染料及抗生素廢水的來源及處理現(xiàn)狀文獻綜述1.1染料廢水的來源及危害染料是廢水中的主要的有害物質(zhì)之一，染料本身屬于一種持久性有機污染物（POPs），主要來源于紡織、化工等工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營行業(yè)以及各種工業(yè)生產(chǎn)過程中不斷流失的有機物料及人工或機器洗滌的污水等。我國是世界紡織染料大國，紡織染料等有色工業(yè)發(fā)展穩(wěn)步上升，染料的世界總產(chǎn)量中我國占比就將近60%，其中排放到水、土等環(huán)境中的染料70%~80%為偶氮染料[5]。而染料生產(chǎn)包括磺化、硝化、氧化還原等過程，每個生產(chǎn)途中都會伴有大量有機污染物質(zhì)的生成與排出，一般染料廢水具有組合復(fù)雜，色度大，酸、堿性強，生物降解難等特點[6]，主要危害有：（1）染料廢水色度大，對人們視覺產(chǎn)生沖擊與不適，容易造成水體缺氧從而影響水生生物的正常生長，水自凈功能也會受到破壞；（2）有些染料成分多并含有有機酸和有機芳香族化合物[7]等具有生物毒性的化學(xué)物質(zhì)并且易“致癌、致畸、致變”；（3）有些染料中含有鉻、砷、汞等多種重金屬鹽類，一但處理不完全在生態(tài)鏈、食物鏈、人類活動等情況下會容易在人體和生物體內(nèi)累積，嚴重則會導(dǎo)致公共衛(wèi)生安全事故的發(fā)生。因此使用傳統(tǒng)單一的處理技術(shù)往往難以達到預(yù)期的去除效果，而高級處理方法又存在成本高，技術(shù)不成熟等缺點。1.2抗生素廢水的來源及危害環(huán)境中抗生素的來源主要包括制藥廢水、醫(yī)用抗生素廢水和養(yǎng)殖廢水。含有抗生素廢水不如染料色度大，主要用化學(xué)需氧量作為指標來代表抗生素濃度[8]。在養(yǎng)殖過程中，許多農(nóng)民習(xí)慣在飼料中添加抗生素用來降低家畜的感染率，提高生長效率，而抗生素的可吸收率極低，不被動物代謝就被排入環(huán)境中造成環(huán)境污染。隨著疾病的多樣化，人類需要更多不同的抗生素加以預(yù)防或控制疾病，目前看來醫(yī)用的抗生素的使用量排第二。抗生素在許多人類和哺乳動物身上的過度濫用被認為可能是產(chǎn)生耐藥性細菌的主要致病原因。在工業(yè)廢水中檢測到一些抗生素及各種化學(xué)藥物中間體的殘留物已經(jīng)非常常見了，對于整體的環(huán)境容量來講雖然濃度極低，但對一些微生物、動植物以及相關(guān)人類已經(jīng)構(gòu)成了嚴重的威脅[9]。這些殘留物質(zhì)可以直接殺死一些土著微生物，破壞土著的微生物種群，從而直接影響生態(tài)環(huán)境中微生物的種群數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)及其他生物活性[10]，打破微生態(tài)平衡[11]；同時，抗生素對一些植物個體根部的正常生長會可能會直接產(chǎn)生較大的影響，過高濃度的抗生素會直接抑制植物個體根部的生長；如果動物長期日積月累大量從環(huán)境中攝入會導(dǎo)致抗生素過量的情況，就可能會出現(xiàn)肌肉麻痹、呼吸困難等病理現(xiàn)象[12]，嚴重者甚至可能致死。同樣的，抗生素攝入過量還會直接損害人體某些軟骨骨骼組織，影響骨骼的正常健康生長發(fā)育；另外，環(huán)境條件中某些抗生素過量可能還會誘發(fā)某些耐藥細菌基因和某種不知名的耐藥病原細菌的產(chǎn)生，導(dǎo)致各種耐藥細菌和不同病原體之間產(chǎn)生抗藥性，甚至可以產(chǎn)生一種能夠抵抗多種抗生素的超級耐藥細菌[13]，這將增加了疾病治療的難度，威脅著人類的健康。與有機染料污染及其污染載體相比，抗生素及其污染的存在較難立刻有反應(yīng)能被觀察發(fā)現(xiàn)，但是毫無疑問其對環(huán)境的影響及其人類的危害絲毫不弱于有機染料[14]，因此急需尋找一種綠色、快速、有效的可應(yīng)用于現(xiàn)實的方法對其進行妥善處理。1.3染料及抗生素廢水的處理現(xiàn)狀人們不斷追求服裝飾品色彩多樣，迫使印染業(yè)技術(shù)革新，也給環(huán)保事業(yè)帶來不小的難題，越來越復(fù)雜成分的染料及其中間體廢水成為我國甚至是國際性的環(huán)保難題。與此同時根據(jù)調(diào)查顯示，抗生素在地表水的檢測中的濃度大多是處于ng/L級的，只有少數(shù)達到了μg/L數(shù)量級，而廢水及土壤中會含有抗生素的主要是由于排放量大和傳統(tǒng)水處理能力有限之間的矛盾。傳統(tǒng)的污水處理對去除抗生素及染料廢水是有一定效果的，其中混凝、消毒、過濾工藝較為普遍，而深度處理技術(shù)效果相較傳統(tǒng)方法效果更佳，主要有吸附技術(shù)、氣浮技術(shù)、膜技術(shù)、微生物技術(shù)[15]等等，當(dāng)然在提倡綠色環(huán)保的今天，光催化技術(shù)以及生物膜技術(shù)成為學(xué)者研究的熱門，以求可以提高終端痕量抗生素的去除效率或者是深度凈化染料廢水。目前關(guān)于有機染料和抗生素的常見處理工藝技術(shù)見表1.1，各種常見處理方法均有各自的技術(shù)優(yōu)勢。其中，本論文中濃度使用的是光催化降解方法，希望可以利用自然界中的太陽能降解難以處理的有機污染物，這樣不公可以節(jié)省處理成本，還不會造成二次環(huán)境污染，是污水處理的比較理想的方法。由于光催化技術(shù)還尚未成熟以及各種用作光催化劑的材料催化活性不同，很難廣泛應(yīng)用于實際的工業(yè)廢水處理，還需要大量的實驗探索來補充和改進光催化氧化技術(shù)，提高光催化劑的活性和穩(wěn)定性，使其更好地應(yīng)用于實際的廢水處理中。表1.1染料及抗生素廢水的常見處理方法常見處理方法優(yōu)點缺點物理法吸附法效率高，方法簡單，成本低難回收，易造成二次污染膜濾法占用空間小，能耗低，處理效果好膜易污染、清洗困難混凝法操作簡單，試劑添加少易造成二次污染化學(xué)法電化學(xué)條件溫和，氧化性強，清潔環(huán)保能耗高，易造成二次污染Fenton氧化效率高、操作簡單、處理效果好處理成本高、經(jīng)濟性低、產(chǎn)生芬頓鐵泥光催化氧化反應(yīng)快、無污染、能源清潔、作用效率高技術(shù)不成熟，且易受濃度，透過率影響臭氧氧化法效率高、效果好、操作性強、無二次污染臭氧制備困難、經(jīng)濟性差和利用率低生物法好氧/厭氧生物法有機負荷較高，空間要求低，運行成本低抗菌性導(dǎo)致去除效率有限參考文獻[1]IhsanullahI,JamalA,IlyasM,ZubairM,KhanG,AtiehMA.Bioremediationofdyes:Currentstatusandprospects.JournalofWaterProcessEngineering.2020;38.[2]FawziSuleimanKhasawneh,O.andP.Palaniandy,RemovaloforganicpollutantsfromwaterbyFe2O3/TiO2basedphotocatalyticdegradation:Areview.EnvironmentalTechnology&Innovation,2020.[3]張申平,王藝蒙,葛宇,胡軍,劉洪來.基于孔材料的多元復(fù)合光催化劑降解抗生素[J/OL].化工進展:1-15[2021-04-11].[4]劉建國,張明月,王楠,王晨光,馬隆龍.共價有機框架材料催化研究進展[J].化學(xué)學(xué)報,2020,78(04):311-325.[5]QiangLiu.PollutionandTreatmentofDyeWaste-Water.EarthandEnvironmentalScience,2020,514.[6]魏子涵,田佳鑫,覃炎,袁同.TiO_2對有機染料的光催化降解研究進展[J].廣東化工,2020,47(08):89-90.[7]李陽.微生物電化學(xué)耦合系統(tǒng)強化處理偶氮染料廢水的研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2016.[8]楊振興,李燁瑩,葉芳芳,閻光緒,郭紹輝.抗生素廢水處理技術(shù)研究進展[J].現(xiàn)代化工,2021,41(1):57-61.[9]張蕾.Ni摻雜BiVO_4對廢水中的四環(huán)素和環(huán)丙沙星的去除特性研究[D].廣西大學(xué),2016.[10]盧信,羅佳,高巖,嚴少華,張振華.畜禽養(yǎng)殖廢水中抗生素和重金屬的污染效應(yīng)及其修復(fù)研究進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2014,30(03):671-681.[11]Yang,J.andX.Luo,Ag-dopedTiO2immobilizedcellulose-derivedcarbonbeads:One-Potpreparation,photocatalyticdegradationperformanceandmechanismofceftriaxonesodium.AppliedSurfaceScience,2021.542.[12]陳寧華.Br-Bi_2WO_6的快速制備及