趙良偉
山東楊帆環(huán)保工程股份有限公司 山東濟南 250000
含抗生素廢水為典型的有機廢水之一,其處理技術(shù)在污水處理行業(yè)具有一定的代表性。作為抗生素生產(chǎn)和使用大國之一,在我國深入研究降解抗生素廢水處理技術(shù)更具實踐意義。自產(chǎn)生以來,抗生素已成為人類生活中不可或缺的藥物之一??股仡愃幬镌谖覈褂萌遮厪V泛,同時,不斷改進研究分析抗生素的新技術(shù)。
現(xiàn)代抗生素工業(yè)生產(chǎn)過程主要通過菌種制備、孢子制備、種子制備、發(fā)酵、提取精制等步驟來實現(xiàn)。在這些生產(chǎn)步驟當(dāng)中,因為生產(chǎn)需要都會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水,比如說廢棄母液、結(jié)晶液、生產(chǎn)設(shè)備洗滌廢水等。
抗生素廢水中殘留的抗生素及中間體仍然有著較高的濃度,還會有較多的懸浮物、硫酸鹽,因此這些廢水成分復(fù)雜,不僅包含各種中間代謝產(chǎn)物,還有不少表面活性劑殘留。它們不但有著普遍的物理污染作用,還有一定的生物毒性。這些工業(yè)廢水一旦不經(jīng)過處理排入自然水體之中,不但會對自然環(huán)境造成危害,而且由于其中富含的多種物質(zhì)能夠消耗水體中的氧氣會造成水體富氧化,還會對生態(tài)系統(tǒng)造成不好的影響[1]。
物理法一般有格柵去除、混凝法、沉淀法、吸附法、氣浮法、汽提法等。①格柵去除。把粗、細格柵安裝在廢水的進水口,除掉一些大顆粒物質(zhì)跟SS,防止管道管路被這些雜質(zhì)堵塞,常把格柵當(dāng)作廢水治理的第一步,以免在后面的治理工程中出現(xiàn)問題。②混凝法。該法是通過預(yù)先向廢水中添加化學(xué)藥劑,使膠體脫穩(wěn),在分子間作用力下,使脫穩(wěn)膠體生成微小的聚集體,并與水中細微懸浮物絮凝,最終借助重力作用去除雜質(zhì)的方法。該法在凈化抗生素廢水中扮演著重要角色,對于去除細微懸浮物狀態(tài)下的有機和無機污染物具有顯著效果。混凝法容易受到pH、水溫、濁度、共存雜質(zhì)等影響。該法雖然在去除懸浮物方面效果顯著,但投入的藥劑量不當(dāng)也會對水體造成污染,占地面積較大,浪費空間,并且還需要考慮到水質(zhì)變化時,藥劑投加種類的變化,操作麻煩,費時費力。③沉淀法。由于懸浮物跟水的重力不同,含有大量顆粒物的廢水,人們可利用重力作用將雜質(zhì)高效簡單去除。這種方法操作簡單,運行方便,在去除懸浮物方面的效果很好。④吸附法。吸附法是利用固體材料多孔的特性,將廢水中的污染物吸附去除,從而達到去除雜質(zhì)、凈化廢水的目的。吸附法的優(yōu)點在于可以回收部分材料,大大節(jié)約資源。相關(guān)研究表明,如果把廢水進行吸附預(yù)處理,那么廢水的凈化效率可以大大提高。⑤氣浮法。氣浮法主要是通過各種方法讓廢水中充滿微小氣泡,氣泡擴散分布到整個池子中,形成一個三種相態(tài)的共存模式,然后通過各種作用讓廢水中的細小雜質(zhì)融入氣泡中,隨著氣泡的上浮,雜質(zhì)也上浮,方便去除。氣浮池對輕小型雜質(zhì)的去除效率極高,但是對大型雜質(zhì)的去除效果不好,而且建造費用高,設(shè)備維護貴,一般用在中小型廢水的治理上[2]。
生物處理技術(shù)主要包括活性污泥處理技術(shù)與微藻處理技術(shù)?;钚晕勰喾ㄊ悄壳拔廴疚锾幚淼某S梅椒ǎ淙コ廴疚锏臋C理包括活性污泥的吸附作用以及微生物對污染物的降解作用?;钚晕勰喾ǜ鶕?jù)微生物種類不同主要分為好氧法和厭氧法,而根據(jù)工藝的不同,又分為傳統(tǒng)活性污泥法(CAS)、序批式活性污泥法(SBR)、序批式生物膜反應(yīng)器法(SBBR)及膜生物反應(yīng)器法(MBR)。研究表明,活性污泥法可有效去除喹諾酮類抗生素,主要通過生物降解(14.9%-43.8%)及吸附作用(Kd,534-1137L/kg)。活性污泥法在污染物的處理中是一種有效且成本較低的處理方法,應(yīng)用較為廣泛,但由于抗生素本身是一種抑制細菌等微生物的藥物,在長期接觸過程中,細菌的耐藥性會逐漸積累而導(dǎo)致新型污染物抗性基因的產(chǎn)生。微藻是一種分布較為廣泛的生物,可以將污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)吸收,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能進行儲存,微藻處理污染物是一種低成本、環(huán)境友好型的處理技術(shù)。微藻處理污染物后的生物質(zhì)還可被進一步利用,用作食品添加劑、燃料、肥料、藥物以及其他有價值的化學(xué)品。微藻已被證明對大多數(shù)種類的抗生素都具有去除效果,研究表明,7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)可以被微藻有效處理,經(jīng)過24h反應(yīng)后,去除率大于75%。微藻也能有效處理阿奇霉素(385ng/L)和紅霉素(661ng/L),去除率從48%到完全去除不等。微藻生物處理抗生素是一種前景廣闊的技術(shù)手段,但在實際應(yīng)用中可能存在對抗生素廢水耐受性差、循環(huán)利用率低和回收困難等問題[3]。
隨著人們對抗生素在環(huán)境中潛在的危害認識的不斷加深,近年來,國內(nèi)外對環(huán)境中抗生素污染處理技術(shù)已開展了較多研究,并取得了許多研究成果,但其仍存在著很大的研究空白領(lǐng)域,每種處理方法都有它的優(yōu)勢和不足,單單采用單一的技術(shù)難以很好的解決抗生素廢水處理這一難題,因此,針對這一難題,不僅需要采用組合工藝,還需要進一步對其中的主要環(huán)節(jié)進行深入的探索與研究。