抗生素生产废水治理技术

　　抗生素生产废水是一类成分复杂、色度高、生物毒性大、含多种抑制物质的难降解高浓度有机废水。

　　生物制药行业的废水处理后必须满足以下要求：COD≤300mg/L，BOD5≤150mg/L，NH3-N≤25mg/L，SS≤200mg/L

　　抗生素废水的处理方法：物化处理、厌氧处理和好氧处理

　　1 物化处理

　　目前用于抗生素废水处理的物化方法主要有以下几种：混凝-沉淀、吸附、气浮、焚烧法和反渗透等，各种方法的处理效果见表1。

　　物化方法的选择应根据各类抗生素废水特点及试验结果而定。

　　2 生物处理工艺

　　生物处理工艺主要有好氧生物处理、厌氧生物处理及厌氧-好氧组合处理工艺。

　　2.1 好氧生物处理工艺

　　表 2 汇总了国内外部分抗生素生产废水好氧生物处理工艺及其主要运行参数。由表 2可知，抗生素生产废水的好氧生物处理工艺主要是早期传统活性污泥法和 70 年代开发的革新替代工艺。但是，由于抗生素生产废水属于高浓度有机废水，常规好氧工艺活性污泥法难以承受 COD 浓度 10g/L 以上的废水，需对原废水进行大量稀释，因此，清水、动力消耗很大，导致处理成本很高。

　　2.2 厌氧生物处理工艺

　　 与好氧处理相比，厌氧法在处理高浓度有机废水方面通常具有以下优点：

　　 (1) 有机物负荷高；(2)污泥产率低，产生的生物污泥易于脱水；(3)营养物需要量少；(4)不需曝气，能耗低；(5) 可以产生沼气、回收能源；(6) 对水温的适宜范围较广。

　　抗生素废水厌氧处理中常用工艺有升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床、厌氧折流板反应器等，处理负荷及效果见表 3。

　　厌氧生物工艺处理抗生素工业废水的试验研究较多而实际工程应用较少。高浓度的抗生素有机废水经厌氧处理后，出水 COD仍达 1000～4000mg/L，不能直接外排，需要再经好氧处理，以保证出水达标排放。 但由于厌氧段采用甲烷化，对操作和运行条件要求严格，而且原水中大量易于降解的物质（如有机酸等）在厌氧生物处理系统中被甲烷化，剩余的主要是难降解或厌氧消化的剩余产物，因此，后需的好氧处理尽管负荷较低，但是处理效率也很低。

　　2.3 厌氧-好氧组合工艺

　　厌氧处理 利用高效厌氧工艺容积负荷高、COD去除效率高、耐冲击负荷的优点，减少稀释水量并且能较大幅度地削减 COD，以降低基建、设备投资和运行费用，并回收沼气。厌氧段还有脱色作用，这对于高色度抗生素废水的处理意义较大。

　　好氧处理 目的是保证厌氧出水经处理后达标排放。 从工程应用角度应优先采用生物接触氧化和 SBR 工艺(序批式活性污泥法)。

　　表 4 汇总了国内外部分抗生素生产废水厌氧-好氧生物处理工艺及其主要运行参数。

　　2.2.4 水解酸化-好氧工艺

　　由于抗生素废水中高 SO42-、高浓度氨氮对产甲烷菌的抑制以及沼气产量低、利用价值不高等原因，近年来研究者们开始尝试以厌氧水解(酸化)取代厌氧发酵。经过水解酸化，废水的 COD降解虽不明显，但废水中大量难降解有机物转化为易降解有机物，提高了废水的可生化性，利于后续好氧生物降解。而且产酸菌的世代周期短、对温度以及有机负荷的适应性都强于产甲烷菌，保证了水解反应的高效率稳定运行。 厌氧水解工艺是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速率不同，在反应器中利用水流动的淘洗作用造成甲烷菌在反应器中难于繁殖，将厌氧处理控制在反应时间短的厌氧处理第一阶段。厌氧水解处理可以作为各种生化处理的预处理，由于不需曝气而大大降低了生产运行成本，可提高污水的可生化性，降低后续生物处理的负荷，大量削减后续好氧处理工艺的曝气量，而广泛的应用于难生物降解的制药、化工、造纸等高浓度有机废水的处理中。表5汇总了国内外部分抗生素生产废水水解酸化-好氧生物处理工艺及其主要运行参数。

　　此外，水解酸化反应器不需设气体分离和收集系统，无需封闭，无需搅拌设备，因此造价低，且便于维修；反应器可在常温条件下运行，不需外界提供热源和供氧，出水无不良气体，节约能耗，降低了运行费用；此外还有耐冲击负荷，污泥产率低，占地少等优点，在工程中有推广的价值。

　　从表 5 看出， 好氧工艺基本采用生物接触氧化工艺， 该工艺具有生物量大、 处理效率高、占地面积小、运行管理方便、污泥产量低、耐冲击负荷等优点。该技术目前被广泛应用于工业废水处理中，并且在制药废水处理方面已有成功的经验。