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1、微电解法在制药废水预处理中应用 摘要：本文介绍了微电解法预处理只要废水的原理和效果，分析了其在只要废水预处理中的应用技术，有一定参考价值。关键词：微电解法；制药废水；预处理中图分类号：TF803.27文献标识码：A文章编号：微电解法,又称铁炭内电解法,是一种被广泛研究与应用的废水处理方法。20世纪70年代,前苏联把微电解法用于印染废水的处理,20世纪80年代中国科技工作者也开展了相关的研究。微电解法对中、高浓度及高色度的有机废水的处理有独特的效果,而且成本低廉、操作简便。近年来,广泛应用于印染
2、及染料、电镀、重金属、造纸、煤气洗涤、含酚等废水的处理。微电解法作为制药废水预处理技术,在试验研究和实践应用方面也取得了较好的效果,同时,研究人员不断改进微电解法的工作条件,开发新型微电解反应器,取得了令人瞩目的成果。1微电解法作用机理7铸铁屑是纯铁和碳化铁的合金,碳化铁和杂质以极小的颗粒形式分散在铸铁中。当铸铁屑浸没在废水溶液中时,铁原子和碳化铁分子就构成一个完整的微电池回路,由此形成了无数个腐蚀微电池,而在铸铁屑中再加入惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)颗粒时,铁屑与炭颗粒接触,则可形成尺
3、度更大的原电池。使得铸铁在受微电池腐蚀的基础上,又受到大原电池的腐蚀,这就加速了铸铁屑的腐蚀,发生一系列的电化学反应。其电极反应如下。电极反应生成的产物具有高的化学活性。在偏酸性的水溶液中,电极反应所产生的新生态[H]和Fe2+能与制药废水中的许多组分发生氧化还原反应,使大分子物质分解为小分子的中间体,使某些难生化降解的化学物质转变成容易生化处理的物质,提高废水的可生化性,从而达到降解污染物的目的。由于有Fe2+不断生成,能有效地克服阳极的极化作用,从而促进铁的电化学腐蚀,使Fe2+大量进入溶液
4、。在碱性溶液中,Fe2+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3胶体,并进一步水解成铁的单核络合物沉淀。这种络合物具有较高的吸附絮凝活性,能有效地吸附废水中有机物,从而达到净化废水的目的。2微电解法在制药废水处理中的应用研究2.1用于硝基苯制药废水处理硝基苯类化合物是中国环境保护中优先控制的52种有害物质之一,其化学性质稳定,对微生物具有毒性,不能直接应用常规生化工艺进行处理。李欣等采用铁炭内电解结合Fenton氧化工艺,对某制药厂氯霉素车间的生产废水进行预处理,该厂废水中硝基苯类化合物的平均质量浓度
5、为676mg/L,COD平均为96257mg/L。预处理铁-炭床装置采用直径为70mm、高为1400mm的有机玻璃柱,以铁屑和颗粒活性炭作为内电解材料。铁屑在使用前先通过碱洗和酸洗,然后用水冲洗干净。活性炭采用柱状颗粒炭,使用前用清水漂洗。装置采用底部进水(同时投加质量分数为30%的H2O2溶液),顶部出水,运行一定时间后通入压缩空气进行反冲洗,以使柱内孔隙分布均匀,防止发生板结现象。该厂的硝基苯制药废水经铁炭Fenton预处理后,对COD的去除率平均为47%,对硝基苯的去除率平均为92%。处理
6、后硝基苯制药废水的可生化性得到明显改善,且采用铁炭Fenton法预处理硝基苯制药废水具有除污效果好、药剂费用低、设备投资较少、运行管理方便等优点,为治理硝基苯废水开辟了新的途径。2.2用于氯硝柳胺生产废水处理氯硝柳胺生产废水属于典型的高浓度、有毒、有害、难生物降解的制药废水,传统的化学沉淀和生物降解过程对其直接处理的效果不明显。石建军等采用曝气和投加H2O2的微电解法来预处理氯硝柳胺生产废水。混合废水中主要含有氯化苯、邻氯对硝基苯胺、5-氯水杨酸等成分,正常生产时产生废水的COD为5000~60
7、00mg/7L,Q(BOD)/Q(COD)小于0.05,废水的成分和水量变化很大。预处理的微电解装置由高位槽、加药槽、反应器、絮凝槽4部分组成。废水经预调pH值后由高位槽进入微电解反应器,压缩空气经反应器底部的布气筛板进入微电解反应区(525mm@300mm),H2O2(30%,质量分数,下同)定量分批投加,去除结果见表1。试验结果表明,曝气和投加H2O2均能不同程度地加强废水的处理效果,在微电解过程中,可以很方便地通过调整H2O2投加量和曝气强度,有效进行水质、水量产生较大波动时的控制,确保后
8、续生物处理的进水的稳定性。2.3用于阿维菌素生产废水处理阿维菌素(avermectin,AVM)属十六元大环内酯类抗生素,其生产过程中排放大量的高浓度有机废水,主要成分为残糖、蛋白质、挥发酸、代谢中间产物及AVM残留效价等。李再兴等采用铁炭微电解工艺对废水进行预处理,试验装置为铁炭内电解柱(550mm@100mm),柱内装填铁屑和炭粒,焦炭粒径为0.5~2mm。2.4用于头孢类抗生素生产废水处理7头孢类抗生素生产废水主要污染物有三乙胺、四噻唑乙酸、三甲基乙酸、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、丙酮、异丙酸
