Wie werden Antibiotika aus dem Abwasser entfernt?

Antibiotika werden häufig zur Behandlung von Krankheiten bei Menschen und Nutztieren sowie zur Förderung des Wachstums von Nutztieren und Geflügel eingesetzt. Nach der Einnahme werden jedoch nur geringe Mengen der Antibiotika vom Körper aufgenommen und mehr als 85 % werden in Form von Originalarzneimitteln oder Metaboliten ausgeschieden und gelangen schließlich in die ökologische Umwelt. Langfristige Exposition gegenüber niedrig dosierten Antibiotika induziert Resistenzgene in Umweltmikroben. Mikroorganismen mit Medikamentenresistenzgenen sind am materiellen Energiekreislauf beteiligt und können schließlich in den menschlichen Körper gelangen, was dazu führt, dass der Mensch Resistenzen gegen Antibiotika entwickelt.

Kommunale Kläranlagen gelten oft als Schutz vor dem Eindringen von Schadstoffen in die Umwelt. Derzeit sind die meisten Behandlungsprozesse städtischer Kläranlagen auf herkömmliche organische Schadstoffe und Nährstoffe ausgelegt, und Spuren von Antibiotika können in städtischen Kläranlagen nicht wirksam entfernt werden. Das Abwasser der Kläranlage gelangt in den natürlichen Gewässerkörper, wodurch das Abwasser der städtischen Kläranlage zu einer der Hauptquellen für Antibiotika in der Umwelt wird.

Nachdem Antibiotika in das Abwasseraufbereitungssystem gelangt sind, kommt es zu einer Reihe physikalischer und chemischer Reaktionen, und einige Antibiotika werden abgebaut oder aus der Wasserphase abgetrennt, wodurch die Konzentration der Antibiotika im Abwasser verringert wird. Die Entfernung von Antibiotika in kommunalen Kläranlagen erfolgt üblicherweise auf folgenden Wegen:

1. Photolyse

Die Photolyse gilt als primäre abiotische Entfernung von Antibiotika im Oberflächenwasser. Die meisten Bauwerke im Aufbereitungsprozess von Kläranlagen werden im Freien errichtet. Unter Einwirkung von Sonnenlicht kann es zur Photolyse kommen. Die Photolyse kann in direkte Photolyse und indirekte Photolyse unterteilt werden. Direkte Photolyse bedeutet, dass Antibiotika Photonen direkt absorbieren, um sie abzubauen, während indirekte Photolyse bedeutet, dass einige natürliche lichtempfindliche Substanzen im Wasser unter Einstrahlung von Sonnenlicht bestimmte Gruppen bilden. Nachdem diese Gruppen Photonen absorbiert haben, wirken sie auf das Antibiotikum ein und lösen dessen Abbau aus.

2. Membranfiltration

Die Grundlage der Membranfiltrationstechnologie ist eine Membran mit selektiver Permeabilität. Da die Porengröße der Membran sehr klein und die Kosten hoch sind, wird das Abwasser vor der Membranfiltration bis zu einem gewissen Grad behandelt, um eine Verschmutzung der Membran zu verhindern. Häufig verwendete Membranfiltrationstechnologien können in Mikrofiltration (MF), Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF), Umkehrosmose (RO), Dialyse (Dialyse), Elektrodialyse (ED), Pervaporation (PV) usw. unterteilt werden.

Hongtek bietet eine Reihe von Mikrofiltrationsprodukten an, wie z Schmelzgeblasene Kartuschen, Fadenpatronen und Faltenfilterpatronen, die sich für die Vorfiltration von Antibiotika mit hoher Abscheideleistung und einfacher Bedienung eignen.

3. Schlammadsorption und Aktivkohleadsorption

Durch Schlammadsorption und Aktivkohleadsorption wurden die Antibiotika nicht abgebaut und die Gesamtmenge an Antibiotika verringert, sondern die Antibiotika wurden von der Wasserphase auf den Schlamm oder die Aktivkohle übertragen. Belebtschlamm ist eine Kombination aus mikrobieller Gemeinschaft und den daran gebundenen organischen und anorganischen Substanzen, die porös und flockig ist; Aktivkohle ist ein poröses Kohlenstoffmaterial, das beide eine große spezifische Oberfläche haben und Antibiotika leicht adsorbieren können.

4. Biologisch abbaubar 

Antibiotika sind für Mikroorganismen giftig und können die Behandlungseffizienz biologischer Behandlungseinheiten beeinträchtigen, der biologische Abbau ist jedoch immer noch die wichtigste Art des Antibiotikaabbaus. Der Abbau von Antibiotika hängt hauptsächlich von Resistenzstämmen ab, und es ist besonders wichtig, Stämme zu domestizieren, die gegen Antibiotika resistent sind. Die Umwandlung und der Abbau von Antibiotika durch Mikroorganismen erfolgen hauptsächlich durch zwei Effekte: Co-Metabolismus und Wachstum gemischter Substrate. Der Unterschied zwischen beiden besteht darin, ob Antibiotika als Kohlenstoffquellen verwendet werden.