抗生素制药废水处理工艺研究进展

【摘 要】针对抗生素制药废水的来源及特征，本文介绍了物理法、化学法、生物法及其组合工艺等抗生素废水的处理方法，为该类废水的治理提供参考。同时，提出抗生素制药废水处理技术发展中需改善的问题。

【关键词】抗生素；制药废水；处理；进展

抗生素生产包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程。以粮食或糖蜜为主要原料。抗生素制药废水主要来自分离、提取、精制纯化工艺的高浓度有机废水，如结晶液、废母液等，种子罐、发酵罐的洗涤废水以及发酵罐的冷却水等。抗生素制药废水特征是成分复杂、存在生物毒性物质、水量大、有机污染物质含量高、pH变化大、悬浮物（SS）含量高、碱度和色度大、水质变化大[1]。目前常用的处理方法有物理法、化学法、生物法及其组合工艺等。

1 物理处理法

常用的物理处理法有混凝法、气浮法、吸附法及膜分离法。单纯的物理处理并不能使处理水质

达标，其一般作为预处理工序使用。如赵艳[2]等针对上海某中英合资药业公司头孢类抗生素产品生产废水高浓度、高氨氮、高盐分的特点（项目产生废水总量1200m3/d，CODCr总量约9000kg/d，氨氮总量约800kg/d）采用混凝、气浮、吹脱和蒸发等方法加强废水的预处理。经蒸发、混凝和吹脱预处理后，高浓度废水中的CODCr、盐分和氨氮均大大降低。保证了后续工艺的处理效果。

膜分离法一般与生物处理技术合用，如近年来迅速发展的膜生物反应器技术。白羽[3]等人采用MBR（ 膜生物反应器） 工艺针对成分复杂可生化性差且含毒性物质的抗生素混合废水进行处理，系统考察了抗生素混合废水处理工艺的处理效果和运行参数。结果表明，新型MBR的温度始终维持在22℃以上，采用厌氧池出水，通过预处理，使pH值保持在6～8.5之间，新型MBR对COD的去除率达到91%以上，对氨氮的去除率稳定在71%以上，总氮的去除率在70%以上。试验的进水TP浓度分布在1.2～8.3mg/L范围内，经处理后出水TP在0. 8～3.5mg/L范围内波动，出水TP去除率为50%～70%。

2 化学处理法

抗生素废水常用的化学处理法有：光催化氧化法和氯氧化法。顾俊[4]等人针对应用传统生化法处理抗生素制药废水，出水很难达到行业排放标准的问题，采用光催化氧化法和氯氧化法对抗生素制药废水进行了研究，探讨了光照时间、通气条件、初始pH值及投加有效氯量等因素对抗生素制药废水处理效果的影响。试验表明5 L 废水在pH值9.0、臭氧流量33.6mg/min、光照时间180min下，其COD值平均由385mg/L降为104mg/L，去除率可达73%；1L废水在pH值为10.0、投加有效氯3.0g/L、搅拌5min、静置30min后，取上清液，废水COD值平均由527mg/L降为184mg/L，去除率为65%。可见光催化氧化法和氯氧化法均能够有效地去除抗生素制药废水中的有机物，出水COD值达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的二级标准。

3 生物处理法

抗生素废水常用的生物处理法有：好氧处理法、厌氧处理法及生物强化技术。实现生产性规模运行的好氧生物处理工艺主要是早期传统活性污泥法和20世纪70年代开发的革新替代工艺，如生物接触氧化法、深井曝气、生物流化床等。但是，由于抗生素工业废水是高浓度有机废水，若采用常规的好氧活性污泥法，直接处理这种COD浓度高达10g/L以上的废水，难以达标排放，除非用大量的废水稀释才能处理，这又导致基建和运行费用增加[5]。故好氧处理一般与厌氧处理联合使用。如魏瑞霞[6]等采用悬浮填料-SBR工艺处理青霉素制药废水，当进水CODCr浓度变化很大（800-2500mg/L）时，CODCr去除率仍一直稳定于83%-85%之间，出水CODCr在136-350mg/L之间，达到国家二级排放标准。

厌氧处理法目前生产性规模应用较成功的仅为UASB和普通厌氧消化工艺，其它工艺尚处中试阶段。买文宁[7]等采用中试规模的厌氧复合床（22m3）和周期循环活性污泥系统（12m3）处理抗生素废水。当厌氧复合床的容积负荷为6.0kgCOD/（m3・d）时，SS，COD，BOD5的去除率分别为74.9 %，91.1% ，95.5%；当周期循环活性污泥系统的污泥浓度为4000mgMLSS/L，污泥负荷为0.4kgCOD/（kgMLSS・d）时，SS，COD，BOD5的去除率分别为90.3 % ，87.6 % ，95.4 %，出水水质达到了国家生物制药工业废水排放标准。

传统的污水处理工艺由于活性污泥中杂菌多需要消耗较多的氧与养料，抑制了正常细菌的生长和作用的发挥。为克服以上不足，以抗生素废水为底物，筛选出降解高浓度制药废水的优势菌。对其进行分离纯化后，能获得较高的降解效率。这即是生物强化技术。生物强化技术对于处理高浓度的制药废水效果明显。如邱波[8]等人将ABR反应器用于处理高浓度的制药废水，采用来自福州市污水处理厂消化池的种泥，以福建省某生化厂产生的抗生素类生产废水为底物进行泥种驯化。经驯化后，ABR反应器对水力冲击负荷的承受能力逐渐体现出来。当温度在30～40℃范围内变化，容积负荷为5. 625 kg COD/（m3・d）、HRT为53.3 h时，ABR反应器对COD的去除率可达75 %以上。

4 结语

由于目前抗生素废水处理工艺的厌氧、好氧处理单元操作较多，有待研究开发新型高效低能耗的厌-好氧复合反应器。

针对抗生素制药废水可生化性差的特点，可与其他生化程度较高的废水，如食品工业废水或城市生活污水等共同处理。开展污水的综合防治，降低处理浓度和处理成本。

制药废水的根本治理还在于推行绿色化生产工艺和清洁化生产管理， 力求实施生产工艺的闭路循环。

【参考文献】

[1]杨军，陆正禹，胡纪萃，等.抗生素工业废水生物处理技术的现状与展望[J].环境科学，1997，18（3）：83.

[2]赵艳，赵英武，陈晗.头孢抗生素制药废水处理工程设计[J].给水排水，2006，32（1）：54-56.

[3]白羽，蔡体久，陈兆波，等.MBR处理抗生素废水试验研究[J].昆明理工大学学报（自然科学版），2011，36（3）：54-57.

[4]顾俊，王志，樊智锋，等.化学氧化法处理抗生素制药废水[J].化学工业与工程，2007，24（4）：291-294.

[5]姜安玺，李德强，相会强，等.水解酸化―生物接触氧化工艺在抗生素废水处理中的应用[J].安全与环境学报，2002，2（2）：3-6.

[6]魏瑞霞，孙剑辉，陈金龙.悬浮填料-SBR工艺处理难降解青霉素制药废水的研究[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（4）：46-49.

[7]买文宁，曾科，何争光.抗生素废水处理的中试研究[J].郑州大学学报（工学版），2002，23（2）：16-19.

[8]邱波，郭静，邵敏，等.ABR 反应器处理制药废水的启动运行[J].中国给水排水，2000，16（8）：42-44.