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抗生素废水处理方法研究进展

发布日期:2015-06-26

抗生素废水处理抗生素废水处理方

抗生素是一类由微生物代谢产生的、在低浓度下能抑制或杀灭其他微生物的化学物质。目前,我国有抗生素生产企业300 多家,约占世界总产量的30%,年产抗生素原料约21 万吨,年排放抗生素废水在5000 多万吨。

抗生素废水色度高、含多种难降解及生物毒性物质,是一种高浓度有机废水。废水中残留的抗生素会对环境造成潜在的影响。徐维海等对国内4 家污水处理厂进出水中的抗生素进行检测,结果显示污水处理厂对抗生素的**去除率仅为81%。低浓度的抗生素也可能对人体造成潜在的危害。因此,抗生素废水处理的工艺及方法已成为一个重要课题。

一、抗生素废水的处理方法

抗生素废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法等。物理法主要有气浮法、吸附法和膜技术;化学法主要有臭氧氧化法、Fenton 氧化法和电化学技术;生物法主要有SBR法(序批式活性污泥法)、MBR 法(膜生物反应器法)和**式厌氧污泥床法。现分别就各种方法进行分析。

1.物理法。

(1)气浮法。气浮法包括溶气气浮、充气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。常用于如土霉素和庆大霉素等抗生素废水的处理。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% 。

(2)吸附法。吸附法是一种**的抗生素废水处理方法。该方法一般采用多孔性固体吸附废水中的污染物,使废水得到净化。该方法的显著优势是在除去污染物的过程中不产生毒性更大或更难降解的污染物。已有研究表明,使用活性炭对磺胺类、甲氧苄啶和四环素类等几种抗生素废水进行间歇式吸附和连续式吸附后,废水中抗生素的去除率在50%~95%之间。虽然该方法能**处理抗生素废水,但是吸附后的固体成为了一种新的污染物。

(3)膜技术。膜技术是以半透膜两边的压力差为驱动力,将污染物从一相浓缩到另一相的过程。由于抗生素废水中的离子和大分子有机物较多,因此该方法可有效处理抗生素废水。此外,该技术具有不需热能、操作简单和能量使用率高等优点。研究表明,利用膜技术处理四环素类和磺胺类抗生素废水,废水中抗生素的去除率在50%~80%之间。除此之外的其他类抗生素废水,膜技术处理的去除率均高于90%。

2.化学法。

(1)臭氧氧化法。臭氧的氧化性很强,能直接或间接与有机物发生反应。臭氧氧化法可用于处理流速大、成分复杂的废水。研究表明,对于林可霉素类、大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类和四环素类抗生素废水,使用臭氧氧化法处理后,废水中的抗生素去除率**可达76%。

(2)Fenton 氧化法。Fenton 试剂是亚铁盐和H2O2的组合,它可以有效地去除抗生素废水中难降解的有机物。Fenton 氧化法设备简单,易于实现产业规模,具有较好的开发前景。王春平等利用Fenton 法处理青霉素废水,在*佳条件下,COD 的去除率可达70%。

(3)电化学技术。电化学技术利用有机物在阳极发生电化学反应,从而除去废水中的污染物。它具有**、适用范围广、经济环保、操作简单等优点。Hirose 等研究发现,电化学技术能去除表阿霉素废水中的大部分表阿霉素。Jara 等发现,电化学技术对废水中的林可霉素去除率只有30%,而对氧氟沙星的去除率达99%。

3.生物处理法。抗生素废水成分复杂,COD 高且难降解,单纯的物理法或化学法通常只能去除废水中的一种或几种污染物,因此在实践中,以好氧处理或厌氧处理以及厌氧+好氧等组合工艺为主的生物处理法也常被用来改善处理效果。

在多种生物处理法中,SBR 法(序批式活性污泥法)对抗生素废水的处理效果很好。胡晓东等采用SBR 法对青霉素废水中的各种参数进行了去除效果的影响试验,结果发现试验出水COD 的去除率可以达到85%。

膜分离技术与生物处理法的**结合组成了MBR 法(膜生物反应器法)。任立人等利用膜生物反应器处理青霉素生产废水,发现污泥浓度在10 g/L 左右较合适,运行一段时间,当COD 进水浓度在3000 mg/L 时,出水浓度基本维持在300 mg/L 左右,去除率高达90%。

 

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