趙國標(biāo)
摘 要:目前人類對抗生素愈加依賴,抗生素生產(chǎn)廢水的處理過程受到國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域?qū)<业膹V泛關(guān)注。針對我國抗生素廢水處理的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題,要充分結(jié)合抗生素生產(chǎn)廢水的特點(diǎn),靈活選擇廢水處理方法。各種處理方法的有機(jī)方法和組合,可以促進(jìn)生產(chǎn)中高效,經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)廢水處理工藝的使用。
關(guān)鍵詞:抗生素生產(chǎn)廢水;處理工藝;物化法;生物法
抗生素是人類防御傳染病,保護(hù)健康和預(yù)防動(dòng)植物疾病的重要化學(xué)品??股亻_始在第二次世界大戰(zhàn)期間產(chǎn)生。自20世紀(jì)50年代初開始生產(chǎn)抗生素以來,中國的生產(chǎn)開始了。它逐年增加,已成為全球領(lǐng)先的抗生素生產(chǎn)商之一。目前,抗生素的篩選和生產(chǎn)以及抗生素生產(chǎn)菌株的培養(yǎng)仍存在許多技術(shù)問題。因此,存在原料利用率低,凈化率低,廢水中抗菌殘留率高,環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
1 抗生素廢水產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)
抗生素污水是一種高毒性,高濃度的有機(jī)廢水,含有高濃度的硫酸鹽和各種抑制劑,碳氮比低,主要由凈化廢水發(fā)酵液組成。抗生素廢水含有大量的有機(jī)物質(zhì),一些固體物質(zhì)懸浮在水中,水分被釋放到天然水中后被氧氣除去,水分被剝奪了氧氣,水的自凈功能受損,富營養(yǎng)化最終會(huì)使水變質(zhì)并導(dǎo)致污染。抗生素殘留水的顏色高,酸堿值波動(dòng)也很不易控制。它是最難處理的有毒廢水之一??股匚鬯幚砗驝OD(10~80g / L)和SS(0.5~25g / L)較高,硫酸鹽濃度,表面活性劑等生物屏障高濃度的酸,堿,有機(jī)溶劑等,廢水中殘留和中間抗生素的濃度較高。
2 抗生素藥生產(chǎn)廢水處理現(xiàn)狀
2.1 抗生素藥生產(chǎn)工藝介紹
中國是抗生素生產(chǎn)的主要國家,每年生產(chǎn)約210,000噸抗生素材料??股厥怯晌⑸锘蚋叩戎参锖蛣?dòng)物在生命過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì),其具有抗病原體并且可以干擾其他活細(xì)胞的發(fā)育功能??股厥俏⑸锱囵B(yǎng)物和化學(xué)合成或半合成化合物的提取物。發(fā)酵藥劑是指通過發(fā)酵生產(chǎn)抗生素后通過分離,純化等生產(chǎn)藥物的過程。根據(jù)產(chǎn)品的類型,藥物分為抗生素,維生素,氨基酸和其他類型??股啬壳坝糜趪鴥?nèi)消費(fèi)。其中大多數(shù)是通過發(fā)酵獲得的生物制品。它們是由微生物,植物和動(dòng)物產(chǎn)生的化合物。它們在低濃度時(shí)具有選擇性抑制作用。殺死其他微生物或腫瘤細(xì)胞的化學(xué)物質(zhì)是人類控制傳染病,保持身體健康和預(yù)防動(dòng)植物疾病的重要化學(xué)物質(zhì)。
2.2 抗生素藥生產(chǎn)廢水
抗生素制藥廢水含有介導(dǎo)的代謝物,高濃度的酸,堿,有機(jī)溶劑和其他物質(zhì)。廢物容器可以通過微生物或抑制微生物最小化。在發(fā)酵過程或提取過程中,將添加有機(jī)或無機(jī)材料,因?yàn)樯a(chǎn)過程中釋放的殘留物,殘留的抗生素及其降解產(chǎn)物溶解在廢水中,當(dāng)這些物質(zhì)達(dá)到一定濃度時(shí),就會(huì)阻礙微生物的進(jìn)入。在抗生素生產(chǎn)的提取和冷卻部分使用大量硫酸鹽導(dǎo)致排放的生產(chǎn)廢水中硫酸根濃度較高,這對廢水的厭氧生物處理產(chǎn)生嚴(yán)重影響。不僅硫酸根高于其他工業(yè)廢水還有殘留的抗生素和中間代謝產(chǎn)物,表面活性劑和有機(jī)溶劑。抗生素廢水中的抗生素可降解物質(zhì),如不溶性有機(jī)物質(zhì)和芳香族化合物,含有大量物質(zhì)。
2.3 抗生素藥廢水處理工藝
廢水處理主要有物理處理方法,化學(xué)處理方法,生物處理方法等。物理處理方法可分為重力分離法,離心法,篩分過濾保留法?;瘜W(xué)處理是一種廢水處理方法,通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)分離和去除廢水中的溶解或膠體污染物,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。生物處理方法是一種廢水處理方法,其中溶解廢水中的有機(jī)污染物,膠體和細(xì)懸浮液通過微生物代謝轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的物質(zhì)。根據(jù)不同的微生物,抗生素藥物廢水處理通常包括普通活性污泥法,序批式間歇活性污泥法,生物接觸氧化法,上流式厭氧污泥底層法,聯(lián)合厭氧反應(yīng)器,光合細(xì)菌處理方法等。
3 抗生素廢水生物處理法的聯(lián)合應(yīng)用
3.1 物化法-生物法聯(lián)用
由于抗生素廢水組成的復(fù)雜性,并且只有生物處理才會(huì)導(dǎo)致廢物排放不符合排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,抗生素廢水必須在廢水中含有生物毒性物質(zhì),以降低廢水濃度。物理和化學(xué)方法包括電離和聚集,并且生物方法包括厭氧方法,需氧方法,厭氧需氧方法等。
3.2 超聲-生物法聯(lián)用
雖然近年來,物理化學(xué)方法和生物方法的結(jié)合已被用于治療抗生素污水,但仍存在加工成本高,工藝流程復(fù)雜等缺點(diǎn)。李志堅(jiān)等人采用超聲波-厭氧生化方法治療堿性黑色秸稈酒精。嚴(yán)夢蘭等可降解超聲波污泥處理廢水處理養(yǎng)分耐火材料取得了良好效果。
3.3 生物強(qiáng)化技術(shù)
在傳統(tǒng)抗生素殘留廢水處理過程中防止細(xì)菌對常見細(xì)菌生長和功能的影響,維持和改善細(xì)菌功能降低污染物的功能,應(yīng)用生物增強(qiáng)技術(shù),在抗生素殘留水中顯示出特征性污染物。凈化然后進(jìn)入污水處理廠或反應(yīng)堆,以提高污水排放的效率。
4 結(jié)語
對于通過抗生素生產(chǎn)進(jìn)行廢水處理的研究人員,我們將探索進(jìn)一步提高加工效率,降低加工成本,消除各種不利因素影響的方法,以及尋找更優(yōu)化的組合工藝考慮技術(shù)組合是未來的任務(wù)。
參考文獻(xiàn):
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