抗生素生產廢水治理技術進展
摘要：抗生素生產廢水是一類成分復雜、色度高、生物海性大、含多種抑制物質的難降解高濃度有機廢水。 分析了各類抗生素生產廢水的水質特征與主要污染因子，介紹了國內外抗生素生產廢水治理的各種物化和生物處理方法及其應用，井在此基礎上提出水解酸化一生物接觸氧化工藝有望成為處理抗生素生產廢水的主導工藝。
關鍵詞：抗生素生產廢水；水解酸化；生物接觸氧化
日前，國內有300多家企收生產70多個品種的抗生素，占世界總產量的20%-30%，抗生素生產過程中產生的高濃 度廢水一直是污水治理領域的一個難題。對于這種成分復雜、色度高、生物毒性大、難降解高濃度有機廢水處理至今尚未找到適宜的解決力方法，是日前國內外水處理的難點和熱點。
按照新制定的生物工程類制藥工業水污染物排放標準（GB21907-2008） 原有生物制藥企業的廢水處理后必須滿足以下要求:COD ≤ 100mg/L, BOD5≤30mg/L, NH3-N≤15mg/L ,SS≤70mg/L，對于高濃度抗生素生產廢水而言，這無疑是一項艱巨的任務。因此，圍繞抗生素生產廢水的處理，研究和生產部門作了大量研究，提出了不少治理技術和方法，取得了一定的研究成果。 1抗生素廢水的處理方法：抗生素廢水的處理方法可簡單歸納為三種:物化處理、厭氧處理和好氧處理。各種處理方法都有其優勢和不足。
1.1物化處理
目前用于抗生素廢水處理的物化力方法主要有以下幾種:混凝一沉淀、吸附、氣浮、焚燒法和反滲透等，各種方法的處理效果見表1。
表1物化方法處理抗生素廢水效果
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物化方法的選擇應根據各類抗生素廢水特點及試驗結果而定。
1.2生物處理工藝
生物處理工藝主要有好氧生物處理、厭氧生物處理及厭氧一好氧組合處理工藝。
1.2.1好氧生物處理工藝
表2匯總了國內外部分抗生素生產廢水好氧生物處理工藝及其主要運行參數。由表2可知，抗生素生產廢水的好氧生物處理工藝主要是早期傳統活性污泥法和70年代開發的革新替代工藝，如深井曝氣、生物流化床、生物接觸氧化法、SBR及氧化溝等。但是，由于抗生素生產廢水屬于高濃度有機廢水，常規好氧工藝活性污泥法難以承受COD濃度lOg/L以上的廢水，需對原廢水進行大量稀釋，因此，清水、動力消耗很大，導致處理成本很高，應用廠家實際廢水處理率也較低。
表2抗生素生產廢水好氧化物處理工藝及運行參數
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1.2.2厭氧生物處理工藝
日前，國內外高濃度有機廢水的處理力一法，基本上是以厭氧發酵為主。與好氧處理相比，厭氧法在處理高濃度有機廢水力一面通常具有以下優點:1)有機物負荷高;2)污泥產率低，產生的生物污泥易于脫水;3)營養物需要量少;4)不需曝氣，能耗低; 5)可以產生沼氣、回收能源;6)對水溫的適宜范圍較廣;7)活性厭氧污泥保存時間長。抗生素廢水厭氧處理中常用工藝有升流式厭氧污泥床(UASB).厭氧流化床、厭氧折流板反應器等，處理負荷及效果見表3
厭氧生物工藝處理抗生素工收廢水的試驗司}究較多而實際工程應用較少。日前生產性規模應用較成功的僅為UASB和普通厭氧消化工藝，其他工藝尚處于中試階段。高濃度的抗生素有機廢水經厭氧處理后，出水COD仍達1000-4000mg/L，小能直接外排，需要再經好氧處理，以保證出水達標排放。但由于厭氧段采用甲烷化對操作和運行條件要求嚴格，而且原水中大量易于降解的物質如有機酸等)在厭氧生物處理系統中被甲烷化，剩余的主要是難降解或厭氧消化的剩余產物，因此，后需的好氧處理盡管負荷較低，但是處理效率也很低。
1.2.3厭氧一好氧組合工藝路線
從80年代開始，厭氧一好氧生物處理組合工藝逐漸成為主導工藝。
厭氧處理利用高效厭氧工藝容積負荷高、COD去除效率高、耐沖擊負荷的優點，減少稀釋水量井且能較大幅度地削減COD，以降低基建、設備投資和運行費用，井回收沼氣。厭氧段還有脫色作，這對于高色度抗生素廢水處理意義較大。好氧處理日的是保證厭氧出水經處理后達標排放。從工程應用角度應優先采用生物接觸氧化和SBR工藝(序批式活性污泥法)。
表3抗生素廢水厭氧生物處理工藝及運行參數
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表4抗生素廢水厭氧一好氧生物處理工藝及運行參數
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同時，對于高氮、高COD廢水，通過厭氧一好氧組合工藝還可達到脫氮的日的。表4匯總了國內外部分抗生素生產廢水厭氧一好氧生物處理工藝及其主要運行參數。
表5匯總f國內外部分抗生素生產廢水厭氧一好氧生物處理
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1.2.4水解酸化一好氧工藝
由于抗生素廢水中高濃度氨氮對產甲烷菌的抑制以及沼氣產量低、利用價值小高等原因，近年來司研究者們開始嘗試以厭氧水解（酸化)取代厭氧發酵。據文獻報道，有些有機物在好氧條件下較難被微生物所降解，經仄氧酸化預處理可以改變難降解有機物的化學結構，使其好氧生物降解性能提高。經過水解酸化，廢水的COD降解雖小明顯，但廢水中大量難降解有機物轉化為易降解有機物，提高了廢水的可生化性，利于后續好氧生物降解。而且產酸菌的世代周期短，對溫度以及有機負荷的適應性都強于產甲烷菌，保證獷水解反應的高效率穩定運行。厭氧水解工藝是考慮到產甲烷菌與水解產酸菌生匕速率小同，在反應器中利用水流動的淘洗作用造成甲烷菌在反應器中難于繁殆，將厭氧處理控制在反應時間短的厭氧處理第一階段。厭氧水解處理可以作為各種生化處理的預處理，由于不需曝氣而大大降低了生產運行成本，可提高污水的可生化性，降低后續生物處理的負荷，大量削減后續好氧處理工藝的曝氣量，而廣泛的應用于難生物降解的制藥、化工、造紙等高濃度有機廢水的處理中。表5匯總了國內外部分抗生素生產廢水水解酸化一好氧生物處理工藝及其主要運行參數。
此外，水解酸化反應器不需設氣體分離和收集系統，無需封閉，無需攪拌設備，因此造價低，且便于維修;反應器可在常溫條件下運行，不需外界提供熱源和供氧，出水無小良氣體，節約能耗，降低獷運行費用;此外還有耐沖擊負荷，污泥產率低，占地少等優點，在工程中有推廣的價值。
從表5看出，好氧工藝基本采用生物接觸氧化工藝，該工藝具有生物量大、處理效率高、占地面積小、運行管理力一便、污泥產量低、耐沖擊負荷等優點。該技術日前被廣泛應用于工收廢水處理中，并且在制藥廢水處理力一面己有成功的經驗。表5抗生素生產廢水水解酸化一好氧生物處理工藝及運行參數
2今后研究的方向
1)厭氧水解酸化在改善抗生素生產廢水生物降解性能方面的深入研究。
2)深入考察厭氧水解酸化一生物接觸氧化法在抗生素生產廢水處理工藝中，硫酸欲還原、脫氮、有機物去除等方面的關系。
3)硫酸欲還原產物硫化氫等惡臭物質的生物處理工藝。
4)生物強化技術在抗生素生產廢水處理中的應用。
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