技术：制药废水深度处理工艺研究

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1、技术

2、制药废水深度处理工艺研究化工合成制药废水一般含有较高的毒性、难降解性，采用生物方法处理后，有毒有害、难降解物质在未完全分解转化的情况下进一步积累，且出水色度较高，可再生化性较差，因此，再一步深度处理难度较大。Fenton氧化因其强氧化性、对有机物分子的断链、开环作用和提高废水可再生化性等诸多优势，往往用于处理二级生化出水，被认为是一种有效的深度处理工艺。但由于化工合成制药废水难以处理的独特性，一般Fenton氧化COD去除率不高，通常在35%一45%;而通过控制反应pH值、药剂投加量和反应时间等方式均对其COD去除率提高甚微，故为有效提高Fenton氧化COD去除效率和有效解决制药废水

3、深度处理的难题，研究采用其他运行方式或改变操作条件来提高Fenton氧化效率就变得尤为重要。铁刨花是机械制造企业、设备加工厂等生产过程中产生的下脚料，作为固体废弃物如果直接外排不但浪费资源而且严重污染环境。由于铁刨花的主要成分为单质铁，在酸性环境下可产生Fe2+，同时铁刨花中含有少量的碳、镍、硅和铜等元素可作为Fenton氧化的催化剂，因此，将铁刨花加人到废水中研究铁刨花对Fenton的强化效果，力求减少药剂硫酸亚铁的投加量、甚至取代硫酸亚铁作为常规催化剂来完成Fenton氧化过程，同时有效降解废水COD，提高COD去除效率。1、实验部分1.1实验水质实验所用废水为山东某制药企业各化学合成制

4、药生产车间废水经CASS工艺生化处理出水，难降解物质多，色度较高，可再生化性差，其水质参数见表1。表1水质参数1.2实验装置及方法铁刨花的准备:选取卷式、弹簧状铁刨花，用流动清水冲洗干净，洗去铁刨花所携带的粉末状铁屑、铁粉和一部分油份，再用5%稀盐酸浸泡30min，除去铁刨花表面的油污，晾干，备用。本实验所采用铁刨花元素成分含量(质量百分比)如下:铁85%-90%，碳3.10%-4.75%，铬1.25%-1.75%，硅0.85%-1.60%，铜0.50%-0.80%，锰0.80%-1.10%，镍0.80%-1.25%，磷<0.03%，硫<0.03%，以及微量其他元素成分。实验方法:实验分批次

5、于1L烧杯中进行，先用浓硫酸调节废水pH，再各取相同量废水于两个烧杯中，控制其他条件一致，一组加人一定量的铁刨花进行Fenton强化实验，另一组做常规Fenton对照实验。常规Fenton实验依据不同要求投加一定量的七水硫酸亚铁和(30%)双氧水，2组均曝气反应相同时间，出水加液碱调节至pH=7.5-8.0，沉淀后取上清液测定出水COD。每批次实验结束后，将铁刨花用清水冲洗干净循环重复使用。1.3检测指标及方法实验检测指标有COD,pH和色度，其分析方法是:COD采用重铬酸钾法测定;pH值采用pH计直接测定;色度采用目视比色法。1.4所用药剂98%浓硫酸，30%双氧水，七水硫酸亚铁(以上均为

6、分析纯);30%液碱(工业级);铁刨花(来自周边某制造企业)。2、实验结果与讨论2.1常规Fenton实验研究Fenton试剂是由FeS04·7H2O和H2O2混合得到的一种强氧化剂，属于高级化学氧化法，常用于去除废水中的COD和色度。它是利用Fe2+在酸性条件下催化H2O2分解产生的·OH来破坏有机物分子，同时铁离子参与络合反应，对处理难生物降解或一般化学氧化难以进行的有机废水有一定的优势。对于本实验所采用的二级生化出水，笔者前期进行了大量的实验研究，摸索出常规Fenton氧化最佳反应条件为:pH=3.8,FeS04·7H20投加量为0.5g/L,30%H2O2投加量为0.6mL/L，充分

7、曝气混合反应时间2h，即可有效的降解废水中有机物。在此最优控制条件下，多次实验结果如图1所示。由图1可见，即使在最佳反应条件下，经过常规Fenton处理后出水COD一般介于125-130mg/L，其COD去除率均低于45%。多组实验结果表明，由于制药废水的固有难降解性，传统方法只依靠投加FeS04·7H2O和H2O2的常规Fenton氧化其COD去除率难以进一步提高，故采用其他方式来提高Fenton氧化COD去除率值得深人研究。2.2铁刨花强化Fenton实验研究2.2.1强化Fenton出水COD随反应时间变化用浓H2SO4、调节废水pH=3.8，取800mL废水于1L烧杯中，投加铁刨花约

8、70g,(30%)H2O2投加量为0.6mL/L，研究反应时间对铁刨花强化Fenton氧化效果的影响，实验结果如图2所示。由图2可知，Fenton氧化反应在30min内对有机物的降解速率较快，此后降解速率明显下降，整个降解过程在120min内已基本完成，去除率高达65.3%;此后再延长反应时间出水COD反而有所升高。这表明废水中含有一定量的难降解、难氧化物质，利用常规Fenton无法将其降解转化，故延长反应时