摘要:制药产业在工作的过程中,出现含有抗生素的废水在所难免,但是这类废水会污染到水体环境,因此,使用制药废水抗生素去除技术十分重要。基于此,本文首先对制药废水中出现抗生素的原因进行分析,并详细阐述相关去除技术。
关键词:制药;废水;抗生素;去除技术
制药厂在生产的过程中,需要大量使用青霉素、大环内酯类抗生素,这样才能有效保障药剂质量。所以需要做好对制药废水的处理工作,进而减少废水对我国环境、水体的污染。同时一些抗生素可能会破坏生物族群,所以需要应用抗生素去除技术,减少污染,保护环境。
一、制药废水中出现抗生素的原因
在畜牧业的生产过程中,通常需要添加一定量的抗生素,这样才能有效提高生物的免疫力,增加产业效益。在这一环节,动物并不能规模化吸收抗生素,进而导致药物随动物粪便流出,出现水土污染问题。对制药企业来说,抗生素药物的生产是产业生产的重要组成的部分,例如常见的头孢菌素、克林霉素均是抗生素,得到了临床医学的广泛应用。如果处理技术不当很容易致使废水排放及控制出现问题,进而导致水体质量不佳,出现范围内大规模的环境污染。除此之外,在实践应用的过程中,如果人体用药剂量过大,很可能会出现人体难以吸收药物进而发生再次污染的问题[1]。相关数据表明人体只能够转化10%左右的抗生素菌群,通过酸性空间产生无活性物质,但是剩余的抗生素物质会通过排泄排除,进而污染水体。同时部分制药厂也会在调配的过程中添加一定含量的抗生素,通过储存及处理等方式排放,因为具有光敏度参数确认方面的问题,致使抗生素无法完成系统的降尘,排放后的水体依然具有遗留物,必然会出现污染问题。
二、制药废水抗生素去除技术分析
(一)常规处理技术
常规处理技术是一些应用较为广泛的常规处理方法,主要包括吸附技术、膜分离技术、混凝法等技术,主要作用为使BOD5和COD得以降低,进而降低温度及水体污染量,达到正常处理的水平。
目前应用最为广泛的方法便是生物处理法,深恶处理技术主要是基于微生物生命活动将制药废水中的抗生素代谢,但是一些抗生素废水具有较高的毒性污染物,毒性较强致使微生物死亡,因此该方法具有一定的局限性,容易受到污染物浓度的影响。生物处理技术的使用成本较低,也是当下低浓度抗生素废水去除的最常用技术,但是用该技术对高浓度废水进行处理的过程中,残留的抗生素导致处理效果不理想,并且对好氧生物来说,容易出现耐药性细菌,这便直接导致抗生素降解效果的下降,所以在使用该项技术前需要通过物化法处理抗生素,使其完成降解。
在使用吸附技术时,主体使用了活性炭和沸石等吸附介质,对水体中的抗生素进行有效吸附,进而保证粒径较大的基质得到降尘处理。但是仅进行吸附操作的效益并不理想,需要与其他技术相结合进行优化处理,例如在使用吸附技术的过程中添加一些催化剂。并且要限制添加的催化剂,例如催化剂本身的成本较高或者一些化学试剂均具有一定的污染性物质,进而致使范围内的制药废水发生二次污染[2]。因此需要使用光催化技术,通过成本相对更低的二氧化锑完成优化,大大提高了使用效益。除此之外,使用电解技术时,应该控制好溶液的阴阳两极液体流量,该方法能够有效提高抗生素的去除率。总而言之,使用常规技术去除抗生素,详细测算水体中抗生素,能够将头孢克洛、头孢地尼等抗生素有效去除。最后,废水中具有极高的氮氧化物成分,并且盐的浓度也非常高,通过该技术能够有效清除污染物中的氟和氮。并且该项技术有呼吁抑制微生物的大量繁殖,使其成为无氧化性物质,进而保证处理的可靠性。
使用常规处理技术还能通过膜生物分离完成二次分离,控制水体中的化学厌氧菌及生物厌氧菌产物。
通过MBRF技术的使用,在主体操作中假如具有较强可塑性的物质,进而保证活性污泥能够在吸附操作中完全吸收污染物。使用该技术需要把控好温度,通常情况下需要将温度控制在22.5℃,根据膜分离池对污染物进行有效处理,进而确保技术应用的有效性。使用新型MBRF技术,大大提高了COD及BOD5的去除率。
总而言之,传统的技术工艺能够沉淀废水中的污染物,进而产生凝胶状胶体物质,提高处理效率。
(二)新型处理技术
新型处理技术主要为臭氧技术和超声波技术,能够大大减少废水处理时间,保证出水COD含量符合排污标准。
臭氧处理技术不但具有清洁性的作用,还能有效减少副反应风险。主要原因为臭氧具有强氧化的特点,能够对水体中的污染物形成抑制,进而破坏抗生素的[-OH]结构。并且这类物质的结构通常为糖类物质的基本框架。通过对主体反应的模式及条件进行抑制,进而导致细胞核内DNA活性失去作用,达到处理废水的目的。在具体处理过程中,首先要将臭氧通到废水中,进而有效排除废水中的抗性基因粒子,通过使用生物膜分离技术实现质粒的钻花,将其转化为数量不同的物质。与此同时臭氧还具有杀菌的效果,进而使抗生素中的细菌活性得以降低[3]。相关研究表明,使用臭氧技术能够有效清理含有抗水素的制药废水,并能够有效控制COD,大大提高了废水的去除率,目前已经达到正常排放的标准。
通过超声波技术能够达到净化水体的目的,主要原因为超声波通入反应池中,声波能够产生高压环境,这一环境能够引起原有物质间作用力发生断裂,进而使原有物质的属性出现改变。在有机分解的过程中,能够使N-H、N-N之间的力实现充足操作,使其分解为某物质的单质物或化合物,进而有效去除这些物质。但是该项技术的使用需要满足下述两大条件,第一,加压;第二,温度。并且上述两个条件受成本影响较大。从理论方面来讲,该技术能够将COD的去除浓度控制在84.6%-87.1%之间,满足COD处理的标准[4]。
除此之外,混凝技术近些年来也得到了广泛的应用,通过新型混凝剂聚硅酸铝镁锌,实现对四环素(TC)和土霉素(OTC)的处理。通过使用该方法大大提高了OTC及TC的去除率。物化法对抗生素具有极高的降解效率,但是当下所使用的的吸附剂通常为活性炭,花费成本较大,并且无法完全降解抗生素,只能实现抗生素的转移,整体效果并不理想。
总而言之,上述新型去除技术具有高效性,但是受到技术因素、操作因素的影响较大,需要相关人员能够不断提高技术水平。对不同新兴产业技术的发展来说,需要加大的技术的研究力度,根据各项技术的优势,将多项技术联合使用,提高效果。同时,相关工作人员应该探索排放抗生素的类型,进而保证每一项技术都能够得到充分利用[5]。
结语:
总而言之,在制药废水操作的过程中,需要融入不同的处理技术进行实践,不断优化技术,提高技术水平,有助于提高产业效益。
参考文献:
[1]王炼,陈利芳,朱强, 等.抗生素制药废水的提标改造[J].浙江化工,2020,51(1):28-31.
[2]黄雅,陆恬奕,徐瑞, 等.制药废水中抗生素的处理技术研究进展[J].科技与创新,2020,(5):81-82.
[3]何锦垚,魏健,张嘉雯, 等.臭氧催化氧化-BAF组合工艺深度处理抗生素制药废水[J].环境工程学报,2019,13(10):2385-2392.
[4]谷永,田哲,唐妹, 等.林可霉素制药废水的臭氧氧化处理[J].环境工程学报,2019,13(12):2789-2797.
[5]李俊杰.头孢类抗生素制药废水处理技术研究进展[J].绿色科技,2018,(22):60-61.