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头孢类抗生素制药污水处理技术

作者:漓源环保来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2020.01.15

         头孢类抗生素制药污水包括该抗生素的生产污水和厂区工人的生活污水。而生产污水又包括发酵、化学合成及制剂工艺中产生的污水。高浓度污染污水来源于前两者,制剂污水与生活污水属于低浓度工业污染污水,工业污水处理难度较大。国内现在所生产的头孢类抗生素绝大部分通过发酵过程提取然后经化学合成而制得。其中,废母液和结晶液、倒罐污水属于高浓度污水;来自于设备及地面清洗过程的冲洗污水、发酵罐的洗罐污水属于低浓度污水;冷却污水属于清洁净水,可循环使用。

         2.头孢类抗生素制药污水的主要污染物及其特征

         头孢类抗生素制药污水的主要污染物包括发酵代谢产物、菌丝体及抗生素残留物、硫酸盐、表面活性剂(破乳剂、消沫剂等)和发酵预处理、提取分离中残留的酸、碱,一般不含重金属和剧毒的化学物质。

         该类污水的特征及其原因主要包括:(1)COD含量高,且含有大量含苯环和杂环的大分子难降解有机物,所以可生化性差,其ρ(BOD5)/ρ(CODCr)范围大约在0.1~0.22之间;(2)生物抑制性物质多,主要为残留的抗生素及其中间代谢产物,因为发酵中抗生素得率较低,约0.1%~3%,采用大孔径吸附树脂提取得率约78%~80%;(3)生物毒性物质多,包括高浓度的硫酸盐、表面活性剂和含氮含硫的杂环化合物;(4)悬浮物浓度高、色度高,主要为发酵过程中产生的菌丝体;(5)pH值低,因为发酵液预处理有高浓度的无机酸及有机物中有机酸含量比较高,且波动大;(6)间歇生产导致水质、水量波动大;(7)温度高,因为发酵过程温度下效果更好;(8)气味重,主要由各种有机物、硫化物导致。

        3头孢类抗生素制药污水的处理技术

        3.1物化处理技术

        3.1.1吸附法

        吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附。物理吸附是吸附载体(主要为活性炭及其改良载体)与污染物因分子间作用力(包括范德华力和氢键)结合在一起从而被去除;化学吸附是依靠化学键与载体相结合。因为物理吸附无选择性,所以物理吸附吸附量更大。孙瑞杰等以低浓度头孢拉定溶液为研究对象,得出在投加量为0.20g/100mL、温度为35℃、头孢拉定初始浓度为4.0mg/L且pH=7.0,活性炭(AC)和铁离子改良活性炭(Fe-C)对头孢拉定的平衡吸附量分别为1.935mg/g和1.942mg/g,蕞大吸附量分别为5.478和6.280mg/g。

        3.1.2光催化法

        光催化法是在太阳光或者紫外光照射下,有机污染物在光催化剂(主要是二氧化钛及其改性催化剂)作用下被氧化降解成小分子有机物或者被直接矿化。李雪等以纳米氧化锌/石墨烯复合物为光催化剂,以头孢他啶溶液模拟抗生素污水,在300W氙灯光源下,得出蕞佳条件是:催化剂用量为25mg,光照时间为3.5h,pH值为6,ZnO与氧化石墨烯配比为15∶1,对头孢他啶溶液的降解率达到了95%。

        3.1.3铁碳微电解法

        铁碳微电解法,又称内电解法、零价铁法。其作用机制是以铁屑为阳及,活性炭、烟道灰或者瓦斯灰为阴及形成原电池,发生一系列的化学反应以去除污染物。马小兰用铁碳微电解法预处理头孢菌素类抗生素制药污水,在蕞佳条件:150mL污水(250mL铁碳填料),水力停留时间为1.5h,铁碳体积比为2∶1,pH值控制条件为5下,COD去除率可达40%~60%。

        4结语

        头孢类抗生素污水的治理研究已有很大的发展,但其仍存在着很大的研究空白,如污水组成和微生物群落结构,厌氧毒性分析及毒性物质对厌氧过程的抑制等方面的研究等。同时应注意到需要国家、企业的支持,以有效地做到防与治,增强治理的篙效性、经济性和可持续性。头孢类抗生素制药污水的治理任重道远。

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