二氧化氯催化氧化预处理阿奇霉素废水的研究_宋春娟

阿奇霉素[1]是目前国内消耗量最大的抗生素类药品之一。其生产过程产生大量的工业废水，其废水具有成分复杂、含有难降解物质、残余抗生素、色度深、pH值高，B/C比低、可生化性差等特点。国外自20世纪90年代以来，二氧化氯通常被当作性能优良的水处理消毒剂和纸桨漂白剂而得到大规模的使用[2,3]。且C1O2氧化能力强，能与大部分的有机物及无机物反应。氧化反应过程中，反应条件温和，无二次污染，最大的优点是处理过程受废水酸度影响小。其生产成本明显低于臭氧及过氧化氢，使其在保持去污效果的同时，又具有一定的经济优势。根据阿奇霉素废水水质特性，提出二氧化氯催化氧化处理阿奇霉素废水，以提高高浓度难降解有机废水预处理能力，使废水中COD浓度和生物毒性都可大幅度降低，使后续的生化处理易于进行。在综合查阅国内外文献资料的基础上，通过探索性实验和正交实验，初步确定该工艺最佳反应条件。1实验1.1实验试剂及仪器设备氢氧化钠、硫酸、七水合硫酸亚铁、硫酸银、1,10-菲啰啉、硫酸亚铁铵、重铬酸钾、硫酸汞、二氧化氯(30%)，均为分析纯。精密电子天平；恒温水浴锅；增力电动搅拌器；循环水式多用泵；电子万用炉；电热真空干燥箱；电热鼓风干燥箱。1.2催化剂的制备方法1.2.1活性炭预处理将活性炭浸渍于加有蒸馏水的烧杯中，在常温下搅拌并缓慢滴入HNO3溶液，直至溶液的pH值稳定在1～3左右。2h后停止搅拌，过滤出的活性炭在100℃烘干，备用。1.2.2催化剂制备将一定量的PdCl2（钯质量分数为59.5%）溶解于一定量浓的HCl中，将上述精制的活性炭加入150mL蒸馏水中，加热至80℃，加入PdCl2的盐酸溶液，用NaOH溶液调节pH值至中性，搅拌3h后，用甲醛还原30min，抽滤，洗涤至中性，在100℃的真空干燥箱中干燥3h，制得Pd/C催化剂，放干燥器内备用。1.3实验方法以250mL的四口瓶为反应容器，用100mL量筒量取阿奇霉素废水100mL，加入到四口瓶中。用HH-2型恒温水浴锅控制一定的反应温度。称取一定量的二氧化氯固体，边搅拌边加入到反应器中。并调节pH值使阿奇霉素废水呈中性。根据二氧化氯的加入量，称取一定比例的Pd/C催化剂加入到反应器中。开始计时，达到设定的反应时间后，停止搅拌。实验结束后，取样测定处理后废水的COD。COD测定采用重铬酸钾法。2结果与讨论2.1单因素实验该反应系统主要有pH值、反应时间、反应温度、二氧化氯用量及催化剂用量5个影响因素。取100mL废水，以废水COD去除率为指标，进行单因素实验。2.1.1二氧化氯用量对COD去除率的影响(图1)[收稿日期]2009-02-03[作者简介]宋春娟（1969-），女，工程师，主要从事环境工程的开发与研究工作。二氧化氯催化氧化预处理阿奇霉素废水的研究（1.鹿泉市环境监察大队，河北鹿泉050200；2.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018；3.石家庄华康水处理有限公司，河北石家庄050018）宋春娟1，杨文玲2，薄晓然3，程建锋2[摘要]研究了二氧化氯氧化处理阿奇霉素废水的影响因素及适宜工艺条件。运用正交实验的方法，得出处理阿奇霉素废水的最佳实验条件：C1O2投加量为14g/L，催化剂用量5g/L，反应pH值7.0，反应时间2h，COD平均去除率为38.2%。[关键词]阿奇霉素废水；二氧化氯；催化氧化[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2009）07-0021-03第32卷第7期2009年07月Vol.32No.7Jul.2009图1二氧化氯用量对反应的影响图1表明，随着ClO2在反应体系中浓度的增加，阿奇霉素废水COD的去除率逐渐增高。当ClO2的质量超过1.4g时，COD的去除率基本趋于稳定。因此，确定最佳ClO2的投加量为100mL废水投加1.4gClO2，即14g/L。2.1.2催化剂用量对COD去除率的影响(图2)图2催化剂用量对COD去除率的影响由图2可知，固体催化剂的投加量对催化效果影响较大。随着固体催化剂投加量的增加，降解效果不断提高，当投加量达到0.5g后，降解效果提高程度不再明显,降解率稳定在32%以上。因此，固体催化剂用量均取0.5g。2.1.3pH值对COD去除率的影响(图3)图3pH对COD去除率的影响由图3可以看出，COD去处效果在pH值6～7之间时较好，这符合ClO2在此pH范围内氧化性较强的原理，并且pH值为中性时，处理废水的颜色改变较好。因此，二氧化氯催化氧化实验将pH值控制在7。2.1.4反应时间对COD去除率的影响由图4可以看出，在1.5～2h时COD去除率已较高，而在2h后COD的去除率却有一个下降的趋势，但降低趋势趋于平缓，故采用反应时间为2h。图4反应时间对COD去除率的影响2.1.5反应温度对C