化工合成制藥廢水的處理技術(shù)研究

水處理網(wǎng)訊:摘要：目的：為了探究化工合成制藥廢水使用fenton法處理的效果。方法：取8個樣本的制藥廢水，進(jìn)行fenton法處理后比較COD的去除率。結(jié)果：8個樣本的廢水處理后均達(dá)到了排出標(biāo)準(zhǔn)，且清除率約在70%左右。結(jié)論：利用Fenton法可以高效的處理化工合成的制藥廢水，且成本低易操作，值得推廣。

關(guān)鍵詞：化工合成制藥；廢水處理技術(shù)；分析

引言

制藥廢水中，常常由不同的藥劑組成，其包括了抗生素、合成藥物甚至中成藥生產(chǎn)過程中的廢水，成分十分復(fù)雜。與其他工業(yè)的廢水不同，制藥廢水中的有機(jī)物含量特別多，用普通的生物方法難以去除。又由于其顏色比一般廢水要深而且含鹽量很高，從生化的角度來說，很多處理廢水的方法無法使用。制藥過程中產(chǎn)生的廢水主要有四個方面，首先是母液，藥品多直接從母液中析出，因此母液中藥物濃度比較高。其次是沖洗廢水，沖洗各種器材或者材料產(chǎn)生的洗滌用的廢水。之后是收集殘液和輔助過程中排出的廢水。本次的研究主要以母液為研究對象。

目前比較流行的方法有物理方法、化學(xué)方法和生物學(xué)方法，但是處理的效果都不是很理想。例如電化學(xué)預(yù)處理技術(shù)，雖然去除率較為穩(wěn)定，但是也只有45%的去除率，也就是說有一半的污染物無法處理。同時(shí)由于需要直流電，因此能耗較大，對于器材和場地的要求較多，步驟也比較繁瑣。對于制藥廢水的顏色處理也不理想。最近新興的技術(shù)有Fenton技術(shù)，通過鐵離子催化過氧化氫生成氧化劑，將水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，伴隨著鐵水絡(luò)合物的沉降作用，可以減少制藥廢水的著色，達(dá)到去除有機(jī)物及色度的目的。此類技術(shù)目前接近開發(fā)完成，是處理制藥廢水的一種十分有效以及經(jīng)濟(jì)的方法。

1.材料與方法

（1）裝置與材料

本次試驗(yàn)中裝置采用柱狀活性炭，廢水取自本公司抗生素制藥后的廢水共8個樣本，每個樣本均200ml。水質(zhì)特點(diǎn)如下：

表1實(shí)驗(yàn)前廢水水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)前，需要對廢鐵屑進(jìn)行預(yù)處理，將廢鐵屑加入5mol/L的氫氧化鈉溶液中水浴半小時(shí)，這樣可以提升其表面的活性能。再加入20%稀鹽酸20分鐘，其目的是為了讓氧化層溶解。烘干備用。活性炭也要進(jìn)行預(yù)處理。將活性炭浸泡在實(shí)驗(yàn)用制藥廢水中，等待其吸附飽和后，烘干備用。此步驟可以減少活性炭對COD的去除效果。

（2）方法

首先在室溫條件下取出約200毫升的制藥廢水，放在燒杯中并調(diào)節(jié)pH至2.5。根據(jù)液體：固體為10：1的比例調(diào)節(jié)廢鐵屑的量，再加入等質(zhì)量活性炭和12.24mmol/L的30%過氧化氫。最后打開曝氣泵。一小時(shí)后停止，凈置后取上清液。加入聚丙烯酰胺，并用攪拌機(jī)快速攪拌兩分鐘后慢速攪拌八分鐘。充分混合后靜置一小時(shí)后取上清液。根據(jù)廢水的反應(yīng)效果的COD的去除效果決定該種流程的效果評估。

對于COD的含量采用重鉻酸鉀的方法，BOD5采用稀釋和接種的方法，對SS采用烘干后稱重的方法，對色度采用稀釋倍數(shù)的方法。pH采用專門的pH測量儀器測量。

2.結(jié)果

處理后各種含量如下表：

從上述結(jié)果可以看出，鐵碳微電解H2O2耦合Fenton法對于深度處理制藥的廢水有著很好的效果，各項(xiàng)指標(biāo)均下降至正常水平以下，符合安全排放的標(biāo)準(zhǔn)。并且COD的去除率均達(dá)到了70%左右，有著較高的去除效率。

3.討論

從實(shí)驗(yàn)上來看，有很多的地方值得進(jìn)行討論和研究。首先就是如何提升COD去除率的問題。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果上來看，雖然COD的含量在標(biāo)準(zhǔn)以下，但是區(qū)間較大，說明處理結(jié)果不是很穩(wěn)定?？赡芘c很多因素有關(guān)。例如鐵粉與活性炭的比例可以影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本次實(shí)驗(yàn)利用鐵與過氧化氫反應(yīng)形成氧化過程，但是鐵粉與活性炭會形成原電池，過多或過少的原電池對于最后的處理效果都有較大的影響，本次實(shí)驗(yàn)就要求調(diào)節(jié)pH。如果不進(jìn)行pH的調(diào)節(jié)，廢水會基本保持在一個不反應(yīng)的狀態(tài)。根據(jù)氧化反應(yīng)的原理，酸性的時(shí)候二價(jià)鐵離子較多，因此反應(yīng)的效果比較好。本次實(shí)驗(yàn)中對曝氣時(shí)間沒有進(jìn)行限制，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看影響較大。如何在減少時(shí)間成本的狀態(tài)下達(dá)到最好的效果，當(dāng)前已有大量的研究進(jìn)行探索。在經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)后以及結(jié)合他人的研究成果，初步認(rèn)定為鐵粉與活性炭質(zhì)量比1：1、pH2.5、曝氣時(shí)間一小時(shí)，過氧化氫投加量為12.24mmol/L的時(shí)候效果最好，這也是本次實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段閱讀大量有關(guān)實(shí)驗(yàn)后得出的數(shù)據(jù)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上來看效果較為理想。

比較國內(nèi)外關(guān)于處理制藥廢水的研究發(fā)現(xiàn)，通過物理化學(xué)的方法處理制藥廢水的時(shí)候，雖然可以提高廢水的去除率，但是成本普遍較高，對于小規(guī)模的制藥廠不能完全承擔(dān)。而好氧生物處理合成的廢水雖然水質(zhì)比較好，但是要對廢水進(jìn)行稀釋，從成本上來說就存在問題。而厭氧反應(yīng)器處理廢水，有著操作簡便且可處理高濃度廢水的特性，但是水質(zhì)需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理，過程繁瑣。綜合以上結(jié)果，能夠達(dá)到較高的去除率、較低的成本、較好的可操作性等多方面需求的制藥廢水處理方式還尚未發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的各種處理方式都存在缺點(diǎn)。目前也有提出高效厭氧反應(yīng)器的處理，或可能進(jìn)行物理化學(xué)以及生物方式的聯(lián)合，互相彌補(bǔ)缺點(diǎn)，達(dá)到更好的處理效果。

Fenton法與傳統(tǒng)的碳鐵微電解以及其他的方法相比，具有很多的優(yōu)點(diǎn)。首先，其成本較小。木炭的成本較低，并且使用的鐵屑可以是廢舊的鐵屑，符合環(huán)保的特點(diǎn)。其次，器材上只使用曝氣裝置，設(shè)備簡單。再者，操作簡單，沒有繁瑣的步驟，可行度高。因此對于那些難以降解的生物，F(xiàn)enton法處理制藥廠的污水有著較為良好的效果。

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