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

一、頭孢、維生素及抗生素醫(yī)藥廢水的來源

頭孢類抗生素、維生素及其他抗生素醫(yī)藥廢水主要來源于制藥企業(yè)的生產(chǎn)過程，包括：

1、發(fā)酵廢水：來自頭孢類抗生素發(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5000-80000mg/L。

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

3、洗滌廢水：生產(chǎn)設備、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)過程中產(chǎn)生的廢水含有芳香族化合物、有機酸等中間體，可生化性差。

醫(yī)療機構的排放

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

過期藥品處理

過期或廢棄的頭孢類抗生素、維生素藥物在不規(guī)范處理過程中可能進入水環(huán)境，成為醫(yī)藥廢水的補充來源。

二、頭孢、維生素及抗生素醫(yī)藥廢水的危害

生態(tài)環(huán)境風險

1、水體生態(tài)毒性：頭孢類抗生素即使在低濃度下也能抑制水生微生物的生長，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濃度下即可對藻類產(chǎn)生明顯毒性。

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

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

人類健康威脅

1、飲用水安全風險：常規(guī)水處理工藝難以完全去除微量抗生素，可能導致飲用水中的藥物殘留，長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、過敏反應風險：頭孢類抗生素殘留可能誘發(fā)敏感人群的過敏反應，即使是極低濃度也可能對特定個體造成危害。

3、維生素失衡：過量水溶性維生素排放可能干擾水體生態(tài)，間接影響人類維生素攝入平衡。

污水處理系統(tǒng)影響

1、抑制生物處理：頭孢類抗生素具有廣譜抗菌活性，會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。實驗表明，頭孢曲松濃度超過5mg/L時，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"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、紫外高級氧化技術

紫外光氧化催化技術是一種將紫外光輻射與氧化催化劑相結合的高級氧化技術。其核心原理是：當特定波長的紫外光照射到催化劑表面時，催化劑吸收光能，產(chǎn)生高活性的電子-空穴對。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，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的氧化能力，可以無選擇性地攻擊有機污染物分子，將其逐步氧化分解為二氧化碳和水和無機鹽等無害小分子。

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

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

2、廣譜性：對各類有機污染物均有良好去除效果

3、清潔性：反應條件溫和，不添加有害化學藥劑，無二次污染

4、可控性：通過調(diào)節(jié)光強、催化劑種類、反應時間等參數(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）組合應用，提高整體處理效率

五、應用案例

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，吡蟲啉廢水處理，殺菌劑廢水處理，殺蟲劑廢水處理，除草劑廢水處理

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

3、化工廢水：芳香豎廢水，含苯廢水，染料廢水，有機氮廢水，有機磷廢水，有機疏廢水，EDTA、MTBE、NDMA等高難度高cod高鹽有機廢水，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，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，隨著材料科學、光學技術和智能控制的發(fā)展，紫外光催化技術將朝著以下方向發(fā)展：

1、全光譜利用：開發(fā)寬光譜響應催化劑，實現(xiàn)紫外-可見光全譜段高效利用

2、過程強化：通過外場（電場、超聲等）協(xié)同，增強傳質(zhì)和量子效率

3、精準治理：針對特定污染物設計專用催化劑和工藝，實現(xiàn)選擇性降解

4、智慧運維：結合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)智能優(yōu)化和預測性維護

5、低碳運行：與可再生能源（如太陽能光伏）結合，降低碳足跡

UV-AOP設備技術以其高效、環(huán)保、靈活和經(jīng)濟性等優(yōu)點，在廢水處理領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。隨著技術的不斷進步和成本的進一步降低，UV-AOP技術有望成為未來廢水處理的主流技術之一

蘇州一清環(huán)保結合國內(nèi)外先進的技術，獨自研發(fā)了紫外高級氧化降維反應設備，是高級氧化技術的一種，其主要原理是有機物在強氧化劑羥基自由基的作用下被氧化降解的過程，羥基自由基是雙氧水在特定波長紫外光的照射下產(chǎn)生的，紫外燈管的穩(wěn)定、高效運行對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性起到至關重要的作用。紫外高級氧化降維反應設備主要用于高難度高毒高鹽高濃制藥廢水的預處理，可以大幅度提升廢水的可生化性，提升蒸發(fā)效率，也應用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、制藥、化工中間體、精細化工、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，也可應用于氰根離子，有機睛的去除。紫外高級氧化工藝還廣泛應用于電鍍廢水破絡，工藝廢水破氰等方面。