Как удаляются антибиотики из сточных вод?

Антибиотики широко используются для лечения заболеваний человека и домашнего скота, а также для стимулирования роста поголовья скота и птицы, но лишь небольшое количество антибиотиков усваивается организмом после приема внутрь, а более 85% выводятся из организма в виде исходных лекарственных препаратов или метаболитов и в конечном итоге попадают в экологическую среду. Длительное воздействие низких доз антибиотиков индуцирует гены резистентности у микроорганизмов, обитающих в окружающей среде. Микроорганизмы с генами лекарственной устойчивости участвуют в круговороте веществ и энергии и в конечном итоге могут попасть в организм человека, вызывая у него устойчивость к антибиотикам.

Городские очистные сооружения часто считаются линией защиты от попадания загрязняющих веществ в окружающую среду. В настоящее время большинство процессов очистки городских сточных вод на очистных сооружениях рассчитаны на обычные органические загрязнители и питательные вещества, и на городских очистных сооружениях невозможно эффективно удалить следы антибиотиков. Сточные воды с очистных сооружений попадают в природный водоем, что делает сточные воды городских очистных сооружений одним из основных источников попадания антибиотиков в окружающую среду.

После попадания антибиотиков в систему очистки сточных вод происходит ряд физических и химических реакций, в результате которых некоторые антибиотики разлагаются или отделяются от водной фазы, что снижает концентрацию антибиотиков в сточных водах. Удаление антибиотиков на муниципальных очистных сооружениях обычно осуществляется следующими способами:

1. Фотолиз

Фотолиз считается основным абиотическим способом удаления антибиотиков из поверхностных вод. Большинство сооружений, используемых в процессе очистки сточных вод, расположены на открытом воздухе. Под действием солнечного света может происходить фотолиз. Фотолиз можно разделить на прямой фотолиз и непрямой фотолиз. Прямой фотолиз означает, что антибиотики непосредственно поглощают фотоны и разлагаются, в то время как непрямой фотолиз означает, что некоторые природные светочувствительные вещества в воде под воздействием солнечного света образуют определенные группы. После того, как эти группы поглощают фотоны, они воздействуют на антибиотик и вызывают его разложение.

2. Мембранная фильтрация

Основой технологии мембранной фильтрации является мембрана с избирательной проницаемостью. Поскольку размер пор мембраны очень мал, а стоимость высока, чтобы предотвратить загрязнение мембраны, сточные воды перед мембранной фильтрацией проходят определенную обработку. Широко используемые технологии мембранной фильтрации можно разделить на микрофильтрацию (MF), ультрафильтрацию (UF), нанофильтрацию (NF), обратный осмос (RO), диализ (Dialysis), электродиализ (ED), первапорацию (PV) и т.д.

Hongtek предлагает ряд продуктов для микрофильтрации, таких как Картриджи, выдуваемые из расплава, картриджи, намотанные на нитку, и Гофрированные фильтрующие картриджи, которые подходят для предварительной фильтрации антибиотиков с высокой эффективностью удаления и простотой эксплуатации.

3. Адсорбция осадка и активированного угля.

Адсорбция ила и активированного угля не приводила к разложению антибиотиков и уменьшению общего количества антибиотиков, но переносила антибиотики из водной фазы в ил или активированный уголь. Активный ил представляет собой комбинацию микробного сообщества и связанных с ним органических и неорганических веществ, которые являются пористыми и флокулирующими; активированный уголь - это пористый углеродный материал, оба из которых имеют большую удельную поверхность и легко адсорбируют антибиотики.

4. Биоразлагаемые 

Антибиотики токсичны для микроорганизмов и могут влиять на эффективность обработки в установках биологической очистки, но биодеградация по-прежнему является наиболее важным способом разложения антибиотиков. Разложение антибиотиков в основном зависит от резистентных штаммов, и особенно важно одомашнить штаммы, устойчивые к антибиотикам. Трансформация и разложение антибиотиков микроорганизмами происходит в основном за счет двух эффектов: совместного метаболизма и смешанного роста на субстратах. Разница между ними заключается в том, используются ли антибиотики в качестве источников углерода.