铁炭微电解—FENTON试剂氧化法深度处理制药废水的研究

摘要：采用铁炭微电解—fenton氧化组合工艺，对高cod、高含盐量、难降解的制药废水进行了深度处理实验研究。结果表明，铁炭微电解—fenton氧化组合工艺的处理效果优于单独使用其中任何一种工艺。当单独使用铁炭微电解和fenton氧化处理时，cod的去除率最高分别为46.15%和30%；废水先经铁炭微电解处理出水后再投加h2o2溶液，cod的去除率最高为68.13%；在铁炭反应柱内直接投加h2o2溶液时，cod的去除率可以达到76.92%（此时cod ＜100mg/l），色度达到16倍，达到了gb8978-96一级标准要求。

关键词：铁炭微电解；fenton试剂；制药废水；深度处理

制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。

常规工艺处理制药废水很难达到理想的处理效果，通常采用厌氧—好氧工艺处理的制药废水，生化出水其cod和色度均不能达到gb8978-96一级排放标准。而fenton试剂法是一种高级氧化法，可对难降解复杂有机物进行有效的深度处理；铁炭微电解法是以铁屑和活性炭构成原电池，通过污染物在正负极上发生的化学反应，加上原电池自身的电附集、物理吸附及絮凝等作用达到处理的目的，其在去除有机物、脱色等方面效果明显[1]。

通过采用铁炭微电解、fenton试剂以及两者的组合工艺，探讨他们对高cod、高含盐、难降解的制药废水生化出水进行深度处理的可行性，为合理设计该类废水的最佳处理工艺提供参考。

1 试验部分

1.1 水样来源及水质

水样取自福建某制药厂。

废水原水cod在13000mg/l左右，经厌氧好氧处理后生化出水cod在200~300mg/l，ph6~8，色度为 256 倍。

1.2 试剂及仪器

试剂：fenton试剂（30%h2o2溶液，硫酸亚铁晶体）、稀硫酸、naoh溶液、1‰pam溶液。

仪器：小型曝气装置；铁炭微电解柱（含铁炭填料）；蠕动泵；电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；95-1磁力搅拌器，上海思乐仪器有限公司；ph计，上海精密科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

铁炭微电解过程：取3l水样，平均加入到2个2l的烧杯中，用稀硫酸调节ph后投加到铁炭微电解柱中，同时进行曝气，反应一段时间后，取铁炭微电解出水400ml投加到500ml烧杯中，用naoh调ph至8~9，之后按15mg/l投加pam溶液进行絮凝反应，反应结束后取其上清液进行分析。fenton氧化过程：按分组需要分别取试验水样300ml加入到500ml烧杯中，用稀硫酸调节ph，之后加入相应计量的硫酸亚铁，再按一定的比例加入h2o2，控制反应时间，反应结束后，测其ph值，用naoh调节ph至8~9，之后按15mg/l投加pam溶液进行絮凝反应，反应结束后取其上清液进行分析。铁炭微电解后fenton氧化过程：铁炭微电解结束后，取其出水400ml投加到500ml烧杯中，用稀硫酸调节ph，之后再按一定的比例加入h2o2，控制一定的反应时间，反应结束后，用naoh调节ph至8~9，之后按15mg/l投加pam溶液进行絮凝反应，反应结束后取其上清液进行分析。铁炭微电解同时fenton氧化过程：取3l水样，平均加入到2个2l的烧杯中，用稀硫酸调节ph，之后投加到铁炭微电解装置中，再按一定的比例逐次加入h2o2溶液，同时采用曝气头进行曝气，反应一段时间后，取其出水400ml

投加到500ml烧杯中，用naoh调节ph至8~9，之后按15mg/l投加pam溶液进行絮凝反应，反应结束后取其上清液进行分析。

1.4 分析方法

ph值：ph计；cod：重铬酸钾法；色度：稀释倍数法。

2 结果与讨论

2.1 铁炭微电解

铁炭微电解工艺是一种能有效分解难降解复杂有机物的工艺。下面通过讨论在反应过程中影响其反应效果的几个参数来确定最佳的反应条件。

2.1.1 ph值的影响

通常ph值是一个比较关键的因素，它直接影响了微电解反应对废水的处理效果，分别试验ph值为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6时，其对cod的去除效果。结果表明ph在2~3的情况下，去除效果最明显，过高或过低cod的去除效率都有减弱的趋势，综合考虑确定，微电解进水ph值控制在2-3。

2.1.2 停留时间的影响

停留时间也是一个主要影响因素，停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短。停留时间越长，氧化还原反应就越彻底，但由于停留时间过长，会造成出水色度的增加以及后续处理的种种问题，同时也会造成投资成本的增加。因此停留时间并非越长越好，分别试验停留时间为30、60、90、120min的试验效果。结果表明当停留时间为60~90min时去除效果趋于稳定，当反应120min时，去除率增加不明显，根据反复试验再综合各方面因素确定停留时间在60min左右，cod的去除效果较好。

2.1.3 曝气的影响

对微电解进行曝气，有利于氧化某些物质，也增加了对微电解的搅动，在进行摩擦后，可以去除填料表面的钝化膜，增加出水的絮凝效果，但曝气量过大也影响废水与填料的接触时间，使去除率降低，因此，适当的曝气会增加cod的去除率。