高浓度抗生素污染废水处理技术研究进展

贾良杰 唐 勇 周鹏飞 刘晨昊

（1.西华大学，四川 成都 610039；2.四川碧水源工程设计有限公司，四川 成都 610000）

抗生素可以抵抗或杀死病原体，它们是预防传染病的重要药物，在国内外的医疗、畜牧等领域抗生素被广泛的使用。但是，随着抗生素的持续使用和研发，人们越来越依赖抗生素，这导致了滥用抗生素。长期使用抗生素，会影响人们生活的方方面面，最主要的在于滥用抗生素会使水环境变得不平衡。根据研究，国内地表水中拥有68 种抗生素，其数量、浓度和分布超过其他国家。

1 物理法

对于抗生素废水来说，物理法处理既可以作为单独的处理方法，也可以作为化学处理法和生物处理法的前处理和后处理方式，物理法处理是最为常规的处理方法，以混凝法等为主。其原理是通过物理作用分离并去除难溶固体，来减少难溶固体和污水中的生物抑制剂。

混凝过程是固体颗粒在混凝剂作用下失去电荷，随后相互结合，在废水中形成絮凝体的过程。废水中体积较大的颗粒物通过重力沉降，较小的颗粒物或胶质颗粒物在混凝法作用下沉降。混凝法的工作机理主要来源于以下三种作用：压缩双电层、电性中和还有吸附架桥作用。

2 化学法

化学法处理是通过多种化学反应，包括催化氧化法、微电解法等实现对抗生素分子的氧化或转化。目前，较为新颖且潜力值较高的是微电解法。

Fe-C 处理法，也就是内电解法、微电解法等，其目的是利用其电化学效应（原电池反应） 来处理抗生素废水。这一方法的基本原理是铁和碳被用作正负电极原材料，其主要用于处理酸性抗生素废水。在酸性条件下，铁和碳由于金属活泼性质在水中形成电极的电位差值，继而形成了微原电池，一些具有很强的氧化作用的有机物（如OH-等） 氧化其他化合物，能提升废水可生化性。铁-碳法结合了电化学、氧化还原反应以及物理吸收能力，经常作为抗生素污水处理技术。这种污水处理方法还可以节约能源消耗，方便操作，降低化学试剂和减少有毒化学制品的产生。它还能同时处理废料和污废水，发挥环境保护的双重作用。然而大多数还处于试验进程中，微电池电极材料也在不断发展，实际应用上还有很多问题，但是微电池处理方法在处理抗生素废水中的潜力是值得肯定的。

3 生物法

生物方法普遍用于处理家庭的生活污水和工业废水，具有先进的技术，简便的操作方式，并且成本低廉，生物法在处理抗生素废水中，是较物理、化学法最为主要的处理方法。生物方法来处理抗生素废水主要包括厌氧法和好氧法等两大类。

厌氧生物处理工艺是处理抗生素废水最常用的方法，在污水中可以去除大部分污染物。在无氧条件下，厌氧细菌可以把抗生素废水中的有机物通过分解反应分解为CH4 和CO2，厌氧生物处理法作为污废水处理的一种手段，也被称为厌氧消化法。厌氧消化法的微生物中，贡献最大的代谢细菌是产酸菌和产甲烷菌。产酸菌和产甲烷菌这两种细菌的生物特性之间有一些差异。因此，在有机物分解过程中，根据细菌特性的不同，可以设计出适当的微生物生长条件如温度、pH、DO、有机物浓度等，在废水中分阶段处理有机物质。经单独的厌氧方法处理后的出水COD 仍较高，难以实现出水TN，NH3-N，TP 达标，一般采用好氧处理以进一步去除剩余COD。

好氧生物处理工艺是指将溶解在废水中的有机物转化成一个个的小分子的方法，目前用于处理抗生素废水的好氧生物工艺包括传统的活性污泥法及其衍生的SBR、A/O、AAO、CASS 等。相比于厌氧生物法，好氧法处理废水时间较短，此外还具有结构简单，过程灵活，稳定性高的特点。好氧微生物处理法因其广泛用于四环素等抗生素废水的处理，因此在抗生素废水的处理中占据十分重要的地位。

4 结语

废水处理是环境保护方面最重要的主题之一，因为抗生素的物理和化学特性有很大的不同，因此根据抗生素的特殊性质，抗生素生产废水一般采用以物理法为主，化学法为辅的前处理方式，随后以厌氧法为主好氧法为辅的生物法处理，接着是不同的后处理过程，经消毒后排入就近水体或尾水收集设施中去。但从技术上讲，目前国内外处理方法在技术上不太有效。在采用最大程度净化废水时，应保证环境卫生，减少其他污染，与此同时还应使投资成本能够尽可能的减少。近阶段，清洁卫生的生物处理法以及物理化学结合法仍然是主要趋势。