制药废水中抗生素的处理技术研究进展_黄雅

ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新2020年第05期·81·文章编号：2095－6835（2020）05－0081－02制药废水中抗生素的处理技术研究进展＊黄雅，陆恬奕，徐瑞，李宇，杨彩云，朱林娇，李佳佳（陕西中医药大学药学院，陕西咸阳712046）摘要：制药过程中产生的抗生素废水成分复杂、毒性大，若不经处理直接排放，将破坏天然水质的自净能力，对环境造成持久性危害。阐述了抗生素概念和废水水质特征，分析了国内外抗生素废水处理技术，比较分析了现有抗生素废水处理技术的优劣点。希望制药企业重视生态环境保护工作，开发新的处理技术或将多种技术有机组合，以实现将制药废水达标排放、减少水质污染。关键词：抗生素；制药废水；处理技术；水质特征中图分类号：X787文献标识码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2020.05.0301引言随着世界科学技术的进步，制药产业的迅速发展，中国已成为世界制药领域主要的原料生产国。然而，由此也产生了大量的制药废水。据统计，中国每年的制药废水产量高达2.5亿吨，而未经处理的部分高达一半之多。近年来，中国多地河流水域已检出存在严重的抗生素污染问题。抗生素污染已成为中国乃至全球面临的重大环境问题之一，如何处理环境中的抗生素，必将成为一个重要的研究方向。2抗生素废水处理方法目前，处理抗生素废水的方法主要有生物处理法、高级氧化技术、物化处理技术。2.1生物处理法现今使用最广泛的方法是生物处理法，生物处理技术通过微生物的生命活动来代谢制药废水中的抗生素，但是对于含有高毒性污染物的抗生素废水，过高的毒性会导致微生物死亡，所以使用生物处理技术时会受到污染物浓度的限制。生物处理法成本低，是目前低浓度抗生素废水处理的主流技术，但处理高浓度废水时，抗生素还会残留从而使生物处理效果不稳定，并且对于好氧和厌氧生物易产生耐药性细菌和超级细菌，这可能会降低原有抗生素的降解效果，因此在处理之前一般还需使用物化法处理抗生素，对其进行初步降解。2.2高级氧化技术高级氧化技术[1]指利用电、光、超声、外加催化剂、高温高压等条件下，采用具有强氧化性的物质将抗生素变成对环境影响较小的小分子物质。按照自由基途径的不同，可以分为臭氧氧化技术、Fenton氧化技术、光解法、电化学氧化技术、超声氧化技术等。2.2.1臭氧氧化技术臭氧的氧化性非常强，它能与抗生素直接或间接发生氧化反应。在水中臭氧可以直接与抗生素反应，或分解出·OH，同为强氧化剂的·OH能够与O3一起发生反应，用于降解抗生素。BALCIOGLU等人[2]发现对头孢曲松钠、青霉素和恩诺沙星，在pH=7的缓冲溶液中进行臭氧氧化处理时，溶液中会形成较多的·OH，从而达到较高的COD去除率。2.2.2电化学氧化技术电化学氧化指抗生素直接在电极上面发生化学反应转化为无污染的物质，或者在电极表面上产生·OH，进一步氧化分解抗生素。JAEA等人[3]利用电化学氧化技术降解含林可霉素和氧氟沙星的废水，研究结果表明该技术对林可霉素的降解效率约为30%，而对氧氟沙星的去除率能够达到99%以上。WANG等人[4]利用SnO2-Sb/Ti电极处理环丙沙星抗生素废水，经过120min处理后，环丙沙星降解率及COD和TOC去除率可分别达到99.5%、86%、70%。2.2.3Fenton氧化技术Fenton氧化技术指在pH值为3～5时，Fe2+能够催化过氧化氢分解产生·OH，进而将抗生素分解。ELMOLLA等人[5]通过Fenton法研究发现，在pH=3、H2O2/COD与H2O2/Fe2+的摩尔比分别为1.5和20时，2min内能够将阿莫西林、氨苄青霉素和氯西林完全降解。ELMOLLA等人[6]发现用Fenton技术能够对阿莫西林、氨比西林、氯唑西林进行降解，并且COD和DOC的去除率分别能够达到81.4%和51.3%。2.3物化处理技术2.3.1膜分离法膜分离法指通过各组分选择渗透性的差异，从而对多组——————————————————————————＊［基金项目］大学生创新创业训练计划项目（编号：201831029）；陕西中医药大学学科创新团队项目（编号：2019-YL10）科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation·82·2020年第05期分物质进行分离的方法。GUO等人[7]采用两性离子膜分离抗生素红霉素（ERY）与NaCl，当使用PA-ZWI-6h作为过滤膜时，过滤9h后单侧膜的ERY浓度从初始的100增加到310，能够有效分离ERY与NaCl。2.3.2吸附法刘希[8]对制药工业产生的抗生素废水进行研究，发现在一定条件下膨润土与酸改性膨润土都可对土霉素（OTC）和四环素（TC）进行吸附，且酸改性膨润土的吸附效果更好，能够