢水處理采用物理和化學(xué)綜合作用的處理辦法一直是我國抗生素廢水處理的傳統(tǒng)辦法之一，在實際的廢水處理中，主要用到的方法有混凝、沉淀、吸附、化學(xué)氣浮、焚燒、反滲透等方法。比較成熟的混凝-沉淀法和爐渣吸附法主要用于對混合廢水的處理，這兩種辦法對廢水中的COD去除率均能達(dá)到80%以上。物化方法中效果最好的要數(shù)反滲透方法，利用該方法對土霉素結(jié)晶母液的處理中，COD去除率甚至能夠達(dá)到99%以上。雖然物化法對廢水處理均有一定的效果，但由于物化法需要投入大量的化學(xué)藥劑，使得處理成本加大，而且復(fù)雜的操作程序往往會導(dǎo)致處理不當(dāng)二次污染的產(chǎn)生。這些因素都在一定程度上限制了物化法的應(yīng)用。

2.2 生物處理法

生物法是利用微生物的代謝作用分解污水中污染物的方法。生物法在處理抗生素工業(yè)廢水時有著COD去除率高、能耗低、能源可回收等優(yōu)點(diǎn)。在抗生素廢水處理領(lǐng)域常用的處理方法有好氧生物法和厭氧生物處理法。

2.2.1 好氧生物處理法

我國現(xiàn)存的好氧生物處理工藝包括活性污泥法、深井曝氣法、SBR、氧化溝等幾種方法。其中青霉素廢水處理主要用的是活性污泥法，這種方法雖然對COD有較高的去除率，但是在容積負(fù)荷上有一定限制。深井曝氣法主要用于對乙酰螺旋霉素廢水和林可霉素廢水的處理當(dāng)中，這種方法需要較高的清水進(jìn)水率，而且處理規(guī)模受到資源條件的限制。好氧生物處理法在對抗生素工業(yè)廢水處理時需要對原液進(jìn)行較大倍數(shù)的稀釋，因此有著成本高、動力消耗大的缺點(diǎn)，因而在實際應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了許多問題。

2.2.2 厭氧生物處理法

隨著20世紀(jì)60年代厭氧技術(shù)的發(fā)展，厭氧處理法為抗生素工業(yè)生產(chǎn)廢水處理帶來了新的技術(shù)。與好氧生物法相比，厭氧法具有有機(jī)物負(fù)荷高、污泥產(chǎn)率低、能耗低、能源可回收等優(yōu)點(diǎn)。我國現(xiàn)存的抗生素污水處理技術(shù)有普通厭氧消化工藝、厭氧流化床技術(shù)、厭氧折流板反應(yīng)器技術(shù)等。普通厭氧消化工藝主要用于處理青霉素、阿維菌素、味精、卡那霉素的廢水；厭氧流化床技術(shù)主要用于青霉素生產(chǎn)的廢水處理中。這些方法的實際應(yīng)用仍然有著不少的缺點(diǎn)，首先這些方法對進(jìn)水量的需求也十分龐大，而且COD去除率并不理想，因此在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也并不十分普遍。

2.2.3 厭氧-好氧組合工藝

針對好氧法和厭氧法的研究和實踐總結(jié)而來的厭氧-好氧組合工藝，由于其容積負(fù)荷高、較少稀釋用水量、能源可回收等方法在工業(yè)生產(chǎn)中得到了普遍的應(yīng)用。比如說將活性污泥法和生物接觸氧化法與普通厭氧消化法相結(jié)合、好氧流化床與厭氧濾池相結(jié)合等厭氧好氧組合工藝。厭氧段還有脫色作用，這對于高色度抗生素廢水的處理意義較大；好氧處理段的目的是保證厭氧出水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，從工程應(yīng)用角度應(yīng)優(yōu)先采用生物接觸氧化SBR工藝(序批式活性污泥法)；同時對于高氮、高COD廢水，通過厭氧-好氧組合工藝還可以達(dá)到脫氮的目的。目前在各種厭氧-好氧組合工藝中最為引人注目的是水解酸化-生物接觸氧化組合工藝。采用水解酸化-AB生物法新工藝處理青霉素、四環(huán)素等生產(chǎn)廢水的實驗結(jié)果表明，當(dāng)廢水COD為3283.9mg/L，BOD為1348.9mg/L時，處理后的出水分別為287.8mg/L、21.3mg/L，出水達(dá)到國家規(guī)定的(GB9678-1988)生物制藥行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 抗生素廢水處理新方法的探究和展望

雖然上述所說的各種抗生素廢水的處理方法在廢水處理領(lǐng)域都得到了一定的應(yīng)用，但無論是物化法還是生物法，都有著各自的局限性。在科技日益進(jìn)步的今天，通過相關(guān)領(lǐng)域人員的努力，有許多新方法新工藝的產(chǎn)生，這些工藝和方法相較傳統(tǒng)的處理方法，不僅有著更好的廢水COD去除率，而且在能源和經(jīng)濟(jì)方面也有著不錯的表現(xiàn)。

3.1 水解酸化法

這種方法對外界條件要求不苛刻，不但能在常溫條件下進(jìn)行，而且還不需要外界提供熱源和氧氣。水解酸化法還因為不設(shè)立封閉系統(tǒng)、不需要攪拌設(shè)備，因此具有污泥產(chǎn)率低，占地少等優(yōu)點(diǎn)。因為它在擁有諸多優(yōu)點(diǎn)的同時還能節(jié)約能耗和降低造價成本，因此這種方法在工程中得到了很好的推廣。

3.2 水解和電解法

某些制藥廠的抗生素廢水在生產(chǎn)過程中會使用大量乙醇胺、尿素、亞硝酸鈉、鹽酸、糠醛等作為原料，導(dǎo)致所排廢水含高濃度有機(jī)無核大量氯離子，并呈現(xiàn)強(qiáng)酸性。根據(jù)這種廢水特點(diǎn)可采用微電解-水解-生物接觸氧化處理工藝。這種方法在水解和電解階段，能夠去除廢水中的大部分有機(jī)物和生物毒性物質(zhì)，利于后續(xù)好氧生物處理的進(jìn)行。

3.3 膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器(MBR)是近年來一種迅速發(fā)展的廢水生物處理技術(shù)。它是一種將污水的生物處理技術(shù)和膜過濾技術(shù)結(jié)合在一起的新型技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)器中污泥濃度較高，對有機(jī)污染物去除率高，出水中沒有懸浮物，污泥產(chǎn)率低，硝化能力強(qiáng)，管理方便，易于實現(xiàn)自動化控制。

抗生素工業(yè)廢水存在成分復(fù)雜、生物毒性高、COD偏大等問題，如果直接排入自然環(huán)境，會對生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大的影響。在人們環(huán)保意識的提高，抗生素生產(chǎn)的廢水處理工作變得越來越重要，做好抗生素工業(yè)廢水的處理工作，就應(yīng)該對現(xiàn)有的抗生素廢水處理技術(shù)和方法進(jìn)行合適的選擇，在經(jīng)濟(jì)、高效的前提下做好廢水處理工作。

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