本發(fā)明涉及一種處理含氟喹諾酮類抗生素的廢水的裝置及方法，所述裝置包括直流穩(wěn)壓電源、陰極、陽極、電解池、生活污水收集罐、上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器和生物接觸氧化池，首先將含氟喹諾酮類抗生素的廢水倒入電解池中，進(jìn)行電解處理，接著將處理后的廢水和生活污水泵入上流式硫酸鹽還原厭氧污泥床反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行厭氧處理；最后將厭氧處理后的廢水泵入生物接觸氧化池，進(jìn)行生物氧化處理。本發(fā)明的裝置搭建簡單且流程合理，易于操作，不僅可以處理高濃度的制藥廢水減少污泥中抗生素殘留，還可以縮短處理時間和降低能耗，整套系統(tǒng)去除率高達(dá)99.80％，出水TOC、COD在20、30mg/L以下，出水水質(zhì)較好無惡臭。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種處理含氟喹諾酮類抗生素的廢水的裝置及方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氟喹諾酮類抗生素(FQs)是一類由人工合成的廣譜類抗菌藥,被廣泛應(yīng)用于治療人類、動物疾病以及作為動物生長促進(jìn)劑。目前使用較多的是第3代產(chǎn)品,如諾氟沙星(Norfloxacin)、培氟沙星(Pefloxacin)、氧氟沙星(Ofloxacin)、環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin)、洛美沙星(Lomefloxacin)等。環(huán)境中FQs的主要來源為人體或動物用藥(醫(yī)院)殘留以及制藥廢水排放。Miao等對加拿大5個城市的8個污水處理廠出水進(jìn)行了檢測,頻繁檢出氧氟沙星和環(huán)丙沙星。北京高碑店污水處理廠的進(jìn)出水中檢測出8種喹諾酮類抗生素,分別為吡哌酸、氟羅沙星、氧氟沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、洛美沙星、加替沙星和莫西沙星,質(zhì)量濃度在5.8～1208ng/L,同時加替沙星是在世界范圍內(nèi)首次檢出的最新代喹諾酮類抗生素,質(zhì)量濃度范圍為56～111ng/L。在不同國家污水處理系統(tǒng)剩余污泥中檢測到不同的氟喹諾酮類抗生素藥物的質(zhì)量濃度，其中瑞典環(huán)丙沙星為9300～11700mg/kg和諾氟沙星為8000～11100mg/kg，意大利為環(huán)丙沙星2.09mg/kg和氧氟沙星3.408mg/kg，中國主要為諾氟沙星殘留量為165～886mg/kg。隨著FQs持續(xù)不斷地進(jìn)入環(huán)境,負(fù)面影響逐漸放大,從而對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。近年來相繼報道在土壤、城市污水、地表水、飲用水中分離出抗生素耐藥菌。耐藥微生物可能通過呼吸、食品、飲水、排泄、農(nóng)業(yè)灌溉等途徑在環(huán)境中進(jìn)行傳播,從而威脅人類健康。除了耐藥性以外,環(huán)丙沙星和其他FQs可能還會干擾光合作用路徑,導(dǎo)致高等植物生長形態(tài)畸形。Hu、Hartmann等的研究表明,喹諾酮類抗生素具有遺傳毒性。

由于氟喹諾酮類抗生素藥物的解離常數(shù)普遍較高，因此生物法處理主要是以生物吸附作用從廢、污水中分離此類藥物。而廢、污水中Ca²⁺、Mg²⁺等2價陽離子的存在會減弱市政污泥對氟喹諾酮類抗生素藥物的吸附作用。對于污泥消化對于NOR、CIP去除率為13％±20％、42％±9％，雖然延長處理時間,但對于氟喹諾酮類抗生素去除率仍不高。

物理吸附是一種處理污水中低濃度氟喹諾酮類抗生素的有效、簡單的方法，常用的吸附劑有活性炭、碳納米管、金屬氧化物、蒙脫石等。由于無選擇性的吸附，因此污水中的其他物質(zhì)會與氟喹諾酮類抗生素藥物產(chǎn)生競爭吸附，降低氟喹諾酮類抗生素藥物的吸附效率，新型分子印跡聚合物納米顆粒能快速吸附水體中的氟喹諾酮類抗生素藥物，并且對氧氟沙星有選擇性吸附,但吸附去除會產(chǎn)生新的廢棄物，以及吸附劑成本過高，無法實踐推廣。

隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，廣大研究人員試圖通過膜技術(shù)來解決日益嚴(yán)重的難降解有機物污染問題。但微量過濾只能去除顆粒污染物，而對于氟喹諾酮類抗生素藥物這種溶解性有機污染物去除效果不佳，同時采用膜和其他技術(shù)聯(lián)用會出現(xiàn)處理技術(shù)過程復(fù)雜、能耗較高。

此外光催化也是處理氟喹諾酮類抗生素廢水的一種有效手段，但是由于催化劑成本較高和需要大量化學(xué)試劑及催化劑不易分離和對光的利用率過低，且催化劑的負(fù)載材料和磨損問題也有待解決。也有采用化學(xué)氧化法，如芬頓法降低抗生素濃度，但其藥劑成本過高，要求條件苛刻，因此難以大規(guī)模推廣用于處理制藥廢水。

發(fā)明內(nèi)容