隨著醫(yī)藥工業(yè)的快速發(fā)展，含有頭孢類(lèi)抗生素、維生素及其他抗生素的醫(yī)藥廢水排放量逐年增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這類(lèi)廢水成分復(fù)雜、生物毒性大、難降解有機(jī)物含量高，傳統(tǒng)污水處理工藝往往難以達(dá)到理想的處理效果。醫(yī)藥廢水中的抗生素殘留還可能促進(jìn)環(huán)境中耐藥菌株的產(chǎn)生，加劇全球抗生素耐藥性危機(jī)。因此，開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的含頭孢、維生素及抗生素醫(yī)藥廢水處理技術(shù)已成為當(dāng)前環(huán)境工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

一、頭孢、維生素及抗生素醫(yī)藥廢水的來(lái)源

頭孢類(lèi)抗生素、維生素及其他抗生素醫(yī)藥廢水主要來(lái)源于制藥企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，包括：

1、發(fā)酵廢水：來(lái)自頭孢類(lèi)抗生素發(fā)酵工序的廢液，含有殘余培養(yǎng)基、菌絲體、代謝產(chǎn)物及未完全提取的抗生素，COD濃度通常高達(dá)5000-80000mg/L。

2、提取與精制廢水：在產(chǎn)物提取和精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，含有有機(jī)溶劑、酸堿物質(zhì)及微量抗生素，具有成分復(fù)雜、毒性大的特點(diǎn)。

3、洗滌廢水：生產(chǎn)設(shè)備、容器、地面的清洗廢水，雖然濃度較低但水量較大，含有多種藥物成分。

4、維生素合成廢水：維生素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水含有芳香族化合物、有機(jī)酸等中間體，可生化性差。

醫(yī)療機(jī)構(gòu)的排放

醫(yī)院、診所等醫(yī)療機(jī)構(gòu)在使用頭孢類(lèi)抗生素和維生素藥物過(guò)程中，通過(guò)患者代謝排出的藥物及其代謝產(chǎn)物進(jìn)入醫(yī)療污水系統(tǒng)，雖然濃度較低但持續(xù)性強(qiáng)。

過(guò)期藥品處理

過(guò)期或廢棄的頭孢類(lèi)抗生素、維生素藥物在不規(guī)范處理過(guò)程中可能進(jìn)入水環(huán)境，成為醫(yī)藥廢水的補(bǔ)充來(lái)源。

二、頭孢、維生素及抗生素醫(yī)藥廢水的危害

生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

1、水體生態(tài)毒性：頭孢類(lèi)抗生素即使在低濃度下也能抑制水生微生物的生長(zhǎng)，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。研究表明，頭孢噻肟在0.1mg/L濃度下即可對(duì)藻類(lèi)產(chǎn)生明顯毒性。

2、生物累積效應(yīng)：某些脂溶性維生素和抗生素可在水生生物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈放大，最終影響高級(jí)消費(fèi)者包括人類(lèi)的健康。

3、耐藥基因傳播：廢水中殘留的抗生素會(huì)施加選擇性壓力，促進(jìn)耐藥菌株的產(chǎn)生和耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移，加速"超級(jí)細(xì)菌"的出現(xiàn)。

人類(lèi)健康威脅

1、飲用水安全風(fēng)險(xiǎn)：常規(guī)水處理工藝難以完全去除微量抗生素，可能導(dǎo)致飲用水中的藥物殘留，長(zhǎng)期攝入低劑量抗生素可能影響人體正常菌群，降低免疫力。

2、過(guò)敏反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)：頭孢類(lèi)抗生素殘留可能誘發(fā)敏感人群的過(guò)敏反應(yīng)，即使是極低濃度也可能對(duì)特定個(gè)體造成危害。

3、維生素失衡：過(guò)量水溶性維生素排放可能干擾水體生態(tài)，間接影響人類(lèi)維生素?cái)z入平衡。

污水處理系統(tǒng)影響

1、抑制生物處理：頭孢類(lèi)抗生素具有廣譜抗菌活性，會(huì)顯著抑制活性污泥中微生物的活性，降低傳統(tǒng)生物處理工藝的效率。實(shí)驗(yàn)表明，頭孢曲松濃度超過(guò)5mg/L時(shí)，活性污泥的COD去除率下降30%以上。

2、產(chǎn)生抗性菌株：污水處理廠成為抗生素耐藥基因的"熱點(diǎn)"區(qū)域，增加了環(huán)境微生物的抗藥性。

3、污泥處理困難：吸附在污泥上的抗生素增加了污泥處理的難度，限制其農(nóng)業(yè)利用的可能性。

三、紫外高級(jí)氧化技術(shù)

紫外光氧化催化技術(shù)是一種將紫外光輻射與氧化催化劑相結(jié)合的高級(jí)氧化技術(shù)。其核心原理是：當(dāng)特定波長(zhǎng)的紫外光照射到催化劑表面時(shí)，催化劑吸收光能，產(chǎn)生高活性的電子-空穴對(duì)。這些光生載流子可以遷移到催化劑表面，與吸附的水、氧氣等分子發(fā)生反應(yīng)，生成羥基自由基、超氧自由基等活性氧物種。這些自由基具有極強(qiáng)的氧化能力，可以無(wú)選擇性地攻擊有機(jī)污染物分子，將其逐步氧化分解為二氧化碳和水和無(wú)機(jī)鹽等無(wú)害小分子。

四、與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，紫外光氧化催化技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：

1、高效性：產(chǎn)生的羥基自由基氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率快，可高效降解大多數(shù)有機(jī)污染物

2、廣譜性：對(duì)各類(lèi)有機(jī)污染物均有良好去除效果

3、清潔性：反應(yīng)條件溫和，不添加有害化學(xué)藥劑，無(wú)二次污染

4、可控性：通過(guò)調(diào)節(jié)光強(qiáng)、催化劑種類(lèi)、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)可靈活控制處理效果

5、協(xié)同性：可與其他處理工藝（如生物處理）組合應(yīng)用，提高整體處理效率

五、應(yīng)用案例

1、農(nóng)藥廢水：吡啶廢水，氮雜環(huán)，苯胺廢水，高含氰廢水，草甘膦，吡蟲(chóng)啉廢水處理，殺菌劑廢水處理，殺蟲(chóng)劑廢水處理，除草劑廢水處理

2、制藥廢水：頭孢類(lèi)激素廢水，氨基酸廢水，抗生素廢水，甲醇、乙醇、甲酸類(lèi)廢水，糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)廢水

3、化工廢水：芳香豎廢水，含苯廢水，染料廢水，有機(jī)氮廢水，有機(jī)磷廢水，有機(jī)疏廢水，EDTA、MTBE、NDMA等高難度高cod高鹽有機(jī)廢水，顏料廢水  色酚廢水  萘酚廢水  甲醛廢水  橡膠助劑廢水

4、垃圾滲濾液：鄰硝基苯胺等廢水，磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類(lèi)，腐殖酸廢水，苯胺、烷基苯胺等廢水

5、畜牧養(yǎng)殖廢水：養(yǎng)豬廢水，養(yǎng)蝦廢水，養(yǎng)牛廢水

六、未來(lái)，隨著材料科學(xué)、光學(xué)技術(shù)和智能控制的發(fā)展，紫外光催化技術(shù)將朝著以下方向發(fā)展：

1、全光譜利用：開(kāi)發(fā)寬光譜響應(yīng)催化劑，實(shí)現(xiàn)紫外-可見(jiàn)光全譜段高效利用

2、過(guò)程強(qiáng)化：通過(guò)外場(chǎng)（電場(chǎng)、超聲等）協(xié)同，增強(qiáng)傳質(zhì)和量子效率

3、精準(zhǔn)治理：針對(duì)特定污染物設(shè)計(jì)專(zhuān)用催化劑和工藝，實(shí)現(xiàn)選擇性降解

4、智慧運(yùn)維：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能優(yōu)化和預(yù)測(cè)性維護(hù)

5、低碳運(yùn)行：與可再生能源（如太陽(yáng)能光伏）結(jié)合，降低碳足跡

UV-AOP設(shè)備技術(shù)以其高效、環(huán)保、靈活和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低，UV-AOP技術(shù)有望成為未來(lái)廢水處理的主流技術(shù)之一

蘇州一清環(huán)保結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，獨(dú)自研發(fā)了紫外高級(jí)氧化降維反應(yīng)設(shè)備，是高級(jí)氧化技術(shù)的一種，其主要原理是有機(jī)物在強(qiáng)氧化劑羥基自由基的作用下被氧化降解的過(guò)程，羥基自由基是雙氧水在特定波長(zhǎng)紫外光的照射下產(chǎn)生的，紫外燈管的穩(wěn)定、高效運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。紫外高級(jí)氧化降維反應(yīng)設(shè)備主要用于高難度高毒高鹽高濃制藥廢水的預(yù)處理，可以大幅度提升廢水的可生化性，提升蒸發(fā)效率，也應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、制藥、化工中間體、精細(xì)化工、印染等高難廢水的蒸發(fā)前處理和毒性去除，并適用于石油回注水及難降解低濃COD的定向去除，也可應(yīng)用于氰根離子，有機(jī)睛的去除。紫外高級(jí)氧化工藝還廣泛應(yīng)用于電鍍廢水破絡(luò)，工藝廢水破氰等方面。