抗生素生產(chǎn)廢水是一類成分復(fù)雜、色度高、生物毒性大、含多種抑制物質(zhì)的難降解高濃度有機(jī)廢水。分析了各類抗生素生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特征與主要污染因子,介紹了國內(nèi)外抗生素生產(chǎn)廢水治理的各種物化和生物處理方法及其應(yīng)用,并在此基礎(chǔ)上提出水解酸化-生物接觸氧化工藝有望成為處理抗生素生產(chǎn)廢水的主導(dǎo)工藝
日前，國內(nèi)有300多家企收生產(chǎn)70多個品種的抗生素，占世界總產(chǎn)量的20%-30%，抗生素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃 度廢水一直是污水治理領(lǐng)域的一個難題。對于這種成分復(fù)雜、色度高、生物毒性大、難降解高濃度有機(jī)廢水處理至今尚未找到適宜的解決力方法，是日前國內(nèi)外水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
按照新制定的生物工程類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB21907-2008） 原有生物制藥企業(yè)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(chǎn)廢水而言，這無疑是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。因此，圍繞抗生素生產(chǎn)廢水的處理，研究和生產(chǎn)部門作了大量研究，提出了不少治理技術(shù)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(yōu)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
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(nèi)外部分抗生素生產(chǎn)廢水好氧生物處理工藝及其主要運(yùn)行參數(shù)。由表2可知，抗生素生產(chǎn)廢水的好氧生物處理工藝主要是早期傳統(tǒng)活性污泥法和70年代開發(fā)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(chǎn)廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，常規(guī)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(jìn)行大量稀釋，因此，清水、動力消耗很大，導(dǎo)致處理成本很高，應(yīng)用廠家實(shí)際廢水處理率也較低。
1.2.2厭氧生物處理工藝
日前，國內(nèi)外高濃度有機(jī)廢水的處理力一法，基本上是以厭氧發(fā)酵為主。與好氧處理相比，厭氧法在處理高濃度有機(jī)廢水力一面通常具有以下優(yōu)點(diǎn)[12 13]:1)有機(jī)物負(fù)荷高;2)污泥產(chǎn)率低，產(chǎn)生的生物污泥易于脫水;3)營養(yǎng)物需要量少;4)不需曝氣，能耗低; 5)可以產(chǎn)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�？股貜U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(yīng)器等，處理負(fù)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(yàn)司}究較多而實(shí)際工程應(yīng)用較少。日前生產(chǎn)性規(guī)模應(yīng)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(jī)廢水經(jīng)厭氧處理后，出水COD仍達(dá)1000-4000mg/L，小能直接外排，需要再經(jīng)好氧處理，以保證出水達(dá)標(biāo)排放。但由于厭氧段采用甲烷化對操作和運(yùn)行條件要求嚴(yán)格，而且原水中大量易于降解的物質(zhì)如有機(jī)酸等)在厭氧生物處理系統(tǒng)中被甲烷化，剩余的主要是難降解或厭氧消化的剩余產(chǎn)物，因此，后需的好氧處理盡管負(fù)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(dǎo)工藝。
厭氧處理利用高效厭氧工藝容積負(fù)荷高、COD去除效率高、耐沖擊負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)，減少稀釋水量井且能較大幅度地削減COD，以降低基建、設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)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(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。從工程應(yīng)用角度應(yīng)優(yōu)先采用生物接觸氧化和SBR工藝(序批式活性污泥法)。
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(chǎn)甲烷菌的抑制以及沼氣產(chǎn)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(fā)酵。據(jù)文獻(xiàn)報道［27]，有些有機(jī)物在好氧條件下較難被微生物所降解［28]，經(jīng)仄氧酸化預(yù)處理可以改變難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其好氧生物降解性能提高。經(jīng)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(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解有機(jī)物，提高了廢水的可生化性，利于后續(xù)好氧生物降解。而且產(chǎn)酸菌的世代周期短，對溫度以及有機(jī)負(fù)荷的適應(yīng)性都強(qiáng)于產(chǎn)甲烷菌，保證獷水解反應(yīng)的高效率穩(wěn)定運(yùn)行。厭氧水解工藝是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生匕速率小同，在反應(yīng)器中利用水流動的淘洗作用造成甲烷菌在反應(yīng)器中難于繁殆，將厭氧處理控制在反應(yīng)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(yù)處理，由于不需曝氣而大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，可提高污水的可生化性，降低后續(xù)生物處理的負(fù)荷，大量削減后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量，而廣泛的應(yīng)用于難生物降解的制藥、化工、造紙等高濃度有機(jī)廢水的處理中［29]。表5匯總了國內(nèi)外部分抗生素生產(chǎn)廢水水解酸化一好氧生物處理工藝及其主要運(yùn)行參數(shù)。
此外，水解酸化反應(yīng)器不需設(shè)氣體分離和收集系統(tǒng)，無需封閉，無需攪拌設(shè)備，因此造價低，且便于維修;反應(yīng)器可在常溫條件下運(yùn)行，不需外界提供熱源和供氧，出水無小良?xì)怏w，節(jié)約能耗，降低獷運(yùn)行費(fèi)用;此外還有耐沖擊負(fù)荷，污泥產(chǎn)率低，占地少等優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)行管理力一便、污泥產(chǎn)量低、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)日前被廣泛應(yīng)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(jīng)驗(yàn)。表5抗生素生產(chǎn)廢水水解酸化一好氧生物處理工藝及運(yùn)行參數(shù)
2今后研究的方向
1)厭氧水解酸化在改善抗生素生產(chǎn)廢水生物降解性能方面的深入研究。
2)深入考察仄氧水解酸化一生物接觸氧化法在抗生素生產(chǎn)廢水處理工藝中，硫酸欲還原、脫氮、有機(jī)物去除等方面的關(guān)系。
3)硫酸欲還原產(chǎn)物硫化氫等惡臭物質(zhì)的生物處理工藝。
4)生物強(qiáng)化技術(shù)在抗生素生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用。
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