抗生素在城市污水處理中的應(yīng)用價值

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程的腳步也在不斷的加快，在城市的發(fā)展中，環(huán)境污染成為了首要問題，污水處理成為人們關(guān)注的重點。根據(jù)當前對城市污水處理的研究表明，抗生素在城市的生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，因為抗生素能夠治愈疾病，所以抗生素的使用量與日俱增，又因抗生素具有一定的持久性，會嚴重威脅到生態(tài)環(huán)境的健康。我國目前的污水處理工藝對抗生素的去除效果不太明顯，導(dǎo)致很多抗生素流入污水中，影響了人們的用水安全。本文主要對城市污水中抗生素的處理以及應(yīng)用價值進行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：抗生素;城市;污水處理;價值

中圖分類號：X52? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.020

Application value of antibiotics in urban sewage treatment

Zhang Xiaolong

（Department of Environmental Protection， Datong Coal Mining Group Co.， Ltd.， Datong City，Shanxi Province，Datong Shanxi 037003，China）

Abstract：With the continuous development of Chinas economy， the pace of urbanization is also accelerating.In the development of cities， environmental pollution has become the primary issue. Sewage treatment has become the focus of peoples attention. According to the current research on urban sewage treatment.It shows that antibiotics are widely used in urban production and life. Because antibiotics can cure diseases， the use of antibiotics is increasing day by day. Because antibiotics have certain persistence， they will seriously threaten the health of ecological environment. Chinas current sewage treatment process The removal effect of antibiotics is not obvious，causing many antibiotics to flow into the sewage， which affects peoples water safety. This paper mainly deals with the research and application value of antibiotics in urban sewage.

Keywords：Antibiotics;City;Sewage treatment;Value

1 城市污水中抗生素的來源

根據(jù)衛(wèi)生機構(gòu)的研究調(diào)查表明，抗生素進入城市污水中主要來源有醫(yī)用、動物養(yǎng)殖以及動物生長的激素，其中70%的水污染來自于醫(yī)用抗生素，包括醫(yī)院中的垃圾和廢水、居民的生活藥物、居民的污水以及養(yǎng)殖企業(yè)都有不同程度的抗生素排出。在城市污水中，抗生素能夠通過各種檢測儀器進行檢驗，在檢驗過程中，濃度越高的地方抗生素的使用量就越多，污染的源頭就越大，其中，磺胺以及喹諾酮是濃度最高的兩種抗生素，主要應(yīng)用在人類的疾病上以及畜禽中，而且我國一直以來都是使用抗生素最多的國家，卻并沒有出臺任何的法律法規(guī)限制抗生素的使用，導(dǎo)致污水中的抗生素的含量逐步增加，不僅污水中有大量的殘留，土壤和污泥中也有大量的抗生素集聚其中，被農(nóng)田進行翻耕或者進行土地掩埋的過程中隨著土壤進入到生態(tài)系統(tǒng)中，致使抗生素成為了污染地下水的罪魁禍首，環(huán)境遭到了嚴重污染。

2 抗生素污水處理工藝

2.1 工藝技術(shù)選擇

對污水進行處理的工藝流程有兩種，一種為“水解酸化-UASB+AF-CASS-氧化法”，工程投資近8000萬，處理的規(guī)模在12000m3/d，如圖1所示：

圖1 污水處理流程1

另一種是“四效+兩氧+多段處理+生物氧化+三維-芬頓氧化+過濾+活性炭”，工藝投資25000萬，處理規(guī)模在12000m3/d，如圖2所示：

圖2 污水處理流程2

2.2 工藝技術(shù)要點分析以及運行結(jié)果

根據(jù)上述的處理工藝流程可以看出，污水水質(zhì)的特征需要采用不同的預(yù)處理手段進行處理，以體現(xiàn)出抗生素制藥污水的特點，在進行處理時，以厭氧-好氧生物處理方法居多。

污水處理流程1工藝中，預(yù)處理的方式主要采用水解酸化的方式，以提高污水的可生化效果，這種方式并不會使COD徹底降解，但是污水中大量難以降解的有機物都會轉(zhuǎn)換為容易降解的有機物，從而提高后續(xù)的厭氧效果。這種方式處理的效果好，投資成本低，在有機廢水的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。高濃度污水經(jīng)過預(yù)處理后，需要與低濃度的水進行混合，然后再對其進行氧化處理，這種處理方式最為經(jīng)濟有效，能夠通過厭氧處理去除70%的COD，厭氧工藝比傳統(tǒng)厭氧消化有更好的處理效果，在北方需要注意對其進行保暖，避免上凍。

好氧工藝一般以好氧生物接觸氧化的方法進行去污，考慮到污水的排放性質(zhì)，水質(zhì)的波動較大，采用好氧生化處理方式時，能夠起到一定的回流效果，可以創(chuàng)造合適的微生物，并將絮凝性的細菌進行選擇，保證細菌的繁衍，起到一定的脫氮效果。接觸氧化系統(tǒng)能夠?qū)U水中的有機物進行降解，保證排放符合標準，該生化工藝可以提高污水的處理效果，使污水具有較好的沖擊性與穩(wěn)定性，讓污泥得到減少，操作非常方便。對于高濃度的氨氮污水，對其進行生化時無法取得較好的處理效果。對于制藥工業(yè)的污水處理，經(jīng)常使用吹脫法的方式進行處理，以降低氨氮的含量。

根據(jù)污染物排放標準，要嚴格按照其控制要求進行排放，并向當?shù)氐沫h(huán)保部門進行備案，污水處理廠進水的水質(zhì)要求如表1所示，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)表明，可以實現(xiàn)達標排放，并且已經(jīng)通過環(huán)保部門的驗收。

3 城市污水中的抗生素去除辦法

在近幾年的發(fā)展中，各國的污水都能夠檢測出抗生素的存在，目前的污水處理工藝去除效果不明顯，給環(huán)境造成了很大的傷害。目前最主要的任務(wù)就是研究出無污染、節(jié)能環(huán)保的處理方法。當前污水處理主要有以下幾種方法：

3.1 人工濕地廢水處理法

人工濕地廢水處理系統(tǒng)主要工藝是將廢水進行有效的控制并投入到人工構(gòu)建的濕地中，同時利用土壤和微生物的聯(lián)合進行廢水的處理，通過過濾、沉淀、離子交換以及微生物分解實現(xiàn)污水的凈化處理，微生物在污水處理的過程中將有機物分解為CO2和H2O，合成有機體，在人工濕地廢水處理系統(tǒng)中的基質(zhì)與成長的植物都會對濕地的處理產(chǎn)生一定的影響，人工濕地中抗生素的去除率在百分之八十以上，主要對四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)脂以及磺胺等的抗生素去除效果比較顯著。

人工濕地中的表面流濕地有表土進行覆蓋，而且有自由水流，與自然濕地最相似，主要會受到氣候的影響與太陽的輻射，對光降解、水解等微生物進行去除講解，主要適用于溶解抗生素、四環(huán)素類等;潛流濕地主要是采用礫石，水以潛流的方式進行，潛流濕地中的抗生素主要是通過植物的蒸發(fā)排放到大氣中，另一部分在酶或者其他的輔助因子作用下被分解。潛流濕地中的厭氧微生物非常的活躍，在降解方面對抗生素的去除有重要的作用，根據(jù)相關(guān)的研究表明，潛流濕地對潛力霉素的去除超過了70%，對紅霉素的去除效果達到了90%;垂直流濕地中的水主要從表面垂直滲透到濕地中，并從底部流出，垂直流濕地法對四環(huán)素類以及磺胺的去除效果比較好，去除率達到70%，主要原因是因為在滲透的過程中，水流與濕地接觸的時間久，使得抗生素一直滯留在基質(zhì)中，使得水流在這種狀態(tài)下一致處于運行的狀態(tài)，導(dǎo)致水位偏低，不能進行水解，因此對喹諾酮類的去除效果不佳，只有60%。

3.2 土壤滲濾法

土壤主要是集固體、液體以及氣體為主的物質(zhì)，主要利用土壤蓄水層中的生物結(jié)構(gòu)以及化學作用去除水中的污染物，經(jīng)過土壤滲濾的處理，水中的雜質(zhì)與有機的污染物都能夠得到一定程度的去除，并能夠進行循環(huán)使用，使用此種方法進行污水處理時能夠有效的去除污水中的異味，補充蓄水池中的水量流失，對水土的平衡進行保持。采用土壤滲濾對污水的土壤環(huán)境進行處理時存在一定的影響，當污水進入到土壤滲濾系統(tǒng)中時，如果超過了土壤的處理能力，將會造成多余的抗生素無法進行處理，或者是無法進行吸附，這些沒有經(jīng)過處理的污水將會滲透到地下水中污染水源，因此，如何進行污水的更換與再生，保證土壤滲濾系統(tǒng)的負荷承載力，是當前最需要解決的問題。

3.3 活性污泥去除法

在活性污泥去除中，要想提高水處理的效果需要在活性污泥中添加合適的微生物，因為微生物對于污染物的降解有一定的針對性，采用受到污染的菌株進行培養(yǎng)微生物菌劑，然后進行污水的處理，這樣的方式具有一定的安全性，根據(jù)相關(guān)的研究表明，在污泥中加入秸稈和菌劑對四環(huán)素以及土霉素的物質(zhì)降解有明顯的作用。根據(jù)不同生態(tài)環(huán)境下生長的菌種，比如乳酸菌，適合在酸性的環(huán)境中進行生存，而放線菌適合在弱堿性的環(huán)境中生存，在進行添加菌種的同時需要考慮到生存環(huán)境中的菌種是否存在一定的競爭關(guān)系，進行合理的安排，提高處理的效果。腐殖質(zhì)屬于吸附能力非常強的吸附劑，具有鰲合、吸附以及離子交換等功能，通過疏水以及配位交換吸附有機污染物，對活性污泥進行有效的增強，提高抗生素的去除率。腐殖質(zhì)還可以通過氧化還原的功能將康盛素分解為CO2，產(chǎn)生自由基，自由基又有氧化抗生素的功能，腐殖質(zhì)中的微生物能夠與物理化學發(fā)生反應(yīng)，降解抗生素，又因為腐殖質(zhì)屬于土壤中的組成，能夠與土壤的環(huán)境進行有機的結(jié)合。其中一部分的菌種在土壤環(huán)境以及濕地環(huán)境中進行生存，并將降解效果良好的菌種進行有針對性的調(diào)配，達到污染物降解的要求，將腐殖質(zhì)添加到人工濕地以及土壤中，提高污水的處理效果，并且不會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，在活性污泥中添加這些物質(zhì)，既能夠提高污水處理的效率，又不增加處理廠的成本，是一種非常有效的處理方法。

4 結(jié)束語

抗生素的藥物價值非常高，人們對抗生素的依賴也非常大，近年來隨著人口的增加，抗生素的使用量也在逐漸增長，在水體以及土壤中均能夠檢測到抗生素的殘留，嚴重威脅到生態(tài)環(huán)境的平衡以及人類的健康，需要采用多種不同的抗生素處理方法，提高污染物的去除率，加強研究去除抗生素的方法，對處理過程中的材料進行循環(huán)利用，做好防滲措施，維護生態(tài)環(huán)境的平衡，對人類的健康有非常重要的意義。

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收稿日期：2019-06-26

作者簡介：張曉龍（1984-），男，漢族，工程碩士，工程師，研究方向為環(huán)境工程水處理、廢氣治理。