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化工合成制药废水的处理技术研究
作者:admin  日期:2019-08-07 18:55 来源:未知 浏览:

  北极星水处理网讯:摘要:目的:为了探究化工合成制药废水使用fenton法处理的效果。方法:取8个样本的制药废水,进行fenton法处理后比较COD的去除率。结果:8个样本的废水处理后均达到了排出标准,且清除率约在70%左右。结论:利用Fenton法可以高效的处理化工合成的制药废水,且成本低易操作,值得推广。

  制药废水中,常常由不同的药剂组成,其包括了抗生素、合成药物甚至中成药生产过程中的废水,成分十分复杂。与其他工业的废水不同,制药废水中的有机物含量特别多,用普通的生物方法难以去除。又由于其颜色比一般废水要深而且含盐量很高,从生化的角度来说,很多处理废水的方法无法使用。制药过程中产生的废水主要有四个方面,首先是母液,药品多直接从母液中析出,因此母液中药物浓度比较高。其次是冲洗废水,冲洗各种器材或者材料产生的洗涤用的废水。之后是收集残液和辅助过程中排出的废水。本次的研究主要以母液为研究对象。

  目前比较流行的方法有物理方法、化学方法和生物学方法,但是处理的效果都不是很理想。例如电化学预处理技术,虽然去除率较为稳定,但是也只有45%的去除率,也就是说有一半的污染物无法处理。同时由于需要直流电,因此能耗较大,对于器材和场地的要求较多,步骤也比较繁琐。对于制药废水的颜色处理也不理想。最近新兴的技术有Fenton技术,通过铁离子催化过氧化氢生成氧化剂,将水中的有机物进行氧化分解,伴随着铁水络合物的沉降作用,可以减少制药废水的着色,达到去除有机物及色度的目的。此类技术目前接近开发完成,是处理制药废水的一种十分有效以及经济的方法。

  本次试验中装置采用柱状活性炭,废水取自本公司抗生素制药后的废水共8个样本,每个样本均200ml。水质特点如下:

  实验前,需要对废铁屑进行预处理,将废铁屑加入5mol/L的氢氧化钠溶液中水浴半小时,这样可以提升其表面的活性能。再加入20%稀盐酸20分钟,其目的是为了让氧化层溶解。烘干备用。活性炭也要进行预处理。将活性炭浸泡在实验用制药废水中,等待其吸附饱和后,烘干备用。此步骤可以减少活性炭对COD的去除效果。

  首先在室温条件下取出约200毫升的制药废水,放在烧杯中并调节pH至2.5。根据液体:固体为10:1的比例调节废铁屑的量,再加入等质量活性炭和12.24mmol/L的30%过氧化氢。最后打开曝气泵。一小时后停止,净置后取上清液。加入聚丙烯酰胺,并用搅拌机快速搅拌两分钟后慢速搅拌八分钟。充分混合后静置一小时后取上清液。根据废水的反应效果的COD的去除效果决定该种流程的效果评估。

  对于COD的含量采用重铬酸钾的方法,BOD5采用稀释和接种的方法,对SS采用烘干后称重的方法,对色度采用稀释倍数的方法。pH采用专门的pH测量仪器测量。

  从上述结果可以看出,铁碳微电解H2O2耦合Fenton法对于深度处理制药的废水有着很好的效果,各项指标均下降至正常水平以下,符合安全排放的标准。并且COD的去除率均达到了70%左右,有着较高的去除效率。

  从实验上来看,有很多的地方值得进行讨论和研究。首先就是如何提升COD去除率的问题。从实验的结果上来看,虽然COD的含量在标准以下,但是区间较大,说明处理结果不是很稳定。可能与很多因素有关。例如铁粉与活性炭的比例可以影响实验结果。本次实验利用铁与过氧化氢反应形成氧化过程,但是铁粉与活性炭会形成原电池,过多或过少的原电池对于最后的处理效果都有较大的影响,本次实验就要求调节pH。如果不进行pH的调节,废水会基本保持在一个不反应的状态。根据氧化反应的原理,酸性的时候二价铁离子较多,因此反应的效果比较好。本次实验中对曝气时间没有进行限制,但是实验结果来看影响较大。如何在减少时间成本的状态下达到最好的效果,当前已有大量的研究进行探索。在经过多次的实验后以及结合他人的研究成果,初步认定为铁粉与活性炭质量比1:1、pH2.5、曝气时间一小时,过氧化氢投加量为12.24mmol/L的时候效果最好,这也是本次实验准备阶段阅读大量有关实验后得出的数据,从实验结果上来看效果较为理想。

  比较国内外关于处理制药废水的研究发现,通过物理化学的方法处理制药废水的时候,虽然可以提高废水的去除率,但是成本普遍较高,对于小规模的制药厂不能完全承担。而好氧生物处理合成的废水虽然水质比较好,但是要对废水进行稀释,从成本上来说就存在问题。而厌氧反应器处理废水,有着操作简便且可处理高浓度废水的特性,但是水质需要进行进一步的处理,过程繁琐。综合以上结果,能够达到较高的去除率、较低的成本、较好的可操作性等多方面需求的制药废水处理方式还尚未发现,现有的各种处理方式都存在缺点。目前也有提出高效厌氧反应器的处理,或可能进行物理化学以及生物方式的联合,互相弥补缺点,达到更好的处理效果。

  Fenton法与传统的碳铁微电解以及其他的方法相比,具有很多的优点。首先,其成本较小。木炭的成本较低,并且使用的铁屑可以是废旧的铁屑,符合环保的特点。其次,器材上只使用曝气装置,设备简单。再者,操作简单,没有繁琐的步骤,可行度高。因此对于那些难以降解的生物,Fenton法处理制药厂的污水有着较为良好的效果。

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  [3]任立清.铁碳微电解-Fenton法预处理某制药废水的实验研究[D].重庆大学,2014.

  [4]孙亮.内电解技术处理化工制药废水的效能与机理研究[D].天津大学,2012.

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