抗生素废水特点及处理研究

摘要：分析了抗生素制药废水的来源及特点，对目前抗生素制药废水处理中应用的各种物化处理、生物处理及多种方法组合的生化处理技术进行了综述，并对各种处理方法的应用特点进行了分析，为该类废水的治理工艺选择提供参考。

关键词：抗生素制药废水物化处理、生物处理、组合生化技术。

抗生素自被人类发现以来，就一直广泛被用于临床医学中，是人类控制感染性疾病，保障身体健康及防治动植物病害的重要化学药物。随着制药行业的发展，抗生素的种类也不断增加，至今已逾百种。我国的抗生素生产业发展迅猛，现已有300多家企业生产占世界原料药产量的20％-30％的70多个品种的抗生素，成为世界上主要的抗生素制剂生产国之一。但是，由于生产工艺及技术的原因，抗生素生产中仍然存在着原料利用率低、提炼纯度低、废水中残留抗菌素含量高等问题势必造成对环境的严重污染，从而制约制药企业的发展。因此，研究各种有效的处理方式显得十分重要。

1 抗生素制药废水的来源和特点

国内生产抗生素主要以粮食、糖蜜等为主要原料，生产工艺包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程，产生的废水主要包括提取和精制过程中的发酵废水；溶剂回收过程中的浓废水；生产设备洗涤和地板冲洗用水；废冷却水；发酵罐排放的废发酵母液。废水中污染物的主要成分为：发酵残余营养物(如葡萄糖、蛋白质和无机盐之类)、发酵代谢物、酸、碱、有机溶剂和其它化工原料等。

其特点为：

a、难降解有机物浓度高；

b、废水水量、水质变化幅度大、规律性差；

c、废水中含有抗生素药物和大量胶体物质，DH变化大，带有颜色和气味。

2 抗生素废水的处理方法

与一般工业废水相似，抗生素废水的处理方法也可归纳为以下几种：物化处理方法、生化处理方法以及多种方法的组合生化处理等。

2.1物化处理方法

物化法包括混凝沉淀、吸附法、光降解、焚烧、电解和萃取等等

2 .1.1混凝沉淀法

由于抗生素生产废水成分复杂，有机物含量高，同时还含有少量的残留抗生素，在采用生化处理时，残留抗生素对微生物的强烈抑制作用造成废水处理过程复杂、成本高、效果不稳定。吴敦虎等人采用自制的聚合氯化硫酸铝( P A C S ) 和聚合氯化硫酸铝铁( P A F C S ) 处理大连制药厂废水，一次混凝处理与二次混凝处理CO Dc 去除率在8 0％以上，p H、C O Dc 、S S均可达到国家排放标准。此外，采用含钙离子复合絮凝剂对抗生素制药废水进行混凝处理，C O Dc r 去除率可达71％-77％，s s去除率达87％-89％，可大幅度地削减废水中残留抗生素的抑菌效力。

2.1.2 吸附法

吸附法可作为高浓度有机废水经生物处理后的深度处理。张满生等利用两级炉渣吸附和三级活性炭吸附对青海制药集团原料药生产废水进行深度处理，当进水CODcr为1145 mg／L 时，三级吸附后CODcr可降至300 mg／L以下。该方法投资小，工艺简单操作方便，易管理。

2.1.3光降解法

李灵芝，李建渠等以TiOSO4为原料，采取SAS工艺制备了TiO2和掺铁的光催化剂，对某制药废水( CODcr=1309mg／L)进行了降解实验。研究了光源、煅烧温度、掺铁比例、p H值、附加条件对废水降解率的影响。结果表明：700℃制备的Ti02 )在紫外光和太阳光下的降解率分别77％和70％。掺铁比例为0.5％的TiO2对废水的降解率为81％。p H=2的废水降解

率为8 2％。附加曝气对废水的l h降解率比超声和磁力搅拌的高10％和12％。光催化氧化法仍然存在不足，目前应用最多的Ti02催化剂具有较高的选择性且难于分离回收。因此，制备高效的光催化剂以处理污染物组成复杂、含量高的难降解有机废水是该方法广泛应用于环保领域的前提。

2.2生物处理法

抗生素废水大都选用以生物法为主的处理技术，主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧一好氧生物处理法。

2.2 .1好氧生物处理

好氧法为目前应用最普遍的生物处理技术．具有处理效率高、处理速度快、基建投资少和可参照的运行资料丰富等特点。常用的好氧技术包括深井曝气、生物接触氧化、延时曝气、S B R法等。翟素军等9人采用低氧一好氧工艺处理山东泰安市某制药厂废水，处理后各项指标稳定，进水CODcr浓度为19000 mg／L，CODcr去除率为92.5％．s s去除率为96.8％。已实现好氧生物处理的还有活性污泥法处理小诺霉素发酵废水，在进水COOcr浓度低于2000 m g／L 时，CODcr去除率在8 5.4～8 9.7％之间。生物接触氧化法处理含制药残液废水，出水可达国家生物制药行业废水排放标准；生物膜法处理四环素工业废水，驯化后的微生物对废水的CODcr在2天内处理效率可达76％，高CODcr浓度时，配合粉煤灰过滤，CODcr去除率可达88％。

2.2.2厌氧生物处理

厌氧生物处理，既是在无氧的条件下，通过兼性菌和厌氧菌的代谢作用降解废水中的有机污染物，分解的最终产物是甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。这种处理方法具有能耗低、成本低、产污泥量少、节能等优点。但出水水质较差，还要经过后续处理才能达到排放标准。目前常用的是上流式厌氧污泥床（UASB)、厌氧复合床(UBF )、厌氧滤池( AF )、厌氧折流板反应器( ABR)、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)和内循环式反应器(IC)等处理抗生素废水。上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是将厌氧活性污泥法中的反应槽和沉淀槽合二为一，简化处理装置的一种方法。UASB具有运行费用低、投资省、效果好、耐冲击负荷、适应p H值和温度变化、结构简单及便于操作等优点。王辉字等人采用UASB处理庆大霉素和土霉素产品废水，连续试验进行了近2年，取得了去除负荷6 .0k g COD c r／m '3.d ，CODcr去处率达到8 5％，产气量0.55 m'3／k gCODcr，的稳定运行参数，并摸索出处理高活性颗粒污泥的经验。李再星、杨景亮等采用UASB对阿维菌素废水进行处理试验，厌氧污泥取自处理淀粉废水的厌氧反应器中的颗粒污泥和部分絮状污泥。通过控制进水A VM残留效价浓度和长期的驯化，使进水CODcr为6000 mg／L时，出水CODcr为820ms／L，反应器水力停留时间9.5—1 0.5 h，容积负荷达到l 4～15 kg CODcr ／( m '3.d )，COD去除率达86.1％。

2.2.3多种方法的组合：

单纯的好氧或厌氧处理工艺都有一定的局限性，因此国内外许多学者把厌氧和好氧处理工艺结合起来，成为了一种主导的处理工艺，并取得很好的处理效果。

魏廉虢计海鹰等将酸化水解、接触氧化、化学混凝结合起来，该工艺各步CODcr去除率为：水解45％以上；接触氧化80％以上；化学混凝沉淀30％以上；全工艺流程CODcr去除率大于92％，这种工艺可满足CODcr平均浓度在2500 mg／L以下的抗生素制药废水处理需要，外排废水达GB8978—88三级标准水质要求。马立艳采用厌氧水解+C A S S工艺处理抗生素废水，经过预处理一水解一气浮一CASS生化处理等阶段，原水的CODcr由进水5160 mg ／L到出水276 mg／L，去除率为9 4.6％，达到二级排放标准，而且系统耐冲击负荷能力强，运行效果稳定，自动化程度高，可操作性强。李向军采用有三相分离器的升流式厌氧污泥床过滤器，即UAS B+AF，好氧部分采用周期循环式活性污泥法CASS。CASS工艺