抗生素；制药废水；物理处理；化学处理；生物处理

摘要：介绍了抗生素废水的来源及特点。针对抗生素废水的有机物浓度高、难降解、水质波动较大等特点，简述了近几年抗生素废水处理的主要方法：物化法、生物法及组合法。分析了其各工艺的处理效果及存在的问题，由此提出了应根据当前形式寻找针对不同抗生素废水高效、经济的处理工艺。

关键词：抗生素;制药废水;物理处理;化学处理;生物处理

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）04-0023-03

1 引言

近年来，抗生素越来越多地被应用于各种传染性疾病的预防和治疗过程中。我国是抗生素的主要生产国，随着抗生素产量的不断增加，大量含有残留抗生素的生产废水被排放到环境中。

2 抗生素废水的来源及特点

抗生素主要有发酵和合成2种生产途径，其中大部分采用发酵工艺。其生产流程包括：发酵、过滤、萃取、提取和精制等过程。抗生素生产废水具有一定的生物毒性、有机物浓度高、水质水量波动较大等特点，是目前公认最的难处理的工业废水之一。

3 抗生素废水的处理方法

目前对抗生素废水的处理方法主要可以分为：物化法、生物法及组合法。

3.1 物化法

根据抗生素废水的特点，常通过物化法对废水进行预处理，来实现回收有用物质、提高废水的可生化性或者深度处理等。物化法目前存在运行比较复杂，运行成本较高等问题。物化法主要包括：混凝、气浮、吸附、过滤和化学氧化法。

混凝法是通过去除废水中的不溶性固体和大分子有机物来达到降低有机物和悬浮物的目的。混凝法对抗生素废水的COD、SS和色度都有较高的去除率[1～4]。采用不同的混凝剂对不同的抗生素去除效果不同，Fe2（SO4）3用量在94～200g/m3絮凝剂对诺氟沙星和氧氟沙星几乎没有去除，对环丙沙星的去除效率为30%[5]。

气浮法是通过高度分散的微小气泡粘附于废水中污染物上，使污染物上浮到液面上方，然后刮渣设备将泡沫去除，达到去除污染物的目的。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，COD的平均去除率可在25%左右[6]。魏有权等采用化学气浮法预处理土霉素废水，COD的去除率可达96%[7]。

吸附法是当废水流经多孔固体时，废水中某一组分或多个组分被固定在固体表面，废水进而得到净化。张满生等[8]利用两级炉渣吸附和三级活性炭吸附对某原料药废水进行深度处理，效果显著。

膜过滤可分为：微滤、超滤、纳滤和反渗透。膜过滤在处理污染物同时能回收部分物质而受到重视，不过能耗和成本较高也是该技术需解决的问题。其中有研究表明：反渗透膜对金霉素、土霉素和螺旋霉素的截留率都超过了98%[9～11]。

化学氧化是通过强氧化剂将无机物和有机物转化成为微毒、无毒和易于分解的状态。顾俊璟[12]采用氯氧化处理华北制药抗生素废水，在最佳条件下，COD去除率为65%。吴建新[13]将高铁酸盐用于处理抗生素类药物生产废水，其COD的去除率为33%左右，并且明显改善了废水的可生化性。Hirose等[14]研究發现，电化学技术对表阿霉素去除效果显著。Jara[15]等现，电化学技术对林可霉素去除率只有30%，而对氧氟沙星的去除率达99%。

3.2 生物法

目前大多数企业的抗生素废水采用生物法处理，处理工艺主要包括：好氧生物法和厌氧生物法。

3.2.1 好氧生物法

好氧生物法主要分为：活性污泥法、生物接触氧化、膜生物反应器、序批式反应器、深井曝气法等。

陈一申等[16]采用活性污泥法处理诺霉素发酵废水，在进水COD浓度低于2000mg/L时，COD去除率可达到89.7%。陈玉莉等[17]通过生物接触氧化法处理卡那霉素、麦迪霉素和安乃近混合废水，经处理后废水的COD、BOD5和色度去除率分别为71%、97%和40%。近年来，采用好氧法处理青霉素、乙酞螺旋霉素和土霉素等废水均取得了不错的效果[18～22]。单独采用好氧生物处理有机物浓度较低的抗生素废水一般是可行的，但是对于有机物高浓度较高（COD≥10000mg/L）的抗生素废水，如果只采用好氧生物处理是很难达到排放要求。

3.2.2 厌氧生物法

厌氧生物法具有容积负荷高，处理效率高，运行成本低等特点，处理方法主要包括UASB、EGSB、ABR、厌氧复合床等工艺。

李宁等[23]采用UASB反应器处理抗生素制药废水，COD去除率达到80%以上，反应器运行稳定。刘玮等[24]采用2级UASB反应器处理抗生素废水COD总去除率达到78%～85%。林锡伦[25]采用大型UASB装置直接处理以抗生素为主的有机混合型废水，COD去除率可达≥85%，每去除1kgCOD可产沼气0.46m3。王路光等[26]利用EGSB反应器处理青霉素废水，当进水COD浓度在6000mg/L时COD的去除率可达80%以上。

厌氧工艺的起步较晚，还有许多需要改进的地方。在当前国家日益严格的排放标准要求下，如果单独采用厌氧法处理抗生素废水难以达标，仍需要对废水进行进一步处理。

4 组合法

目前对抗生素废水的处理方法已取得较大的成果，但无论是物化法和生物法都有其优缺点。于是近年来人们对各种工艺如何取长补短，提高处理效率并降低处理成本进行进行了深入的研究，以应对更复杂的抗生素废水和严格的排放标准。

姚宏等[27]采用“两级厌氧一好氧一厌氧氨氧化”组合工艺处理金霉素和淀粉混合废水，该工艺对COD、氨氮和总氮的去除率分别为94%、96.9%和89.8%。LI等[28]采用“SBR+生物接触氧化”两级好氧处理经稀释之后的土霉素废水，处理后出水浓度最高达到了19.5mg/L以上。邓良伟等[29]采用“絮凝-厌氧-好氧”工艺处理青霉素、四环素、利福平和螺旋霉素等抗生素废水发现，出水可满足生物制药废水行业排放标准。

5 结论

大量使用抗生素所引发的人类健康和环境问题不容忽视。抗生素的种类繁多、性质各异、废水的水质也不尽相同，抗生素生产企业面临的环保压力也十分巨大。对于难降解的抗生素废水，单一的处理方法很难达到目前的排放标准，这就需要针对不同的废水采取不同的且最佳的组合处理工艺，突破各种抗生素废水有效、高效的处理方法，仍是今后需要深入研究解决的关键问题。

参考文献：

[1]刘明华，杨林詹，怀宇.复合型改性木质素絮凝剂处理抗生素类化学制药废水的研究[J].中国造纸学报，2006，02：47-50.

[2]马立艳.混凝处理抗生素废水研究[J].江苏环境科技，2007，20（5）：45～46.

[3]吴敦虎，李鹏，王署光，等.混凝法处理制药废水的研究[J].水处理技术，2000，26（1）：53～59.

[4]姚文娟，李绩，肖冬光，等.絮凝法处理酒精废液的研究[J].酿酒科技，2001.105（3）：62～64.

[5]VIENO N M，HRKKI H，TUHKANEN T，et al.Occurrence ofpharmaceuticals in river water and their elimination in a pilot—scale drinking water treatment plant[J].Environmental Science &Technology，2007，41（14）：5077～5084.

[6]马文鑫，陈卫中，任建军，等.制药废水预处理技术探索[J].环境污染与防治，2001，23（2）：87～89.

[7]魏有权，王化军，张强，等.气浮法预处理土霉素废水的试验研究[J].过滤与分离，2003，13（1）：19～21.

[8]Putra E K，Pranowor，Sunarso J，et al.Performance of activatedcarbon and bentonite for adsorption of amoxicillin fromwastewater：Mechanisms，isotherms and kinetics[J].Water Re-search，2009，43（9）：2419～2430.

[9]刘国信，叶康钰，夏恒霞.从制药废水中回收金霉素的研究[J].水处理技术，1995，21（2）：85～88.

[10]LiSZ，Li X Y，Wang D Z.Membrane（RO-UF）filtration forantibiotic wastewater treatment and recovery of antibiotics[J].Separation and Purification Technology，2004，34（1）：109～114

[11]王淑琴，李十中.反渗透法处理土霉素结晶母液的研究[J].城市环境与城市生态，1999，12（1）：25～27.

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

[13]吴建新.高铁酸盐处理制药废水的试验研究[J].中国给水排水，2010，is（25）：79～85.

[14]Zimmerman，F.J.Wet air oxidation of hazardous organics inwastewater[J].U.S.Patent，1950（2）：249.

[15]Bhargava S K，Tardio J，Prasad J，et al.Wet oxidation and eatalyt-is wet oxidation.Ind.Eng[J].Chem.Res，2006（45）：1221～1258.

[16]陳一申，朱敏，刘瑜.小诺霉素发醉废水好氧生物处理试验研究[J].上海环境科学，1997，16（4）：26～29

[17]陈玉莉，张仲燕，姚振淮.生物接触氧化法处理制药废水的研究[J].上海环境科学，1989，8（1）：6～9

[18]杨军，陆正禹，胡纪萃.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（5）：83～85.

[19]李道棠，赵敏钧，杨虹.深井曝气一ICEAS技术在抗菌素制药废水处理中的应用[J].给水排水.1996，22（3）：21～24.

[20]谭智，汪大.张伟烈.深井曝气处理高浓度制药废水[J].环境污染与防治，1993，15（6）：6～8.

[21]胡晓东，胡冠民，景有海.SBR法处理高浓度土霉素废水的试验研究[J].给水排水，1995，21（7）：21～22.

[22]简英华.ORBAL氧化沟处理合成制药废水[J].重庆环境科学，1994，16（1）：22～24.

[23]李宁，戴庆武，王军，等.升流式厌氧污泥床处理抗生素制药废水[J].化工环保，2010，30（4）：319～313.

[24]刘玮.2级厌氧反应器处理发酵类抗生素废水[J].水处理技术，2018，44（7）：78～82

[25]林锡伦.UASB工艺处理抗生素废水[J].化工环保，1995（2）：20～26.

[26]王路光，贾璇，王靖飞.EGSB工艺处理青霉素生产废水试验研究[J].水处理技术，2009，35（2）：92-96

[27]姚宏，王钰楷，何永淼，等.两级厌氧-好氧-厌氧氨氧化组合工艺处理制药和淀粉混合废水[J].环境工程技术学报，2013，3（4）：183～188.

[28]LI D，YANG M，HUJ.et al.Determination and fate of oxytetra-cycline and related compounds in oxytetracycline productionwastewater and the receiving river[J].Environmental Toxicologyand Chemistry，2008，27（1）：80～86.

[29]邓良伟.彭子碧.絮凝—厌氧—好氧处理抗菌素废水的试验研究[J].环境科学，1998，19（6）：66～69.

收稿日期：2020-02-16

基金项目：河北省社会科学发展研究课题（编号：201701410）

作者简介：陈晓轩（1986-），男，工程师，硕士，主要从事污水处理方面的研究和工程设计工作。