高濃度抗生素污染廢水處理技術研究進展

賈良杰 唐 勇 周鵬飛 劉晨昊

（1.西華大學，四川 成都 610039；2.四川碧水源工程設計有限公司，四川 成都 610000）

抗生素可以抵抗或殺死病原體，它們是預防傳染病的重要藥物，在國內外的醫療、畜牧等領域抗生素被廣泛的使用。但是，隨著抗生素的持續使用和研發，人們越來越依賴抗生素，這導致了濫用抗生素。長期使用抗生素，會影響人們生活的方方面面，最主要的在于濫用抗生素會使水環境變得不平衡。根據研究，國內地表水中擁有68 種抗生素，其數量、濃度和分布超過其他國家。

1 物理法

對于抗生素廢水來說，物理法處理既可以作為單獨的處理方法，也可以作為化學處理法和生物處理法的前處理和后處理方式，物理法處理是最為常規的處理方法，以混凝法等為主。其原理是通過物理作用分離并去除難溶固體，來減少難溶固體和污水中的生物抑制劑。

混凝過程是固體顆粒在混凝劑作用下失去電荷，隨后相互結合，在廢水中形成絮凝體的過程。廢水中體積較大的顆粒物通過重力沉降，較小的顆粒物或膠質顆粒物在混凝法作用下沉降。混凝法的工作機理主要來源于以下三種作用：壓縮雙電層、電性中和還有吸附架橋作用。

2 化學法

化學法處理是通過多種化學反應，包括催化氧化法、微電解法等實現對抗生素分子的氧化或轉化。目前，較為新穎且潛力值較高的是微電解法。

Fe-C 處理法，也就是內電解法、微電解法等，其目的是利用其電化學效應（原電池反應） 來處理抗生素廢水。這一方法的基本原理是鐵和碳被用作正負電極原材料，其主要用于處理酸性抗生素廢水。在酸性條件下，鐵和碳由于金屬活潑性質在水中形成電極的電位差值，繼而形成了微原電池，一些具有很強的氧化作用的有機物（如OH-等） 氧化其他化合物，能提升廢水可生化性。鐵-碳法結合了電化學、氧化還原反應以及物理吸收能力，經常作為抗生素污水處理技術。這種污水處理方法還可以節約能源消耗，方便操作，降低化學試劑和減少有毒化學制品的產生。它還能同時處理廢料和污廢水，發揮環境保護的雙重作用。然而大多數還處于試驗進程中，微電池電極材料也在不斷發展，實際應用上還有很多問題，但是微電池處理方法在處理抗生素廢水中的潛力是值得肯定的。

3 生物法

生物方法普遍用于處理家庭的生活污水和工業廢水，具有先進的技術，簡便的操作方式，并且成本低廉，生物法在處理抗生素廢水中，是較物理、化學法最為主要的處理方法。生物方法來處理抗生素廢水主要包括厭氧法和好氧法等兩大類。

厭氧生物處理工藝是處理抗生素廢水最常用的方法，在污水中可以去除大部分污染物。在無氧條件下，厭氧細菌可以把抗生素廢水中的有機物通過分解反應分解為CH4 和CO2，厭氧生物處理法作為污廢水處理的一種手段，也被稱為厭氧消化法。厭氧消化法的微生物中，貢獻最大的代謝細菌是產酸菌和產甲烷菌。產酸菌和產甲烷菌這兩種細菌的生物特性之間有一些差異。因此，在有機物分解過程中，根據細菌特性的不同，可以設計出適當的微生物生長條件如溫度、pH、DO、有機物濃度等，在廢水中分階段處理有機物質。經單獨的厭氧方法處理后的出水COD 仍較高，難以實現出水TN，NH3-N，TP 達標，一般采用好氧處理以進一步去除剩余COD。

好氧生物處理工藝是指將溶解在廢水中的有機物轉化成一個個的小分子的方法，目前用于處理抗生素廢水的好氧生物工藝包括傳統的活性污泥法及其衍生的SBR、A/O、AAO、CASS 等。相比于厭氧生物法，好氧法處理廢水時間較短，此外還具有結構簡單，過程靈活，穩定性高的特點。好氧微生物處理法因其廣泛用于四環素等抗生素廢水的處理，因此在抗生素廢水的處理中占據十分重要的地位。

4 結語

廢水處理是環境保護方面最重要的主題之一，因為抗生素的物理和化學特性有很大的不同，因此根據抗生素的特殊性質，抗生素生產廢水一般采用以物理法為主，化學法為輔的前處理方式，隨后以厭氧法為主好氧法為輔的生物法處理，接著是不同的后處理過程，經消毒后排入就近水體或尾水收集設施中去。但從技術上講，目前國內外處理方法在技術上不太有效。在采用最大程度凈化廢水時，應保證環境衛生，減少其他污染，與此同時還應使投資成本能夠盡可能的減少。近階段，清潔衛生的生物處理法以及物理化學結合法仍然是主要趨勢。