楊 釗，劉漢武，李世剛，曾曉林，王先慶

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊，貴州遵義 563000；2.貴州省地礦局第二工程勘察院，貴州遵義 563000）

制藥廢水主要來源于藥物的研發(fā)與生產(chǎn)過程（發(fā)酵、萃取、過濾、離子交換以及制藥設備清洗）中所產(chǎn)生的廢水，其中包含了大量的廢溶劑、難降解的有機物以及各種醫(yī)藥中間體。因而制藥廢水具有有機物含量高、高氨氮、毒性大、色度深和可生化性差等特點。與傳統(tǒng)的活性污泥工藝相比，厭氧技術具有高有機負荷、污泥產(chǎn)量少、運行成本低及可產(chǎn)生再生能源甲烷等優(yōu)勢。因此厭氧技術是處理高濃度有機物制藥廢水的首選處理方法。本文綜述了厭氧和厭氧混合技術對制藥廢水的處理，指出現(xiàn)有技術的不足與未來研究的方向。

1 制藥廢水的厭氧技術

當前處理制藥廢水的厭氧技術主要包括厭氧膜生物反應器（AnMBR）、上流厭氧污泥床（UASB）、厭氧序批式反應器（AnSBR）和厭氧+好氧技術。

1.1 厭氧膜生物反應器（AnMBR）

AnMBR 處理工藝結合了厭氧處理和膜過濾過程，可以完全保留生物質(zhì)處理廢水。AnMBR 在能源生產(chǎn)中也起著重要作用，因為它能夠利用廢水中大部分有機物產(chǎn)生清潔能源甲烷。Huang 等采用浸沒式AnMBR 處理含β-內(nèi)酰胺類抗生素的制藥廢水，COD 去除率最高可達94%，甲烷產(chǎn)量為0.151～0.242L/g。Hu 等評估了厭氧膜生物反應器（AnMBR）在改善進水濃度處理抗生素溶劑廢水的性能和微生物群落動態(tài)，結果顯示，COD 平均去除率為93.6%，甲烷產(chǎn)量為170mL/g。盡管AnMBR 為制藥廢水的處理提供了許多優(yōu)勢，但是，AnMBR最大的難題——膜污染問題阻礙其大規(guī)模推廣應用。研究學者對此進行了大量研究，通過膜改性、結構改造、運行參數(shù)調(diào)整、與其他工藝結合等來控制或緩解膜污染。

1.2 上流式厭氧污泥床（UASB）

上流式厭氧污泥床（UASB）具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短和無須另設污泥回流裝置等優(yōu)點，被廣泛用于廢水處理。在國內(nèi)使用UASB 處理制藥廢水的研究較多。陳玉等利用UASB 在自然溫度條件下處理VC、SD 和葡萄糖生產(chǎn)廢水，對COD 的去除率達90%。周宇昭等在中溫條件下采用UASB 處理含高濃度硫酸鹽的制藥廢水，馴化3個月后，在進水COD 濃度為9 500mg/L 的情況下，容積負荷可達到9.5kg/（m3·d），水力停留時間為24h，COD 的去除率可達到30%。

1.3 厭氧序批式反應器（AnSBR）

厭氧序批式反應器（AnSBR）是一種活性污泥處理工藝，四個工藝步驟（進水、反應、沉淀、排水）在同一個反應器中進行，最終完成對廢水的處理。Vergili 等使用AnSBR 處理含有依托度酸的制藥廢水，結果表明AnSBR 在高達2.6kg/（m3·d）的OLR 時依托度酸的去除率為50%～60%。Cetecioglu 等[15]使用AnSBR 研究不同濃度的磺胺甲基異惡唑（SMX）對揮發(fā)性脂肪酸（VFA）利用率和其他參數(shù)的影響，結果表明，厭氧條件下能處理SMX 濃度高達40mg/L 的制藥廢水，但是較高的SMX 含量會對AnSBR 反應器中微生物群落產(chǎn)生毒性作用，從而導致底物/COD 利用率和沼氣產(chǎn)生受到抑制，并導致反應器運行失敗。

1.4 厭氧+好氧系統(tǒng)

盡管單個厭氧系統(tǒng)通?？梢越档椭扑帍U水的有機物，但其處理效果差異很大，這可能與廢水的鹽度、毒性和難生物降解的化合物等有關。因此，為了更好地處理制藥廢水，有研究者提出將厭氧和好氧工藝相結合處理制藥廢水。通常厭氧-好氧工藝，在厭氧階段廢水中大部分有機污染物被去除，好氧階段作為優(yōu)化階段，以進一步去除厭氧廢水中的有機殘留物，并通過硝化作用實現(xiàn)氨的還原，最終完成對廢水的處理。Shi等[16]研究了厭氧（UASB）+好氧（MBR 或SBR）處理高鹽制藥廢水，結果顯示單個UASB、UASB+MBR 和UASB+SBR對COD 的去除效率分別為41.3%、94.7%和91.8%。表明組合工藝對制藥廢水的處理效果最好，是以后的研究重點。

2 未來展望

厭氧工藝為處理高強度制藥廢水提供了可行的選擇，然而制藥廢水中含有難降解的微污染物抗生素，傳統(tǒng)的厭氧處理工藝并不能完全去除抗生素，殘留的抗生素會隨出水進入水環(huán)境。環(huán)境中殘留的抗生素可通過食物鏈進入人體并產(chǎn)生選擇性壓力，誘導體內(nèi)病原體產(chǎn)生抗性；此外還會產(chǎn)生抗性基因（ARGs），從而降低抗生素治療疾病的能力，已成為全球關注的安全問題。因此制藥廢水中殘留的抗生素帶來的環(huán)境問題已經(jīng)引起廣大研究者關注。

制藥廢水中殘留的抗生素會促進環(huán)境中ARGs 的擴散。近年來，已有研究者在制藥廢水處理廠的污泥中檢測出大量的ARGs。Tao 等研究了制藥廢水處理廠污泥中ARGs 的多樣性和豐度，結果顯示，在制藥廢水處理廠中發(fā)現(xiàn)了大量的ARGs。高級氧化技術（AOP）已被證明可以有效降解抗生素化合物。然而，由于AOP 處理的高昂成本，制藥廢水中大量污染物的共存降低了其應用的可行性。同時近年來已有研究者通過共代謝的途徑促進抗生素的去除。Oliveira 等通過批次實驗探究了使用厭氧顆粒污泥去除磺胺二甲嘧啶（SMZ），結果表明，共代謝基質(zhì)的添加可以明顯促進SMZ 的去除，從對照組的57%提升到共基質(zhì)組的84%。因此厭氧共代謝技術為高效去除制藥廢水中殘留抗生素提供了一種方式。

3 結束語

制藥廢水通過厭氧工藝處理是可行的，許多厭氧系統(tǒng)可有效去除制藥廢水中的有機物。但當前厭氧處理工藝對制藥廢水中殘留抗生素的去除能力有限，廢水中殘留抗生素所帶來的環(huán)境問題應引起研究者的特別關注。厭氧共代謝技術為高效去除制藥廢水中殘留抗生素提供了一種方式。