腐蚀电池法预处理抗生素废水

中国环保产业!#$%&&’(%目前!国内有)&&多家企业生产*+多种抗生素!占世界总产量的%&,-)+,抗生素生产过程中产生的成分复杂#生物毒性大#难降解#高浓度有机废水一直是污水治理领域的一个难题头孢类抗生素废水主要来自发酵和半合成生产工段!其有机物浓度高!./变化大!气味重!含有生物难降解物质和具有抑菌作用的物质!可生化性差本实验利用工业废弃物铁屑和瓦斯灰组成腐蚀电池对废水进行了预处理!提高其可生化性!为更好的进行后续生化处理创造了有利条件一!实验部分(0实验材料废水$济南市某制药公司头孢类抗生素废水!!12!3%&&&&-’&&&&4567!8129’)&&-:;++4567!./%-’瓦斯灰$来自炼铁高炉!主要成分是炭粒#铁的氧化物铁屑$废铸铁铁屑!主要成分是单质铁%0实验方法取一定体积的上述废水于%9+4<锥形瓶中!用’4=<67的/!<溶液和’4=<67的>?1/溶液调整./!加入@+5铁屑瓦斯灰混合物!置于A/BC8恒温振荡器!室温下振荡一定时间后!取样静置!采用重铬酸钾法测!12!3!稀释接种法测8129二!结果与讨论(0主要影响因素的确定为了确定影响处理效果的主要因素!避免盲目实验!我们选取铁屑瓦斯灰质量比#处理时间#废水./和废水体积作为可能的影响因素!每一个因素各选取三个水平!进行正交实验由实验结果可以看出处理时间D是最敏感的因素!其次是废水./值!铁屑瓦斯灰质量比的影响程度仅次于./值!废水体积影响最小%0最佳实验条件的确定通过实验可以看出!12去除率并非随着铁屑瓦斯灰质量比的增大而一直增加!在质量比为EF’时效果较好%随着处理时间的增长!细菌去除率呈递增趋势!考虑到处理时间是影响实验结果的主要因素以及实际操作的成本问题!取处理时间;+4GH%随着./的增大!!12去除率有所下降!尤其是./I*时!处理效果下降较大%废水体积不是影响实验结果的主要因素!且在实验条件范围内具有较高的!12平均去除率!因此最佳处理条件为$铁屑瓦斯灰质量比EJ’!处理时间;+4GH!./K*!废水体积(++47以该条件又做三次实验!实验结果见下表三!处理机理探讨(0腐蚀电池作用根据金属材料在水溶液中的腐蚀理论可知任何形式的腐蚀必定发生阳极反应和阴极反应!且两极之间有电流通过铸铁铁屑是铁和碳的合金!即纯铁和碳化铁腐蚀电池法预处理抗生素废水刘贤伟!刘丹彤!张成禄!刘国祥#!#山东大学环境科学与工程学院山东济南$%!%%$#山东省即墨市中医医院山东青岛&&%%%摘要&本文提出利用铁屑和瓦斯灰组成腐蚀电池!对头孢类抗生素废水进行预处理!可生化性提高到+0)%以上!为后续生化处理创造了有利条件关键词&铁屑#瓦斯灰#抗生素废水#腐蚀电池中图分类号&L*+)文献标识码&8文章编号&(++EC9)**&%++’’(%C++)%C+%#3MD3M?DMN!M.O?<=P.=3GHPBHDGQG=DGRS?PDMT?DM3QU!=33=PGVM!M<<#3=RMPP7$WLG?HXTMG!7$W2?HXD=H5!Y/B>Z!OMH5X<[!7$WZ[=X\G?H5科技纵横’()*+,)-)(.+/,*(0+1213)(.2/*4*2156*+,(!(中国环保产业!#$%&&’(%!)*+!#碳化铁比铁的腐蚀趋势低#因此当铁屑浸没于水溶液中时#便组成无数个腐蚀微电池回路$当铁屑和瓦斯灰浸没于水溶液中时#铁屑与瓦斯灰表面炭粒又形成较大的腐蚀电池#从而加快了铸铁铁屑的腐蚀速度$发生如下反应%阳极反应%)*,)*%--%*#!&!)*%-.)*,/01’’2#阴极反应%%3--%*,3%!酸性溶液中#!0!3-.3%,02#充氧时%4%-’3--’*,%3%4!酸性溶液中#!0!4%.3%4,(1%+2#4%-%3%4-’*,’435!中性或碱性溶液中#!0!4%.435,01’02电极反应的产物具有较高的化学活性$在酸性溶液中#电极反应所产生的新生态的3和)*%-能与抗生素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#提高了废水的可生化性$%1还原作用在偏酸性条件下#铁能够发生还原反应$抗生素废水中含有很多抑制微生物生长的污染物#这些化学物质很多具有硝基!64%5#铁屑在酸性条件下可以将其转化为氨基!63%5#从而提高了可生化性#为后续生化处理创造了条件$+1混凝吸附作用由于)*%7的不断生成能有效克服阳极的极化作用#从而促进铁的电化学腐蚀#使大量的)*%-进入溶液$随着83值的升高#溶液中)*%-形成)*!43%和)*!43+胶体%)*%--%435,)*!43%’)*%--9435-4%-%3%4,’)*!43+新生态)*!43%和)*!43+是良好的絮凝剂#具有较高的吸附絮