铁炭微电解法预处理制药废水的研究

2018-04-18 20:39:31 青州谭福环保设备有限公司 19

摘 要: 依据微电解法的基本原理,采用铁炭对制药利福平废水进行预处理研究。通过实验确定了进水时的pH值、水力停留时间、铁炭质量比以及填料粒径大小4个影响因素。即用微电解法预处理制药废水的最佳工艺条件及在该条件下有机废水的处理结果分别为:预处理利福平废水,进水pH=2,铁屑粒度为24目,铁炭比为20:1。废水在微电解柱中的停留时间为120 min;水样COD去除率达到53.5%。色度去除率达到90.0%。

利福平废水是制药厂排放的一种抗生素废水。与其他行业废水相比,抗生素废水具有有机物浓度高,有很高的色度和悬浮物,含有难降解物质和抑菌作用的抗生素,而且水质成分复杂.产物排放量较高等特点。因此抗生素废水一直是废水处理的一道难题。目前采用的两相厌氧一好氧处理工艺中的生化处理中,由于废水浓度、色度和悬浮物都比较高,且有抗生素抑制微生物的生长,使得处理流程变长,有效池容加大,基建投资和运行成本都比较高,且大多运行不正常。

微电解法是一种利用金属腐蚀原理形成原电池来对废水进行处理的良好工艺.铁碳在废水中形成微电池,发生电化学反应,使废水中的胶体粒子和杂质通过氧化还原、吸附、凝聚、电泳沉淀等作用而被去除,能显著改善废水的可生化性。同时,以废铁屑为原料,不消耗电力能源,因而具有以废治废的功效。该方法简便易行,且易工业化,具有推广价值。本文通过实验确定了用铁碳微电解法预处理制药废水的最佳工艺条件及在该条件下有机废水的处理结果。

l 实 验

1.1 废水水质

试验用水取采某制药厂103车间的利福平废水,车间废水中含有如下物质:N,N一二甲基甲酰胺及分解物、二羟甲基叔丁胺及分解物、少量丁酯,丁醇、利福平及降解产物、少量碱等。利福平废水的不质参数为:COD 14944 mg/L,色度l6倍,pH值为9.6。

1.2 试验方法

本实验采用自制30 X 500(mm)铁炭微电解柱。本微电解柱采用下进水方式。将铁屑用1一2%的NaOH溶液中煮1—2 h。进行除油。根据不同的要求使用标准分样筛,筛分铁屑。分成8目、16目、24目的铁屑。把整块的焦炭用铁锤砸碎,之后用标准分样筛筛分焦炭颗粒,分成8目、16目、24目焦炭颗粒。

实验采用不同的进水pH值、不同的水利停留时间、不同的铁炭比及不同粒度的铁屑或焦炭对COD和色度去除率的影响来确定最佳工艺条件,从而得出在此条件下的利福平废水的处理结果。

2 结果与讨论

2.1 进水pH值对COD色度去除率的影响

由图1可知,废水初始pH值2时,制药废水的COD去除率最高,但当pH等于1.5时,制药废水的COD去除率有所下降。随着pH的逐渐升高,COD的去除率呈线性下降。pH值越小,调节pH值所用的酸越多。但当pH=1.5时,制药废水的COD去除率反而不如pH=2时,推测可能是酸度过高使得铁屑与酸反应直接生成H2,致使COD去除率稍微降低。所以pH值不是越低越好。谭福环保。

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由图2可知,对于色度去除率,随着pH值的升高,其去除率逐渐降低。废水初始pH=2.0时,微电解法对制药废水有较高的脱色能力,色度去除率可达87%。当废水初始pH值>2.0时。脱色率呈线性下降。这说明酸性的条件下,脱色的效果较好。

2.2 停留时间对COD和色度去除率的影响

由图3可知。反应时间愈长,废水的COD及色度去除率愈高,当反应到一定的时间后,COD及色度的去除率几乎不再发生变化。谭福环保。这是由于刚开始反应时,各物质的浓度较低,所以处理效果不是很明显。随着反应时间的增加,产生的新生态氢具有较大的活性,能破坏发色物质的发色结构,使废水中某些有机物的发色基团和助色基团破裂,大分子分解为小分子,达到脱色的目的。同时由于铁的还原作用,酸性条件下也能使一些大分子发色有机物降解为无色或淡色的低分子物质,具有脱色作用,并且使废水的组成向易于生化的方向转变。为后续生化处理创造了条件。

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2.3 不同铁炭比对COD去除率的影响

从图4实验结果可以看出,对于一定量的铁屑,随着铁炭比的升高,废水的COD的去除效果越来越好,当铁炭比达到20:1,COD的去除率最好。这是因为,随着焦炭含量的增加,反应速度加快。体系中的原电池数量增多,COD去除效果也逐渐增加。铁屑量一定。当焦炭的数量达到一定的量时,原电池的数目也就达到了极限,去除率也就基本不变了。谭福环保。

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2.4 不同粒度的铁屑对COD和色度的影响

由表1可知。在相同条件下,不同粒度铁屑的对废水处理效果的略有不同。铁屑的粒径越小。处理的效果越好。主要原因在于相同的条件下,铁屑的粒度小,比表面积大,与废水接触所形成的微电池的数量多,反应速度加快。铁屑粒度越小,单位重量铁屑中所含的铁屑颗粒越多,使电极反应中絮凝过程增加,利于提高去除率。另一方面铁屑粒度越小,颗粒的比表面积越大,微电池数也增加,颗粒间的接触更加紧密,延长了过柱的时间,也提高了去除率。但如果粒度越小,使单位时间处理的水量太小,且易产生堵塞、结块等不利影响,故一般的粒度以24目为佳。谭福环保。

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3 结论

(1)通过实验研究,确定了铁碳微电解法处理制药废水的最佳工艺参数为:进水pH值=2,填装铁炭体积比为20:1,废水在微电解反应器中的停留时间为120 min,铁屑粒度为24目,焦炭为l6目。

(2)在确定的最佳工艺条件下,处理利福平废水的最佳处理结果为:水样COD去除率达到51.79%。色度去除率达到9O%。说明了铁碳微电解法预处理较复杂高色度有机废水的效果是显著的,特别是色度去除率达到9O%。虽然COD去除率未尽人意,只达到5O%多,但结合生化二级处理,会得到更好的效果,降低了后续生化处理的负荷,可生化性明显提高。

(3)铁炭微电解预处理利福平制药废水的方法,具有设备简单、色度去除率高的特点,且以废铁屑为原料,不消耗电力能源,具有以废治废的功效。该方法简便易行,成本低廉。且易工业化,具有推广价值。