四川地埋式一體化污水處理設備

四川地埋式一體化污水處理設備

      制藥廢水中抗生素的去除技術研究進展

自從20世紀40年代*被廣泛應用于臨床醫療以來，抗生素在減少疾病痛苦、延長人類壽命方面發揮了無法替代的作用。目前用于臨床上的抗生素藥物達數千種，其中產能和需求量大的為發酵類抗生素原料藥，主要包括β-內酰胺類、四環類、氨基糖苷類、大環內酯類等9大類。目前，我國生產抗生素的企業多達300 余家，生產的抗生素品種超過70個，抗生素產量占到世界總產量的20%～30%，是臨床上需求量大的β-內酰胺類、四環類和氨基糖苷類等9種發酵類抗生素藥物的主要生產基地，部分產品如*、鹽酸*和*類產品的產量。抗生素生產在我國國民經濟中扮演著極其重要的角色。

發酵類抗生素生產過程大致分為發酵、過濾、提取和精制等幾步主要工序。由于其生產特點，原料利用率低，抗生素生產廢水成分復雜，含有大量有機物、高濃度抗生素及相關物質殘留(主要是某些具有抑菌效應的異構體或水解與降解中間產物)。例如*發酵廢母液化學需氧量(COD) 、氨氮分別為15000～35000、500～1600和2000mg·L－1，殘留*含量為500～1000mg·L－1。同時，抗生素廢水排放量大，生產每噸抗生素的基準排水量達500～6500m3。

目前，發酵類抗生素廢水處理的主體工藝均使用生物技術，通常包括厭氧、缺氧和好氧3個處理單元。廢水中殘留的高濃度抗生素對微生物存在很強的抑制作用，使得高濃度的抗生素廢水的處理成為一個難題: 首先是其復雜的水質條件，特別是某些殘留抗生素及相關物質影響下的生物處理效果不穩定，造成大量抗生素廢水處理設施的出水COD和氨氮等指標難以滿足《發酵類制藥工業水污染物排放標準》，成為行業發展的重大挑戰; 其次是高殘留抗生素及相關物質脅迫下廢水生物處理中抗生素抗藥菌和耐藥基因的產生與排放的環境安全問題。作為大的抗生素生產國之一，含有高濃度抗生素的生產廢水生物處理系統可能成為抗藥基因的潛在污染源，使我國面臨較大的抗生素生產過程污染排放導致的耐藥基因傳播風險?？梢?，如果能夠在廢水生物處理之前去除抗生素及相關物質殘留可以保障抗生素生產廢水生物處理效果和阻斷耐藥基因產生排放。盡管目前水中抗生素的去除技術已經有很多研究，特別是近年來基于臭氧、Fenton等的各種氧化或者高級氧化技術能夠從純水或者模擬水體系中高效去除抗生素，然而如何從組成非常復雜的抗生素廢水中高效選擇性去除殘留抗生素及其相關物質仍然是一個技術挑戰。

筆者及其所在課題組是上早關注抗生素生產過程中高濃度抗生素及抗藥基因排放問題的研究小組之一，近10年來，在國家自然科學基金、*863課題、合作等項目的支持下，致力于發酵類抗生素廢水特征污染——抗生素和耐藥基因的識別、轉化和控制研究。發現抗生素生產廢水處理系統出水和剩余污泥是抗生素、耐藥菌和耐藥基因排放的一個重要來源; 開發了強化催化水解等預處理、酵母菌預處理、高溫和超高溫厭氧技術進行廢水和剩余污泥(菌渣) 中抗生素的選擇性去除和耐藥基因的控制，在河北某制藥廠進行了四環素類抗生素廢水處理的強化催化水解預處理和厭氧生物處理耦合的現場中試驗證，在無錫某制藥廠建立了包括酵母菌預處理-常規生物處理-高級氧化的大環內酯類廢水處理示范工程，為解決行業廢水難題提供了技術基礎。

在前期工作的基礎上，本文首先提出高濃度抗生素生產廢水殘留抗生素的處理技術控制目標，進而綜述了水中抗生素去除的生物和物化技術研究進展，后提出關于廢水生物處理之前進行抗生素選擇性去除的預處理技術方案，對未來的技術發展方向提出了建議。