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目前，我國有抗生素生產(chǎn)企業(yè)300 多家，約占世界總產(chǎn)量的30%，年產(chǎn)抗生素原料約21 萬噸，年排放抗生素廢水在5000 多萬噸。
抗生素是一類由微生物代謝產(chǎn)生的、在低濃度下能抑制或殺滅其他微生物的化學(xué)物質(zhì)。抗生素廢水色度高、含多種難降解及生物毒性物質(zhì)，是一種高濃度有機(jī)廢水。廢水中殘留的抗生素會(huì)對環(huán)境造成潛在的影響。
抗生素廢水的處理方法
抗生素廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法等。物理法主要有氣浮法、吸附法和膜技術(shù);化學(xué)法主要有臭氧氧化法、Fenton 氧化法和電化學(xué)技術(shù);生物法主要有SBR法(序批式活性污泥法)、MBR 法(膜生物反應(yīng)器法)和上流式厭氧污泥床法。現(xiàn)分別就各種方法進(jìn)行分析。
1.物理法
(1)氣浮法。氣浮法包括溶氣氣浮、充氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。常用于如土霉素和慶大霉素等抗生素廢水的處理。魏有權(quán)等采用化學(xué)氣浮法預(yù)處理土霉素廢水，COD 的去除率可達(dá)96% 。
(2)吸附法。吸附法是一種高效的抗生素廢水處理方法。該方法一般采用多孔性固體吸附廢水中的污染物，使廢水得到凈化。該方法的顯著優(yōu)勢是在除去污染物的過程中不產(chǎn)生毒性更大或更難降解的污染物。已有研究表明，使用活性炭對磺胺類、甲氧芐啶和四環(huán)素類等幾種抗生素廢水進(jìn)行間歇式吸附和連續(xù)式吸附后，廢水中抗生素的去除率在50%~95%之間。雖然該方法能高效處理抗生素廢水，但是吸附后的固體成為了一種新的污染物。
(3)膜技術(shù)。膜技術(shù)是以半透膜兩邊的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，將污染物從一相濃縮到另一相的過程。由于抗生素廢水中的離子和大分子有機(jī)物較多，因此該方法可有效處理抗生素廢水。此外，該技術(shù)具有不需熱能、操作簡單和能量使用率高等優(yōu)點(diǎn)。研究表明，利用膜技術(shù)處理四環(huán)素類和磺胺類抗生素廢水，廢水中抗生素的去除率在50%~80%之間。除此之外的其他類抗生素廢水，膜技術(shù)處理的去除率均高于90%。
2.化學(xué)法
(1)臭氧氧化法。臭氧的氧化性很強(qiáng)，能直接或間接與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。臭氧氧化法可用于處理流速大、成分復(fù)雜的廢水。研究表明，對于林可霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類、磺胺類和四環(huán)素類抗生素廢水，使用臭氧氧化法處理后，廢水中的抗生素去除率最高可達(dá)76%。
(2)Fenton 氧化法。Fenton 試劑是亞鐵鹽和H2O2的組合，它可以有效地去除抗生素廢水中難降解的有機(jī)物。Fenton 氧化法設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模，具有較好的開發(fā)前景。王春平等利用Fenton 法處理青霉素廢水，在最佳條件下，COD 的去除率可達(dá)70%。
(3)電化學(xué)技術(shù)。電化學(xué)技術(shù)利用有機(jī)物在陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而除去廢水中的污染物。它具有高效、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。Hirose 等研究發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)技術(shù)能去除表阿霉素廢水中的大部分表阿霉素。Jara 等發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)技術(shù)對廢水中的林可霉素去除率只有30%，而對氧氟沙星的去除率達(dá)99%。
3.生物處理法
抗生素廢水成分復(fù)雜，COD 高且難降解，單純的物理法或化學(xué)法通常只能去除廢水中的一種或幾種污染物，因此在實(shí)踐中，以好氧處理或厭氧處理以及厭氧+好氧等組合工藝為主的生物處理法也常被用來改善處理效果。
在多種生物處理法中，SBR 法(序批式活性污泥法)對抗生素廢水的處理效果很好。采用SBR 法對青霉素廢水中的各種參數(shù)進(jìn)行了去除效果的影響試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)出水COD 的去除率可以達(dá)到85%。
膜分離技術(shù)與生物處理法的高效結(jié)合組成了MBR 法(膜生物反應(yīng)器法)。利用膜生物反應(yīng)器處理青霉素生產(chǎn)廢水，發(fā)現(xiàn)污泥濃度在10 g/L 左右較合適，運(yùn)行一段時(shí)間，當(dāng)COD 進(jìn)水濃度在3000 mg/L 時(shí)，出水濃度基本維持在300 mg/L 左右，去除率高達(dá)90%。
利用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(EGSB)對青霉素廢水進(jìn)行了厭氧生物處理系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器啟動(dòng)后，當(dāng)廢水投加量小于七成，進(jìn)水COD 濃度在6000 mg/L時(shí)，COD 的去除率可達(dá)80%以上。
結(jié)語
抗生素廢水由于其成分復(fù)雜、含有大量有毒物質(zhì)等特點(diǎn)，僅靠單一的物理法和化學(xué)法可以有效去除廢水中的一種或幾種污染物，但是很難使處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
生物處理法處理抗生素廢水效果較好，但需進(jìn)行有效的預(yù)處理或采用多種技術(shù)結(jié)合，可以改善處理效果。另外，可對廢水處理過程中產(chǎn)生的廢物進(jìn)行合理化處理研究，可實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。
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