摘要：制藥行業(yè)水環(huán)境污染問題突出，成為國內外治理難點問題之一。歐盟和美國等國家已實現綜合污染防治和管理排污許可證的立法，建立并完善了可行技術（bestavailabletechnology，BAT）體系。目前，我國尚未形成適于制藥行業(yè)排放標準要求的可行的水污染防治技術體系，制藥行業(yè)在水污染防治工作中缺乏技術支撐。2016年12月，國務院辦公廳發(fā)布了《控制污染物排放許可制實施方案》，對固定污染源的環(huán)境管理將逐步轉向綜合許可、一證式管理。污染防治可行技術是環(huán)境保護主管部門對排污許可證申請材料審核的重要參考和依據之一。因此，急需篩選先進、成熟、達標的污染防治技術及最佳可行工藝路線，滿足制藥企業(yè)水污染防治設施在方案制訂、工程設計、實施運行等過程，針對不同類產品廢水水質特點確立優(yōu)化的組合工藝路線需求，為我國制藥工業(yè)排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范的有效實施提供技術支撐，為我國制藥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

關鍵詞：制藥廢水;抗生素;抗生素抗性基因;抗生素抗性菌

引言

抗生素是由細菌、真菌等微生物及動植物在生命活動中產生的，具有抗病原體或其他生物活性的次級代謝產物。因其可以殺菌、抑制微生物生長或繁殖的特性，廣泛應用于人類和動物疾病的預防和治療之中。目前，全球特別是中國，對抗生素的使用甚至已達到濫用的程度。目前在世界各地的地表水、沉積物和生物群中都已檢測到抗生素。這些含抗生素的廢水進入自然界后，會通過食物鏈富集累積，最終會對人體和動植物體產生更大的危害。因此，含抗生素廢水的處理已成為關乎人類健康和命運的重要問題。

1抗生素廢水的水質特征

抗生素為發(fā)酵類藥物，抗生素企業(yè)制藥廢水是抗生素廢水的最大來源。因此，以抗生素企業(yè)制藥廢水為例來描述抗生素廢水的水質特征，其廢水具有以下特征：①COD含量高，抗生素生產工藝流程復雜，抗生素廢水主要有肟化廢水、重排廢水、成品廢水、抗生素清洗廢水等，致使其廢水COD濃度較高;②廢水中懸浮物濃度高，抗生素廢水中的懸浮物主要來自于發(fā)酵過程中的殘留培養(yǎng)基質及微生物絲菌體;③成分復雜，抗生素生產過程中的每個環(huán)節(jié)都會產生廢水，其廢水不但含有抗生素，還有各種中間代謝物、酸、堿、芳香族化合物等難降解性物質，成分復雜，難以生物降解;④生物毒性高，在抗生素生產過程中加入的一些無機、有機物、殘留抗生素及中間產物達到一定濃度后會對微生物產生抑制作用或對生物體產生一定的毒害作用;⑤硫酸鹽濃度高，在抗生素精制過程中，會使用硫酸作為pH調節(jié)劑，在提取和冷凍工段也使用了硫酸鹽，致使抗生素廢水中硫酸鹽濃度較高。

2最佳可行技術工藝路線及分析

提取類藥制藥廢水的可生化性較好，各類生化處理技術方法對有機物去除效果明顯。推薦廢水處理可行技術工藝路線為“預處理技術+厭氧處理技術+多級AO處理技術+深度處理技術”。預處理技術主要為混凝沉淀或氣浮等;厭氧處理技術以水解酸化、UASB為主;多級AO處理技術，多采用接觸氧化法、SBR及其變形等抗沖擊能力較強的工藝串聯;深度處理技術與發(fā)酵類和化學合成類相同。預處理技術與深度處理技術主要根據來水水質及排水去向進行增選。提取類制藥企業(yè)生產過程涉及粗提工藝時，產生的廢母液CODcr濃度可高達上萬mg/L，廢水應首先分類收集后經混凝沉淀或氣浮等預處理;在只有精制和制劑工藝時，混合廢水濃度低于1000mg/L時，采用“好氧處理+深度處理技術”也可滿足排入公共廢水處理系統需求。

3抗生素廢水處理技術

3.1電化學氧化法

電化學氧化法是在電場的作用下，借助特殊的電化學反應裝置，利用電極反應使電極表面產生大量的·OH，降解廢水中有機污染物的一種水處理方法。以Na2SO4溶液為電解質，鈦涂釕銥電極為陽極，2-乙基蒽醌修飾石墨氈電極為陰極，用電化學氧化法處理頭孢合成廢水二次出水，可將廢水的COD濃度從263.15mg/L降低到117.62mg/L，COD去除率可達55%以上，電流效率可達32%以上，能耗為51.54kWh/kgCOD，出水可達標排放。用電催化氧化法處理抗生素磺胺廢水，當磺胺溶液初始濃度為0.12mmol/L、pH為3、電流強度為20mA/cm2、Na2SO4電解質濃度為50mmol/L時，電催化氧化3h后，磺胺降解率為89.2%。以活性炭構建電催化-過硫酸鹽體系處理磺胺類抗生素廢水，當pH為5、板間距為9cm時，磺胺的降解率為88.5%;活性炭重復使用4次后，磺胺的降解率仍能維持在80%以上。

3.2厭氧處理技術

在制藥廢水處理中的主要應用包括：厭氧生物膜法、升流式厭氧污泥床（UASB）、以及在UASB的基礎上研發(fā)的厭氧顆粒污泥膨脹床技術（EGSB）、厭氧流化床（AFB）以及IC反應器、折流板反應器（ABR）、上流式厭氧污泥床過濾器（UASB+AF，或稱UBF）等新型厭氧反應器。目前，在發(fā)酵類、化學合成類、制劑類和中藥類等高濃度制藥廢水的處理中，UASB因技術成熟而被廣泛應用。另外，結果表明，在處理發(fā)酵類抗生素廢水中，EGSB與UASB相比，具有上升流速高、抗沖擊能力強、容積負荷高等優(yōu)勢，適用于處理高濃度抗生素類制藥廢水。水解酸化法，作為后續(xù)生物處理的預處理工序被普遍應用于高濃度制藥廢水處理工藝中，用于提升廢水的可生化性。

3.3 A/O生化池

在A池厭氧環(huán)境下，異養(yǎng)菌將廢水中的大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性有機物轉化為可溶性有機物，可溶性有機物和懸浮污染物水解成有機酸。聚磷菌在O池好氧狀態(tài)下過量攝取磷，在厭氧狀態(tài)下釋放體內過量積聚的磷，達到除磷目的。自養(yǎng)菌在O池好氧條件下，硝化菌通過硝化作用將廢水中的氨氮轉化為硝酸鹽，通過污泥回流進入A池;反硝化菌以廢水中的碳源為營養(yǎng)物質，通過反硝化作用將O池回流的硝酸鹽還原為分子態(tài)氮（N2），實現脫氮目的。在O池好氧條件下，好氧微生物將對A池未降解的有機污染物等進一步降解去除，提高A/O生化體系對廢水中有機污染物的去除效率，為后續(xù)深度處理工藝降低負荷，為出水穩(wěn)定達標提供保障。

結束語

抗生素制藥廢水是重要的抗生素、ARB和ARG的排放源，在制藥廢水處理系統中將其有效去除是減少由制藥廢水排放導致抗生素相關污染的關鍵。研究發(fā)現制藥廢水中殘留抗生素的濃度與種類會影響ARG的豐度和種類，ARG的絕對豐度在經過生物處理單元后上升，物理化學處理單元后下降。廢水中ARG的增加或去除可能主要是微生物增殖或去除的結果。此外，不同處理工藝對制藥廢水中ARG的去除效果也不同，其中MBR工藝對制藥廢水中ARG的去除效果可達99%以上，消毒及高級氧化工藝是徹底去除廢水中ARG的有效方法。制藥廢水處理系統仍然面臨如何在達到常規(guī)出水指標的前提下更好地去除ARG和如何將不同工藝組合起來達到更好的ARG去除效果等諸多問題。

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作者簡介：姓名：牛昌威?性別：男?出生年月：1998.12?民族：漢族?籍貫：山西省盂縣南婁鎮(zhèn)郭村631號?學歷：本科