制药废水中抗生素的去除技术研究进展

发酵类抗生素生产废水中残留抗生素及相关物质(残留效价)含量高,对废水生物处理系统微生物群落结构以及废水处理效果影响显著,同时会导致生物处理细菌耐药基因的产生和排放;因此,如何去除废水中残留抗生素及效价是解决抗生素废水处理难题的关键。在前期研究的基础上,提出高浓度抗生素生产废水残留抗生素效价的水处理控制目标,概述了水中抗生素去除的生物和物化技术的最新研究进展,提出了在废水生物处理之前进行抗生素选择性去除的强化催化水解预处理技术方案,结合生物处理之后采用高级氧化技术保障该类废水安全排放,并对未来该类废水处理技术的发展方向提出了建议,以期为行业的可持续发展提供技术支持和科学依据。     

厌氧膜生物反应器处理抗生素废水研究进展与展望

中国是抗生素生产大国,抗生素生产过程伴随产生大量的含抗生素残留的有机废水,通常采用厌氧生物技术进行处理。然而传统的厌氧处理技术对抗生素废水存在效能不高的问题,并且难以实现废水中常规污染物、抗生素与耐药基因的协同控制。厌氧膜生物反应器同时具有厌氧处理与膜处理技术的优点,在处理抗生素废水方面展现出很好的应用前景。本文总结了厌氧膜生物反应器处理抗生素废水的研究进展,从常规污染物去除和耐药基因削减两方面阐述了厌氧膜生物反应器的处理优势;重点梳理了抗生素对厌氧膜生物反应处理过程中生物效能的抑制和耐药基因赋存的影响。在此基础上,提出“强化水解预处理去除抗生素残留效价(抑菌活性)-厌氧膜生物反应器”组合处理工艺作为短流程的抗生素废水处理最佳策略,在提升污水处理效能的同时实现对耐药性的协同控制,为制药废水绿色、高效和安全处理提供参考。     

生物铁-接触氧化组合技术处理抗生素制药废水

采用生物铁-接触氧化组合技术,研究各单元工艺和组合工艺的处理抗生素制药废水的效果、最佳控制参数和操作条件。结果表明,其CODCr去除率可超过90％,经处理后的出水可达到工厂回用水的水质要求,是处理抗生素制药废水行之有效的方法。     

抗生素发酵制药工程中异味的特征与关键污染物识别

抗生素原料药在生产过程中产生异味污染引发的民众投诉增多,逐渐成为发酵制药企业亟需解决的污染治理难点。以红霉素、四环素和泰乐菌素3种抗生素原料药的发酵生产过程为例,通过采用感官评价、电子鼻、气相离子迁移谱和气相质谱等多手段分析方法,解析发酵过程中产生的异味污染特征。结果表明:3种发酵尾气的气味特征、挥发性物质组分和含量差异较大;尾气中含有的挥发性物质有相同的组分,如乙醇、丙酮、2-戊酮、辛醛和苯甲醛,也各有特异性成分。未经处理的红霉素发酵尾气具有明显的土霉味,且臭气浓度值明显大于四环素和泰乐菌素发酵尾气。气味活度值(OAV)的计算结果表明:2-MIB和土臭素2种萜烯类物质是红霉素发酵最主要的异味污染物;而四环素和泰乐菌素的发酵异味是多种醛等含氧有机物和有机硫化物混合后形成的,因而气味特征较复杂。3种废气中,红霉素发酵尾气具有气量大、异味物质嗅阈值极低的特点,易造成异味污染且影响范围广,去除治理的技术难度也相对更大。本研究通过解析识别不同品种抗生素的发酵异味污染特征,以期为抗生素发酵异味污染治理和环境管理提供参考。     

新型填料曝气生物滤池处理抗生素类废水

针对抗生素类制药工业废水难处理的特点,将某高效复合微生物菌群负载在以中孔和大孔为主的污泥炭颗粒的表面和孔隙内部,制备得到生物改性污泥炭。采用装填生物改性污泥炭的新型填料曝气生物滤池及向下流、中下部曝气的运行方式对以抗生素类制药废水为主的混合工业废水絮凝沉淀池出水中的主要污染物进行深度处理。结果表明,污泥炭载体在水中发挥2种作用,即吸附功能和载体功能,污泥炭表面及内部孔隙结构非常发达,为不同种类和功能的高效微生物菌群的构建和负载提供了良好的载体;采用粒径为8~10 mm的生物改性污泥炭、HRT 100 min及气水比3∶1,进水COD浓度96~123 mg/L、NH3-N浓度8.8~17.4 mg/L、TP浓度0.390~0.623 mg/L、pH 6~9,新型填料曝气生物滤池对混合工业废水中的COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为47.2%、49.2%和35.6%,相比污水厂常规陶料填料生物滤池分别提高了27.9、21.6和12.8个百分点,该工艺处理效果稳定,运营管理简单,为极难生物降解的抗生素类废水为主的混合工业废水的深度处理提供了新思路。     

采用水解酸化-复合好氧处理制药工业废水的工艺评价

以制药工业综合废水处理为例对其采用的两级水解酸化复合好氧工艺的处理效果进行评估。按常规指标进行评估,该工艺对于制药综合废水的处理效果达到了设计目的,COD去除率可达到78.2%以上,NH+4-N的去除率达到99.3%,出水质量基本满足"污水综合排放标准(GB8978-1996)"二级标准和"辽宁省污水综合排放标准(DB21.1627-2008)";急性毒性的检测表明,经过该工艺处理后出水为低毒性;三维荧光谱分析(EEM)表明,制药综合废水经生物处理后的可溶性有机物中仍然存在难降解物质,建议增加物化处理以提高处理效果;并且制药废水经处理后的出水中的盐度对排入的生态系统存在风险,建议纳入排放标准以加强管理。     

β-内酰胺类抗生素的环境行为与制药行业源头控制技术研究进展

内酰胺类抗生素是目前生产量和使用量最大的抗生素类型之一,在不同的环境基质中都能检出其残留、相关抗药菌和抗性基因,具有潜在的环境风险。中国是世界上最大的β-内酰胺类抗生素原料药生产国,每年产生大量的制药废水和菌渣。如何有效去除制药废水中残留抗生素及效价,并实现制药菌渣资源化利用是行业发展的技术瓶颈。在查阅文献的基础上,梳理了β-内酰胺类抗生素的环境污染来源和污染特征方面的研究进展,阐述了抗生素在环境中的迁移、吸附、水解等环境行为,并从环境抗性的产生和传播角度分析了β-内酰胺类抗生素的环境影响;重点梳理了废水和菌渣中β-内酰胺类抗生素的控制技术方面的研究进展,在此基础上,从降解产物与抗性关系、抗生素和效价的控制目标、废水抗生素和抗性基因控制多级屏障技术体系和制药菌渣无害化及资源化等方面提出展望,以期为环境中β-内酰胺类抗生素的环境管理和风险控制提供参考。     

臭氧催化氧化-BAF组合工艺深度处理抗生素制药废水

针对抗生素制药废水组分复杂、毒性强、难生物降解的特点,以Ce负载天然沸石作为催化剂(Ce/NZ),采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池(BAF)组合工艺对抗生素制药废水二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,Ce/NZ催化剂可显著改善臭氧预处理单元的处理效率,在臭氧进气浓度为50 mg·L~(-1)、臭氧进气量为600 mL·min~(-1)、催化剂用量为1 g·L~(-1)、臭氧反应时间为120 min的条件下,臭氧催化氧化预处理对抗生素制药废水的COD去除率达到43%,平均COD由220 mg·L~(-1)降至125 mg·L~(-1),BOD_5/COD由0.12升至0.28,废水的可生化性得到显著提高。臭氧预处理单元出水采用BAF进行生化处理,在进水平均COD为125 mg·L~(-1)、平均NH_4~+-N为12 mg·L~(-1)、水力停留时间为4 h、气水比为4∶1的条件下,COD和NH_4~+-N的平均去除率分别为62%和64%。组合工艺处理后出水平均COD和NH_4~+-N分别为46 mg·L~(-1)和4.1 mg·L~(-1),出水水质可以稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903-2008)。相较于单独BAF工艺,组合工艺出水COD和NH_4~+-N平均去除率分别提高了66%和15%,出水水质明显优于单独BAF工艺出水。     

两室堆肥生物反应装置研究

以堆肥过程中物料平衡、热量平衡以及垃圾生物发酵特性为依据,设计了二室堆肥生物反应装置,并通过堆肥试验实际检验反应装置设计的合理性.装置主要结构包括:二室堆肥发酵仓、保温层、通风供氧系统、空气加热系统以及二次污染控制系统.装置的主要特点为:两发酵仓能够独立完成堆肥发酵,也可以实现堆肥一次、二次发酵串联工艺组合;通过二次污染控制系统,可以很好地减少堆肥过程中产生的废水臭气排放;采用空气加热系统,可以快速均匀地加热堆体,以满足不同堆肥工艺的需要.装置在试验研究以及小规模垃圾堆肥处理领域有一定的应用价值.     

铁炭微电解预处理高浓度高盐制药废水

采用铁炭微电解法预处理高浓度高盐制药废水,并对反应条件、处理效果、反应动力学和机理进行研究。通过单因素实验初步研究进水pH、铁用量、反应时间和铁炭比对处理效果的影响;通过正交实验表明进水pH对处理效果影响最大,并得到最佳反应条件为:进水pH为4.5,铁投加量40 g/L,铁炭质量比1∶1,反应时间4 h,COD去除率可达40%以上,并可以提高废水的可生化性,后续通过厌氧生物处理出水可达二级污水综合排放标准。通过对各级反应动力学方程进行回归分析,表明微电解处理制药废水基本遵循一级反应动力学。铁炭微电解处理制药废水效果好,并可以提高可生化性,同时具有操作简单和成本低的优点,为制药废水的预处理提供新的途径。     

味精废水发酵培养苏云金芽孢杆菌的研究

利用30L全自动搅拌式发酵罐研究了驯化后的苏云金芽孢杆菌Bt菌析在只添加少量营养物质的味精厂高浓度有机废水中的发酵特性并进行了生物毒性测定。结果表明该技术在有效处理味精废水的同时中大量发酵生产经济效益和社会效益均良好的无公害生物农,具有较高的工业应用价值。     

热水解预处理对制药菌渣厌氧消化产甲烷性能的影响

针对我国发酵类制药行业生产过程中产生的菌渣难处理问题,以制药菌渣为研究对象,将制药厂综合污泥为对照,采用热水解(thermal hydrolysis)预处理技术,研究高含固率制药菌渣在170℃,800 000 Pa和30 min水解条件下的处理效果,并进行生物化学产甲烷潜能实验,考察热水解预处理对制药菌渣厌氧消化效率的提高程度。结果表明,VB12菌渣、青霉素菌渣、综合污泥在预处理后,SCOD分别增加了80.00%、-28.57%、275%,TN分别增加了76.98%、-76.53%、93.68%,TP分别增加了101.10%、-81.97%、167.86%。VB12菌渣、青霉素菌渣、综合污泥在厌氧消化后,VS去除率为82.52%、63.76%、61.07%。累计产甲烷量分别提高了258.23%、740.63%、190.75%,可见热水解预处理提高产甲烷性能效果显著。与现有填埋、焚烧处理技术相比,厌氧消化能实现菌渣的资源化处置。为热水解与厌氧消化组合工艺处理制药菌渣在我国制药行业的工程应用提供参考。     

共固定光合和发酵性细菌处理有机废水生物制氢技术

介绍了光合细菌和发酵性细菌处理有机废水生物制氢技术,并提出了将两者混合培养是处理有 机废水生物制氢技术的最佳代谢模式,而共固定光合和发酵性细菌则是高效,稳定净化有机废水持续嫌氢的最佳工艺。     

生物接触氧化与兼氧水解-Bardenpho脱氮工艺应用于农用抗生素废水处理的比较分析

农用抗生素废水不仅有机物、氨氮、SS和盐分含量高,还含有不可降解的结构复杂的有机物、发酵中间代谢产物及抗生素,属高浓度难降解有机废水.对浙江钱江生物化学股份有限公司的农用抗生素废水一、二期工程的水质特点、工艺流程、运行情况和技术经济进行了比较分析,结果表明:采用单级生物接触氧化为主的处理工艺,生化残余浓度高,达标困难;采用兼氧水解-Bardenpho脱氮工艺处理,不仅能有效降低生化残余浓度,且系统对COD和氨氮的去除率分别达到98%和99%以上,且运行费用降低40%,获得的社会效益和环境效益较显著.     

水解酸化-厌氧-好氧法处理NF合成制药废水研究

研究了序批式水解酸化 厌氧 好氧生物处理工艺对NF合成制药废水的处理。由于NF制药废水中含有大量有毒有机化合物 ,在生物处理过程中这些有毒物质会抑制活性污泥的活性 ,因此需经过适当稀释原水以达到处理单元可接受的毒性范围。采用BODTrack快速测定了不同原水稀释条件下活性污泥呼吸曲线第一段斜率的变化 ,结果表明 ,当原水稀释 2 0倍以上后 ,对活性污泥的活性没有明显的抑制。通过批量实验 ,优化了工艺的运行条件 ,并进行了小试的连续运行。采用本工艺可以达到NF制药废水COD的稳定高效去除 ,结果显示 ,COD的去除率可达 76 %。     

水解酸化-厌氧-好氧法处理NF合成制药废水研究

研究了序批式水解酸化-厌氧-好氧生物处理工艺对NF合成制药废水的处理。由于NF制药废水中含有大量有毒有机化合物，在生物处理过程中这些有毒物质会抑制活性污泥的活性，因此需经过适当稀释原水以达到处理单元可接受的毒性范围。采用BOD Track快速测定了不同原水稀释条件下活性污泥呼吸曲线第一段斜率的变化，结果表明，当原水稀释20倍以上后，对活性污泥的活性没有明显的抑制。通过批量实验，优化了工艺的运行条件，并进行了小试的连续运行。采用本工艺可以达到NF制药废水COD的稳定高效去除，结果显示，COD的去除率可达76％。     

固定化膜生物反应器处理含抗生素污水

采用细菌固定化技术包埋活性污泥浓缩液,并利用A/O膜生物反应器处理含抗生素生活污水,考察了膜生物反应器在抗生素存在条件下降解有机物及氮素的性能,并对土霉素为代表的抗生素的去除效果进行分析。结果表明,人工模拟抗生素污水的COD、TOC、NH4+-N、TN及土霉素浓度分别为325～413、101.35～206.10、15.51～24.54、15.00～25.30和0.17～0.47 mg/L,水力停留时间为6、12和24 h的条件下,系统的出水平均COD、TOC、NH4+-N和TN分别维持在50、20、1和3 mg/L以下,对土霉素的平均去除率分别达到64%、72%和75%;研究还发现固定化膜生物反应器对进水中氨氮的波动具有良好的抗冲击负荷能力且可以延缓膜污染,正确调整水处理工艺的运行工序可以在提高水处理效率的同时有效降低水环境中的抗生素药物含量。     

污水处理厂出水中常见抗生素光降解去除规律研究进展

残留的抗生素和新产生的抗生素代谢产物会通过不同的途径进入到环境中,污染环境,诱导产生一些耐药和变异的超级细菌,严重危害人类健康.梳理分析了污水处理厂出水中常见的抗生素种类,阐述了光降解抗生素的反应机理和影响抗生素光降解的因素,并从高效光转化材料的制备、光降解产物的精准识别和降解产物的生物毒性评估角度提出开展后续研究的建...     

水环境中磺胺类抗生素的污染现状与处理技术研究进展

磺胺类抗生素在医药和养殖业中广泛使用,由于难以在环境中降解,其引起的污染问题得到了广泛关注。为了解磺胺类抗生素污染及处理技术,对其使用现状、危害及其在水环境中的迁移状况进行了阐述;介绍了水环境中磺胺类抗生素的处理技术研究现状,比较了各处理技术的优劣,并对今后的研究方向提出展望。     

氧化渠低温污水生物处理技术的可行性研究

本文介绍了一种适应于低温污永生物处理的活性污泥工艺——氧化渠。借助于试验,证实了它在低温下具有较强的降解有机物的功能;从理论上分析了这一特殊功能产生的原因。通过与其它生物处理方法进行对比,说明了氧化渠这一延时曝气工艺所独具的特点;最后对它在低温污水生物处理领域的地位作了充分的肯定。