旭日東分享抗生素廢水處理(lǐ)方法
抗生素是一類由微生物代謝產生的、在低濃度下能抑製或殺滅其他微生物的化學物質。目前,我國有抗生素生(shēng)產企業300 多家,約占世界總產量的30%,年產抗生素原料約21 萬噸,年排放抗生素廢水在5000 多萬噸。
抗生素廢水(shuǐ)色度高、含多種難降解及(jí)生物毒性物質,是一種高濃(nóng)度有機廢水。廢水中殘留的(de)抗生素會對環境造成潛在的影響。
徐維(wéi)海等(děng)對國(guó)內4 家汙水處理廠進出水中的抗生素進行檢測,結果顯示汙(wū)水處理廠對(duì)抗生素(sù)的最高去除率僅為81%。低濃度的抗生素也可能對人體造成潛在的危害。因此,抗(kàng)生素廢水處理的工藝(yì)及方法已成為一個重要課題。
抗生素(sù)廢(fèi)水的處理方法
抗生素廢水的(de)處理方法主要有物理法、化學法和(hé)生物(wù)法等。物理法主要有氣浮法、吸附法和(hé)膜技術;化學法(fǎ)主要有臭氧氧化法、Fenton 氧化法和電化學技術;生物法主(zhǔ)要有SBR法(序批式活(huó)性汙泥法)、MBR 法(膜生物反應器法)和上流式厭氧汙泥床法。現分別就各種方法進行分析。
1.物理法
(1)氣浮法。氣浮法包括溶氣氣浮、充氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種(zhǒng)形式。常用於如土黴素(sù)和慶大黴素等抗生素廢水的處理。魏有權等采用(yòng)化學氣浮法預處理土黴素廢水,COD 的去除率可達96% 。
(2)吸附(fù)法。吸附法是一種高效的抗生素廢水(shuǐ)處理方法。該方法一般采用多孔(kǒng)性固體吸附廢水中的汙染物(wù),使廢水得到淨化。該方法的顯著優(yōu)勢是在除去汙染物的過程中不產生毒性更大(dà)或更難降解的汙染物。已有研究表明,使用活性炭對磺胺類、甲氧苄啶和四環素類等幾種抗生素廢水進行間歇式吸附和(hé)連(lián)續式吸附後(hòu),廢水中抗生素的去除率在50%~95%之間。雖然該方法能高效處理抗生素廢水,但是吸附後(hòu)的固(gù)體成為了一種(zhǒng)新的汙染物。
(3)膜技術(shù)。膜(mó)技術是以半透膜兩邊的壓力差為驅動力,將(jiāng)汙染物從一相濃縮到另一相的(de)過程。由於抗生素廢水中的離子和大(dà)分子有機物較多,因此該方法可有(yǒu)效處理(lǐ)抗生素廢水。此外,該技術具有不需熱能(néng)、操作簡單和能量使用率(lǜ)高等優點。研究表(biǎo)明,利用膜技術(shù)處(chù)理四環素類和磺胺類抗生素廢水,廢水中抗(kàng)生素的去除率在50%~80%之(zhī)間。除此之外的其(qí)他類抗生(shēng)素廢水,膜技術處理的去除率(lǜ)均高於90%。
2.化學法
(1)臭氧氧(yǎng)化法。臭氧的氧化性很(hěn)強,能直接或間接與有機物發生反應。臭氧氧化法可用於處理流(liú)速大、成(chéng)分複雜的廢水(shuǐ)。研究(jiū)表明,對(duì)於(yú)林可黴素類、大(dà)環內酯類、喹諾酮類、磺胺類(lèi)和四環素類抗生(shēng)素廢水,使用臭氧氧化(huà)法處理後(hòu),廢水中的抗(kàng)生素去除率最高可達76%。
(2)Fenton 氧化法。Fenton 試劑(jì)是亞鐵鹽和(hé)H2O2的組合(hé),它可以有效地去除抗生素廢水(shuǐ)中難降(jiàng)解的有機物。Fenton 氧化法設備簡單,易於實現產(chǎn)業規模,具有較好的(de)開發前(qián)景。王春平等利用Fenton 法處理青黴(méi)素廢水,在最佳條件下,COD 的去除率可達70%。
(3)電化學技術(shù)。電化學技術利用有機物在陽極發生電化學反應,從而除去廢水中的(de)汙染物。它(tā)具有高效、適用範圍廣、經濟環保(bǎo)、操作簡單(dān)等(děng)優點。Hirose 等研究發現,電化學技術能(néng)去(qù)除表阿黴素(sù)廢水中的大部分表阿黴(méi)素。Jara 等發現(xiàn),電化(huà)學技術對廢水中的林可(kě)黴素去除率隻有30%,而(ér)對氧氟(fú)沙星的去除率達99%。
3.生物處理法
抗生素廢(fèi)水成分複雜,COD 高且難(nán)降解,單純的物理法或化學法通(tōng)常隻能去除廢水中的一種或(huò)幾(jǐ)種汙染物,因此在實踐中,以好氧處理或厭氧處理以及(jí)厭氧+好氧等(děng)組合工藝為主的生物處理法也常被用來改善(shàn)處理效果。
在(zài)多種生物處理法中(zhōng),SBR 法(fǎ)(序批(pī)式活性汙泥法)對抗生素廢水(shuǐ)的處理效果很好(hǎo)。胡曉東(dōng)等(děng)采用SBR 法對(duì)青黴素廢水中的各種(zhǒng)參數進行了去除效果的影響試驗(yàn),結果發現試驗出水COD 的去除率可以達到85%。
膜分離技術與生物處理法的高效結合組成(chéng)了MBR 法(膜生物反應器法)。任立人等利用膜生(shēng)物反應器處理青黴素生產廢水,發現汙泥濃度在10 g/L 左(zuǒ)右較合適,運(yùn)行一段時間,當COD 進水濃度在(zài)3000 mg/L 時,出水濃(nóng)度基本維持在300 mg/L 左右,去除率高達90%。
王路光等利用(yòng)上流式厭氧汙(wū)泥床(chuáng)反應器(EGSB)對青黴素(sù)廢水進行了厭氧生物處理係統研(yán)究。研究發現,反應器(qì)啟動後(hòu),當廢水投加量小於七成,進水(shuǐ)COD 濃度在6000 mg/L時,COD 的去除率可達80%以上。
結語
抗生素廢水由於其成分複雜、含有大量有毒物質等特點,僅靠單一的物理法和化(huà)學法可以有效去除廢水中(zhōng)的一種(zhǒng)或幾種汙染物,但是很難使(shǐ)處理後(hòu)的廢水(shuǐ)達到排放(fàng)標準。
生物處理法處理抗生素廢(fèi)水效果較好,但需(xū)進行有效(xiào)的(de)預處理或采用多種技術結合,可(kě)以改善處理效果。另外,可對廢水處理過程中產生的廢物進行(háng)合理化(huà)處理研究,可實現(xiàn)資源綜(zōng)合利用。