論述抗生素廢水處理工藝的運用

湯 超（甘肅省環境科學設計研究院 甘肅蘭州 730020）

抗生素生產廢水是一類成分復雜、色度高、生物毒性大、含多種抑制物質的難降解高濃度有機廢水。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。抗生素的濫用不但在臨床使用中顯現了許多副作用，而且抗生素生產廢水處理工作也變的日益嚴峻。針對抗生素生產廢水成分復雜、難降解、毒性高等特點，筆者對抗生素生產廢水處理的方法做出進一步探討和分析。

1 抗生素廢水產生的原因及特點

1.1 抗生素廢水產生的原因

現代抗生素工業生產過程主要通過菌種制備、孢子制備、種子制備、發酵、提取精制等步驟來實現。在這些生產步驟當中，因為生產需要都會產生大量的工業廢水，比如說廢棄母液、結晶液、生產設備洗滌廢水等。

1.2 抗生素廢水的特點

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雜，不僅包含各種中間代謝產物，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。這些工業廢水一旦不經過處理排入自然水體之中，不但會對自然環境造成危害，而且由于其中富含的多種物質能夠消耗水體中的氧氣會造成水體富氧化，還會對生態系統造成不好的影響。

2 抗生素廢水處理技術現狀分析

2.1 物化方法

在抗生素廢水處理采用物理和化學綜合作用的處理辦法一直是我國抗生素廢水處理的傳統辦法之一，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去除率均能達到80%以上。物化方法中效果最好的要數反滲透方法，利用該方法對土霉素結晶母液的處理中，COD去除率甚至能夠達到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藥劑，使得處理成本加大，而且復雜的操作程序往往會導致處理不當二次污染的產生。這些因素都在一定程度上限制了物化法的應用。

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廢水時有著COD去除率高、能耗低、能源可回收等優點。在抗生素廢水處理領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中，這種方法需要較高的清水進水率，而且處理規模受到資源條件的限制。好氧生物處理法在對抗生素工業廢水處理時需要對原液進行較大倍數的稀釋，因此有著成本高、動力消耗大的缺點，因而在實際應用過程中也出現了許多問題。

2.2.2 厭氧生物處理法

隨著20世紀60年代厭氧技術的發展，厭氧處理法為抗生素工業生產廢水處理帶來了新的技術。與好氧生物法相比，厭氧法具有有機物負荷高、污泥產率低、能耗低、能源可回收等優點。我國現存的抗生素污水處理技術有普通厭氧消化工藝、厭氧流化床技術、厭氧折流板反應器技術等。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；厭氧流化床技術主要用于青霉素生產的廢水處理中。這些方法的實際應用仍然有著不少的缺點，首先這些方法對進水量的需求也十分龐大，而且COD去除率并不理想，因此在工業生產中的應用也并不十分普遍。

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而來的厭氧-好氧組合工藝，由于其容積負荷高、較少稀釋用水量、能源可回收等方法在工業生產中得到了普遍的應用。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合、好氧流化床與厭氧濾池相結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處理后達標排放，從工程應用角度應優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、四環素等生產廢水的實驗結果表明，當廢水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，出水達到國家規定的(GB9678-1988)生物制藥行業廢水排放標準。

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域都得到了一定的應用，但無論是物化法還是生物法，都有著各自的局限性。在科技日益進步的今天，通過相關領域人員的努力，有許多新方法新工藝的產生，這些工藝和方法相較傳統的處理方法，不僅有著更好的廢水COD去除率，而且在能源和經濟方面也有著不錯的表現。

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立封閉系統、不需要攪拌設備，因此具有污泥產率低，占地少等優點。因為它在擁有諸多優點的同時還能節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，導致所排廢水含高濃度有機無核大量氯離子，并呈現強酸性。根據這種廢水特點可采用微電解-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物和生物毒性物質，利于后續好氧生物處理的進行。

3.3 膜生物反應器技術

膜生物反應器(MBR)是近年來一種迅速發展的廢水生物處理技術。它是一種將污水的生物處理技術和膜過濾技術結合在一起的新型技術。其優點是反應器中污泥濃度較高，對有機污染物去除率高，出水中沒有懸浮物，污泥產率低，硝化能力強，管理方便，易于實現自動化控制。

抗生素工業廢水存在成分復雜、生物毒性高、COD偏大等問題，如果直接排入自然環境，會對生態系統帶來巨大的影響。在人們環保意識的提高，抗生素生產的廢水處理工作變得越來越重要，做好抗生素工業廢水的處理工作，就應該對現有的抗生素廢水處理技術和方法進行合適的選擇，在經濟、高效的前提下做好廢水處理工作。

[1]AbdalazizHamid.芬頓—膜生物反應器處理阿維菌素發酵廢水的研究[D].清華大學,2012.

[2]顧飛宇.生化制藥廢水處理工程技改及效果研究[D].武漢工程大學,2013.

[3]唐禮慶.何成達.王惠民.周保昌.四環素類制藥廢水厭氧生化預處理研究[J].安徽師范大學學報(自然科學版),2011,(03).

[4]李金花,鄭耿濤,翁杰,殷偉平.周保學.三維電極一鐵炭微電解復合工藝處理高濃度難降解有機廢水的研究[A].2011年全國電子電鍍及表面處理學術交流會論文集[C].2011.