制药废水联合预处理

针对高浓度、高色度、难降解制药废水，采用Fenton氧化法处理可使水中环状高分子有机物分解，改善废水的可生化性［1，2］，但单独采用该法成本较高。为了有效预处理该类废水，同时降低处理成本，笔者借鉴目前国内外的研究成果选用铁碳微电解—Fenton氧化法组合工艺［3～7］对某制药厂废水进行预处理试验，并考察了影响工艺运行效果的因素。

1　试验内容与方法

试验废水来自重庆某制药厂，pH为4．8，COD高达30　000mg／L，废水中含有蒽醌、二苯乙烯、水溶性多糖和鞣质等多环联苯结构物质，可生化性差。

主要测定指标为COD：DR890COD测定仪、DRB200消解仪，重铬酸钾法；pH：pH－3B酸度计。

2　结果与结果

为便于后续反应利用电解产生的Fe2＋，故先采用铁碳微电解再进行Fenton氧化；试验用铁碳颗粒填料中铁含量≥75％，粒径3cm，呈扁圆型。

2．1　铁碳微电解处理效果

2．1．1　进水pH对COD处理效果的影响

取废水500mL加硫酸调pH分别为0．5、1．0、1．4、2．1、3．5、4．8，加入铁碳240g／L通过微电解法处理废水1h，结果如图1所示。

由图1可知，在电解1h内，进水pH对处理效果影响显著；当进水pH为2．1时微电解效果最佳，COD去除率大于20％。故调节进水pH为2．1作为微电解pH条件。

2．1．2　电解时间对COD处理效果的影响

图1　进水pH对COD处理效果的影响

电解时间也是影响微电解的一个重要因素，在不同的电解时间下取样测定溶液的COD，试验结果如图2所示。

图2　电解时间对COD处理效果的影响

由图2可知，在电解处理过程中，随着电解时间的延长COD去除率逐渐提高；当电解时间达到35min后COD下降至234　200mg／L；继续延长电解时间，处理效果变化不大，故选取电解时间为35min。

2．1．3　铁碳投加量对COD处理效果的影响

在最佳反应时间和pH条件下改变铁碳投加量分别为：90g／L、120g／L、150g／L、180g／L、210g／L、240g／L、270g／L、300g／L，结果如图3所示。

由图3可知，出水COD随铁碳投加量的增加而增加，但当投加量增加到240g／L后再继续增加投加量，处理效果并不能进一步提高；故选取投加量为240g／L。

图3　铁碳投量对COD处理效果的影响

综上，铁碳微电解的最佳工艺条件是在pH　2．1时，投加铁碳240g／L，电解35min。

2．2　Fenton处理效果

经微电解处理后，出水COD仍达23　420mg／L，pH为3．5，根据Fenton氧化特性［8～10］可以不用进行pH调整就可直接进行Fenton反应，同时还可以进一步利用铁碳微电解产生的亚铁离子。以下通过单因素试验分别考察了反应时间和H2O2投加量对反应的影响，并确定最佳投量与反应时间。

2．2．1　反应时间对氧化效果的影响

在投加30％H2O28ml／L条件下，出水用石灰调pH至8．5～9，沉淀30min后测COD，对反应时间进行考察，结果如图4所示。

图4　反应时间对氧化效果的影响

由图4可知，反应达到30min，COD不再下降，故反应时间以30min为宜。

2．2．2　H2O2投量对氧化效果的影响

当Fe2＋一定，反应时间充分的条件下，决定Fenton反应效果的是H2O2投加量；故取反应时间30min，考察30％H2O2不同投加量对处理效果的影响，出水用石灰调pH至8．5～9沉淀0．5h后测COD，效果如图5所示。.

由图5可知，当30％H2O2投加量达到8mL／L时，出水COD下降至3　950mg／L，去除率达86．86％；当继续增加投加量时出水COD反而略有增大，说明此时氧化剂和Fe2＋比例最佳；故以8mL／L　30％H2O2的投加量为宜。

图5　H2O2投加量对Fenton氧化效果的影响

3　结论

铁碳微电解—Fenton联合预处制药废水，当进水pH调节到2．1，投加铁碳颗粒240g／L电解35min，后续进行Fenton氧化30min后，COD去除率可达86％以上，处理效果显著。

该类废水所含的蒽醌类物质十分稳定，仅通过Fenton氧化并不能完全去除，故需进一步研究对该类废水的高效处理工艺。