抗生素废水处理技术研究进展

崔馨心，任梦圆，朱静怡，王美萱，徐晖雨，邹昱阳

摘要：自抗生素的诞生，人类便开始广泛使用，我国是生产和使用抗生素的大国。生产抗生素企业众多，由此产生的环境问题日渐加剧。本文在分析抗生素废水中的水质特征的基础之上，介绍了近年来国内外抗生素废水处理过程中采用的物理法和化学法等其他方法，同时对各种方法进行分析对比。

关键词：抗生素、废水、处理技术

抗生素类药品是目前国内消耗较多的药物之一，但在抗生素的生产过程中，由于原料利用率、精致纯度低、废水中抗生素残留量高等因素，造成抗生素废水成分复杂，处理难度大，环境严重污染^[1]。因此，对抗生素废水的处理就显得格外重要。

含有抗生素的废水成分复杂，往往有机物和悬浮物含量较高，且存在生物毒性物质如含有硫酸盐、酸碱溶液以及有机溶剂等。废水中COD含量高，导致水中溶解氧的含量较低，使水体污染物去除难度增大。同时，抗生素废水pH波动较大，这就会影响废水生化效果。对于抗生素废水常用的处理方法目前有物理法、化学法和生物法等。

物理法主要包括吸附法、膜分离法和沉淀法。物理法去除污水中抗生素吸附法常利用表面积较大的多孔型固体材料（如活性炭、生物质炭、金属有机骨架材料等）对废水中的抗生素进行吸附。研究表明，利用活性炭去除污水中喹诺酮类抗生素（氧氟沙星），其去除率可达将近100%^［2］。吸附法操作简单有效，成本较低，但吸附往往只是将污染物转移至吸附剂中，因此吸附之后还应增加相应处理措施对吸附剂中抗生素进行处理。膜分离技术主要是将压力作为驱动力利用膜的孔径对抗生素进行截留。主要包括反渗透、纳滤、微滤和超滤等，根据孔径的不同大小选择不同技术有针对性的去除水中抗生素。往往能够达到良好的废水处理效果，可有效去除水体中的抗性基因。膜分离技术在污染物的处理和物质的回收方面越来越受到重视，但其能耗高、成本高也是急需解决的问题。

物理处理法是将抗生素从水体中去除，但抗生素本身化学结构没有发生变化，而是转移至载体中，需要进一步的处理。污水处理的另一常用方法是化学法，也被用于污水中抗生素去除。高级氧化技术是一种典型的污染物化学处理技术，主要利用活性极强的自由基（·OH）氧化分解水中有机污染物，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。氧化过程可消除抗生素对微生物的抑制作用，提高废水的可生化性，降低后续生物处理难度。

生物处理技术主要包括好氧技术和厌氧技术。好氧处理的特点是反应速率较快，所需反应时间较短。好氧处理技术是处理抗生素废水的理想方法，国内外的研究表明，含有四环素、林可霉素、青霉素等废水均可应用该技术进行处理。厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解的过程。厌氧技术能耗比较低，而且还可以回收生物能（沼气）。污泥产率低，产生的生物污泥易于脱水。利用上流式厌氧污泥床对含有青霉素的污水进行处理，发现COD去除率能够达到85%以上^[3]。

目前对于抗生素废水的处理方法已取得较大的成果，但无论是物化法和生物法都有其优缺点。因此，近年来人们对于工艺如何提高废水处理效率、降低处理的成本，以应对更复杂的废水和严格的排放标准进行了深入的研究。

抗生素的大量使用造成了严重的水体污染且范围很广。目前对于抗生素废水的处理研究处于探索阶段。所以在未来我们应不断提高生产工艺，推行先进生产工艺和清洁生产，并完善废水处理的工艺，减小抗生素废水对环境的污染。

本论文感谢“吉林省大学生创新创业训练计划项目”计划资助项目号（202010191048）

参考文献

[1]黄永兰.抗生素废水处理技术研究的现状和发展.扬州工业职业技术学院化学工程系[A].1001～9677(2013)16-0056-03.

[2] Zhang J，Chua Q W，Mao F，et al. Effects of activated carbon on anaerobic digestion-Methanogenic metabolism， mechanisms of antibiotics and antibiotic resistance genes removal［J］．Bioresource Technology Reports，2019，5: 113-120.

[3]张玲，王文文，常红玉，严拯宇.抗生素废水处理方法的研究进展.中国药科大学.[A].1001-9677(2020)05-0030-04.