发酵制药废水处理技术

发酵制药废水处理技术发酵制药废水处理技术更新时间：2014-10-1109:52来源：环境工程学报作者:阅读：1488网友评论0条发酵制药废水具有成分复杂，污染物浓度高，可生化性差等特点，国内对该类废水的处理主要采用生化组合的处理工艺。该工艺虽可去除废水中的大部分污染物，但对有机污染物的去除效果不佳，出水色度常出现超标现象。2008年强制施行的《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903—2008）对发酵类制药工业水污染物的排放要求更加严格，传统的生化处理技术已难以满足新的排放标准要求，因此，寻求适宜的深度处理技术成为许多企业的当务之急。目前，应用于发酵制药废水深度处理的方法主要有吸附法、高级氧化法、微电解法、电解法等。其中，三维电解法作为一种新型的电化学处理技术，有着不使用或较少量使用化学药品，处理构筑物体积小，处理效率高，不发生二次污染等特点，被广泛应用于废水的深度处理中。本研究以某制药企业的二级生化出水为研究对象，根据其水质特点采用三维电解法对其进行处理，通过单因素实验对影响处理效果的各因素进行了研究，在此基础上，通过正交实验得到了最佳工艺参数。最后，采用活性污泥法对电解出水进行了后续处理。此项研究的目的在于探讨该类废水经深度处理后达标排放的可能性。1实验材料与方法1.1废水水质实验用水为某制药厂二级生化出水，其水质如表1所示。1.2实验装置实验采用自制的长方形电解槽装置，见图1。电解装置由电源、曝气装置、电解槽及其他附件等组成，电解槽（120mm×100mm×120mm）有效容积为1.2L，共2对电极板，阳极采用不锈钢板，阴极采用石墨板，极板距保持在3cm，电极板尺寸为70mm×70mm。电解槽底部装有多孔布气板，孔径为1mm，利用空气压缩机向反应系统提供适量空气，用转子流量计控制曝气量大小，以使粒子均匀地悬浮于容器中。实验第三极材料采用2.0mm大小的活性炭颗粒，使用前先用稀硫酸进行表面活化，然后在清水中浸泡24h，使其充分解吸，再置于烘箱中于105℃下烘烤24h；使用时先用实验废水浸泡活性炭，使其达到吸附平衡。1.3实验方法将约1L实验废水加入到电解槽中，采用空压机进行曝气，调节电压、电流至所需值后，接通电源，反应到所需时间后停机，静置，过滤，取滤液进行水质分析。主要考察电解时间、电流密度、pH、活性炭投加量等因素对处理效果的影响。最后，对电解出水采用活性污泥法进行处理，以使最终的处理出水能够达标排放。1.4分析方法COD、色度、氨氮的测定采用标准方法，紫外-可见光图谱分析所用仪器为日本岛津UV-2550型紫外-可见光分光光度计，红外图谱分析所用仪器为PerkinElmer的Spectrumone型红外分析光谱仪。2结果与讨论2.1单因素实验分析2.1.1电流密度对三维电解效果的影响根据相关文献和预备实验，确定初始反应条件：进水pH为5，电解时间为30min，活性炭投加量为10g/L。在此条件下，改变电流密度，考察其对三维电解效果的影响，结果如图2所示。由图2可知，随着电流密度的增大，COD和色度去除率增大。当电流密度由10mA/cm2增加至40mA/cm2时，反应电流通过第三极粒子，COD去除率的增幅较大，而当电流密度从40mA/cm2增大到60mA/cm2时，COD去除率的增幅只有9.08%。这是因为电流密度过大，导致在活性炭电解上发生一些副反应，使得污染物不能很好地通过电解去除，使COD去除率增幅变小。三维电解的脱色效果十分明显，通电后，铁从阳极溶解生成Fe2+，氧在阴极上还原为H2O2，生成的羟基自由基可与发色或助色基团反应，电解30min后，色度去除率即达到了60％以上，出水颜色由浅黄色变成无色。三维电解对氨氮的去除率不高，氨氮靠间接电氧化作用能得到一定的去除，另外，氯离子在阳极上氧化为游离氯，溶于水溶液中形成“活性氯”，其与氨氮反应产生氮气，也可使氨氮得到一定的去除。综合考虑处理效果和处理成本，选择电流密度为40mA/cm2。2.1.2电解时间对三维电解效果的影响在进水pH为5，活性炭投加量为10g/L，电流密度为40mA/cm2的条件下，考察了电解时间对三维电解效果的影响，结果如图3所示。由图3可知，电解10min时，COD去除率达到55.6%，但当电解时间为20min时，COD去除率不升反降，随着电解时间的进一步延长，COD去除率又逐渐上升直到平稳。这可能是因为反应进行至一定时间，三维电解将部分原来不能被COD试验测定的复杂物质氧化成能被测定的小分子物质，使得COD的可测定范围增大，造成COD测定值偏高。电解60min后可降解有机物已基本被去除。随着电解时间的延长，色度去除率呈先上升后下降的趋势。电解30min时，色度去除率就达到80.0%以上，当电解时间为60min，色度去除率可达到90.0