制药废水中抗生素的处理技术研究进展

制药废水中抗生素的处理技术研究进展

孙正校

山东罗欣药业集团恒欣药业有限公司 山东省临沂市 273400

摘要：随着制药行业的发展，随之而来的环境污染问题日益凸显，特别是高污染、高能耗的原料药行业有机废气的区域环境污染，严重影响居民的正常生活，制约区域经济发展。基于此，本篇文章对制药废水中抗生素的处理技术研究进展，以供相关从业人员参考。

关键词：抗生素；制药废水；处理技术；水质特征

引言

在制药的过程中，会产生出大量的废水，其中所含的有机物质多、化学成分复杂，从而增大了制药废水的处理难度。如果未经处理或是处理后未达到标准的制药废水排放到自然环境当中，则会造成严重的污染。因此，对制药废水进行有效地处理显得尤为必要。这就要求制药企业采用合理可行的废水处理工艺技术。生产抗生素过程中会产生大量废水，此类废水不仅COD高、SS高且较难处理。通常采用物化+生化组合工艺对此类废水进行处理，物化工艺具有去除效果稳定、水力停留时间（HRT）较短等特点，而生化工艺对有机物总的去除率高、HRT较长。将这两种工艺结合起来对抗生素废水进行处理，能够达到较好的去除效果。随着发酵类制药工业水污染物排放标准的出台，很多原有的处理工艺已经无法达到现有排放要求。

1制药废水中污染物的危害

恶臭的危害。污水处理站的臭气成分复杂多变，大致可以分为五大类:①含硫的化合物，如硫化氢、硫醇类、硫醚类;②含氮的化合物，如胺类、酰胺、吲哚类;③含氧的有机物，如醛、醇、酮、有机酸等;④卤素及其衍生物，如氯气、卤代烃;⑤烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;其中硫化氢和氨气是两种最主要的无机臭味物质。这些物质会给人带来不适、心情不愉快的感觉，而且会对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、精神状态等均产生危害。还会导致头痛、头晕、恶心、呕吐、食欲不振等症状发生，甚至还会对皮肤、黏膜、眼睛等造成刺激或伤害，同时会对金属材料、设备和管道有一定的腐蚀性。

2制药废水中抗生素的处理技术研究进展

2.1生物处理法

现今使用最广泛的方法是生物处理法，生物处理技术通过微生物的生命活动来代谢制药废水中的抗生素，但是对于含有高毒性污染物的抗生素废水，过高的毒性会导致微生物死亡，所以使用生物处理技术时会受到污染物浓度的限制。

2.2高级氧化技术

2.2.1催化湿式氧化技术

湿式氧化技术是在高温高压条件下，以氧气为氧化剂，将有机物在液相环境下氧化为CO2、H2O或小分子有机物的方法［1－2］。与常规处理方法相比，湿式氧化法的优点如下:应用范围较广，可以处理高浓度有机废水以及含有有毒物质、难生物降解物质的废水和污泥;处理效率较高，在合适的条件下COD去除率可超过90%;反应速度快、设备占地小;能耗较少、可回收有用物料;无二次污染物产生等。例如头孢类抗生素废水的处理。头孢类抗生素关键生产技术取得突破进展，但以高能耗、重污染为代价，环境治理压力增大。各制药厂生产工艺差异显著，废水水质水量变化大，并没有良好的解决方法。采用催化湿式氧化处理头孢氨苄废水，考察了反应温度、进水pH值以及Cl－含量对ＲCT催化剂性能的影响。结果表明，在废水的进水pH值为4．8、Cl－浓度1500mg/L、反应温度260℃条件下，废水有机物含量(TOC)及总氮含量(TN)去除率均超过90%。催化剂稳定性高，活性组分流失较少。废水经催化湿式氧化处理，水中残留的主要有机物均可生化降解。由此表明，在针对头孢类抗生素废水的处理方面，催化湿式氧化技术拥有较好的处理前景。

2.2.2臭氧催化氧化预处理法

利用臭氧的氧化能力对制药废水中难降解有机物进行催化氧化，从而降低制药废水的生化处理难度。臭氧催化氧化的处理办法具有反应速度快、不会产生沉积物、脱色能力强、还可以除臭杀菌等优点，但相对于其他技术，臭氧催化氧化技术的成本较高，技术发展尚未成熟，因此，如何增强臭氧的催化氧化能力，提高臭氧的循环使用几率，使臭氧处理技术能够达到成本和效率的有效控制，是当前相关专业人员需要研究和思考的问题。

2.2.3电化学氧化技术

电化学氧化指抗生素直接在电极上面发生化学反应转化为无污染的物质，或者在电极表面上产生·OH，进一步氧化分解抗生素。JAEA等人[3]利用电化学氧化技术降解含林可霉素和氧氟沙星的废水，研究结果表明该技术对林可霉素的降解效率约为30%，而对氧氟沙星的去除率能够达到99%以上。WANG等人[4]利用SnO2-Sb/Ti电极处理环丙沙星抗生素废水，经过120min处理后，环丙沙星降解率及COD和TOC去除率可分别达到99.5%、86%、70%。

2.3生化处理手段

通常有采用水解有机物再利用好氧生物进行处理的技术、利用活性炭硫化床进行厌氧处理的技术、利用深井曝气的办法等这些生化处理手法对制药废水的生物特性具有针对性，并且像生物活性炭技术、水解-好氧生物技术都已发展了一段历史，较为成熟，能够有效解决制药废水中有机物难以降解的问题。但我们也需要看到，仅靠一级生化处理，很可能会疏漏废水中所含的难以被生化分解的物质，如过高含量的抗生素等。因此，需要对制药废水进行多次分解或采用预处理的办法，降低废水处理的难度。

2.4A/O处理工艺

A/O是厌氧好氧处理法的简称，其中的A代表厌氧段，主要负责脱除废水中氮和磷；O代表好氧段，能够对废水中的有机物进行有效去除。该处理工艺最为突出的优点是在降解有机物的过程中，脱除氮磷，它的处理效率非常高、工艺流程简单、运维成本低，不会形成二次污染。制药废水经ABR工艺处理之后，所有的上清液会直接被送入到缺氧池当中，从而将废水中残余的有机氮分解为氨态氮，在反硝化的作用下，完成氮的去除。

2.5物化处理技术

膜分离法。膜分离法指通过各组分选择渗透性的差异，从而对多组分物质进行分离的方法。采用两性离子膜分离抗生素红霉素（ERY）与NaCl，当使用PA-ZWI-6h作为过滤膜时，过滤9h后单侧膜的ERY浓度从初始的100增加到310，能够有效分离ERY与NaCl。

2.6MBR处理工艺

MBR是膜生物反应器的简称，经该工艺处理后的废水，出水水质的透明度比较高，COD、BOD5、SS、细菌病毒等均能够被有效隔除；工艺流程比较短，氮和磷的去除效率高，剩余的污泥量比较少；反应器的结构比较紧凑，占地面积小，前期投入的建设成本低，能够实现自动化控制。为进一步提高制药废水的处理效果，可以选用进口的浸入式超滤膜。

结束语

针对抗生素制药废水组分复杂、污染浓度高的特点，一般使用物理、生物、高级氧化组合工艺来处理。然而，就目前国内外的处理技术而言，还未有效果显著、特异性较强的处理技术。因此，加快抗生素制药废水处理的技术研发将对于保障人群健康及环境健康有重要意义。

参考文献

[1]王鑫峰.制药废水深度处理工艺技术分析[J].当代化工研究,2019(16):78-79.

[2]赵青宁,张浩哲,刘楠,滕富华.某生物制药厂废水处理工艺研究[J].河南科学,2019,37(10):1590-1594.

[3]胡巧开,余中山.某制药厂废水的处理研究[J].上海化工,2019,44(10):13-17.

[4]鲍兴敏.某污水处理厂工艺改造处理制药废水试运行分析[J].化工设计通讯,2018,44(11):201.

[5]陈莉玲.关于制药废水处理技术应用及问题的探讨[J].民营科技,2018(10):95.