對(duì)Vc母液降解實(shí)驗(yàn)的研究

劉鏈

摘 要：通過分析現(xiàn)有Vc母液，結(jié)合現(xiàn)場廢水處理系統(tǒng)的工藝流程，參考母液和調(diào)節(jié)池水量的體積進(jìn)行相應(yīng)的比例混合處理?；旌虾?，利用現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)模擬處理混合后的水樣，明確出水水樣是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)水樣經(jīng)過芬頓處理實(shí)驗(yàn)后，驗(yàn)證了芬頓處理水樣出水合格的可能性。

關(guān)鍵詞：Vc廢母液；生物處理；曝氣時(shí)間；芬頓實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：X787 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.094

目前，國內(nèi)Vc生產(chǎn)采用的是2步發(fā)酵工藝，以山梨酸、玉米漿、多種無機(jī)鹽、鹽酸、乙醇和丙酮等18種原料為主，經(jīng)過發(fā)酵、提取、轉(zhuǎn)化、精制而成，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，原料平均利用率比較低。在生產(chǎn)過程中，沒有利用的原料、副產(chǎn)物就變?yōu)楦邼舛鹊挠袡C(jī)廢水被排放。Vc廢水主要有高濃度廢水和低濃度廢水2種。高濃度廢水主要來自5種制藥廢液，即發(fā)酵菌絲體、提取母液、轉(zhuǎn)化母液、精制母液和蒸醇?xì)堃?；低濃度廢水主要有酸洗廢水、堿洗廢水和車間沖洗水。廢水整體呈酸性，并且COD的質(zhì)量濃度很高。在提取、轉(zhuǎn)化和精制的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢母液，廢母液中除了含有古龍酸和Vc這2種有用的成分外，還含有大量的葡萄糖、色素和有機(jī)雜酸等雜質(zhì)。如果將這類廢水直接排放到外界，就會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。

此次實(shí)驗(yàn)的目的是研究本公司廢母液經(jīng)過現(xiàn)有設(shè)備處理后可達(dá)到的COD值。

1 材料、方法和過程

1.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)和裝置

此次實(shí)驗(yàn)取前道車間產(chǎn)生的廢母液，廢母液的COD的質(zhì)量濃度為800 000～1 200 000 mg/L，pH為2.00左右。實(shí)驗(yàn)使用的裝置是有機(jī)玻璃材質(zhì)的，系統(tǒng)采用底部進(jìn)水、上部出水的方式完成實(shí)驗(yàn)，曝氣裝置采用曝氣機(jī)配合曝氣頭曝氣。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

江蘇江山制藥有限公司的污水處理工藝流程為：廢水中和

后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池用泵提升至加熱池，再進(jìn)入一級(jí)厭氧，然后進(jìn)入二級(jí)厭氧，再經(jīng)過一級(jí)好氧、二級(jí)好氧串聯(lián)處理后，在末端加入專用藥劑和PAM，再進(jìn)入氧化沉淀池沉淀，出水COD的質(zhì)量濃度在60～100 mg/L之間。

實(shí)驗(yàn)?zāi)M現(xiàn)場的廢水處理工藝流程，水力停留時(shí)間、厭氧污泥數(shù)量和好氧污泥數(shù)量近似實(shí)際運(yùn)行情況。取調(diào)節(jié)池進(jìn)口水樣和廢母液混合，混合比例為280∶1，混合均勻后，調(diào)節(jié)pH值至7.0左右（6.5～7.8），并利用生長良好的厭氧罐區(qū)污泥以縮短啟動(dòng)時(shí)間，水力停留時(shí)間設(shè)置與現(xiàn)場一樣——30 h。待厭氧反應(yīng)結(jié)束后，取上清液，加入與現(xiàn)場沉降比一樣量（水量11%）的好氧污泥和一定量的毛性填料后，開啟曝氣裝置曝氣。24 h后停止曝氣，沉淀4 h后，取500 mL水樣加入0.4 mL專用藥劑后攪拌，沉淀10 min后再加入0.3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的PAM溶液攪拌，沉淀30 min后，取上清液測量COD值。

芬頓實(shí)驗(yàn)：取500 mL水樣，調(diào)節(jié)水樣pH值至3.00左右。分別取100 mL水樣加入一定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的硫酸亞鐵溶液混合均勻后，再加入一定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水混合，待反應(yīng)1 h后，加入NaOH溶液將pH值調(diào)節(jié)至10.00左右。待沉淀30 min后，取上清液測COD值。

1.3 分析方法

在實(shí)驗(yàn)過程中，COD值的測定采用的是標(biāo)準(zhǔn)方法，pH值則利用雷磁PHS-3C型pH計(jì)測定。

1.4 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄完成后，將其制成表，如表1所示。

針對(duì)第一次好氧實(shí)驗(yàn)結(jié)果繼續(xù)曝氣，曝氣40 h后，水樣上清液的pH值為8.10，COD的質(zhì)量濃度為425.04 mg/L。對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，好氧24 h和40 h只降解了質(zhì)量濃度為52.62 mg/L的COD。由此可見，單純持續(xù)曝氣效果并不理想。

鑒于此，進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，增加了少量濾料。從COD去除率中也可以看出，第二次實(shí)驗(yàn)效果好于預(yù)期。由于生物的適應(yīng)性能力比較強(qiáng)，所以，第二次實(shí)驗(yàn)效果比較好。

在第二次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，好氧繼續(xù)曝氣，曝氣40 h后，水樣上清液的pH值為8.10，COD的質(zhì)量濃度為318.53 mg/L。此時(shí)，向水樣中加入5 mL的廢母液，測試廢母液直接通過好氧方式分解的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

1.5 后續(xù)實(shí)驗(yàn)

使用好氧出水直接進(jìn)行后續(xù)的芬頓實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)好氧出水pH值為8.17，COD的質(zhì)量濃度為520.24 mg/L時(shí)，好氧出水芬頓實(shí)驗(yàn)確定硫酸亞鐵和雙氧水的比例如表3所示。

當(dāng)好氧出水pH值為7.92，COD的質(zhì)量濃度為544.58 mg/L時(shí)，好氧出水芬頓實(shí)驗(yàn)確定COD和雙氧水比例如表4所示。

取芬頓實(shí)驗(yàn)出水（130.81 mg/L）進(jìn)行氧化沉淀實(shí)驗(yàn)，溶液顏色明顯加深，沉淀30 min后無沉淀物析出。

在氧化沉淀的基礎(chǔ)上進(jìn)行芬頓實(shí)驗(yàn)。

好氧實(shí)驗(yàn)出水pH值為8.02，COD的質(zhì)量濃度為459.64 mg/L，氧化沉淀反應(yīng)后，COD的質(zhì)量濃度為290.30 mg/L，具體數(shù)據(jù)如表5所示。

2 結(jié)論

目前，工廠的廢母液因?yàn)镃OD的質(zhì)量濃度太高，所以，稀釋280倍后，直接利用現(xiàn)有生物處理系統(tǒng)無法使其達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤100 mg/L。

在好氧系統(tǒng)中，廢母液含有良好的生物濾料和充足的填料，曝氣超過40 h后，出水COD的質(zhì)量濃度為實(shí)驗(yàn)中最好的數(shù)據(jù)，即318.53 mg/L。而母液直接利用好氧的方式，曝氣超過90 h也可以達(dá)到現(xiàn)有系統(tǒng)的處理效果。這證明，母液中含有難以生化的物質(zhì)，如果采用常規(guī)的生物降解方式，那么，需要足夠長的時(shí)間才能達(dá)到效果。

廢母液經(jīng)過實(shí)驗(yàn)段的好氧系統(tǒng)后，COD通過芬頓實(shí)驗(yàn)（雙氧水與硫酸亞鐵比例為1∶1，雙氧水與COD比例為1.5∶1）可以達(dá)到74%的去除率。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，它會(huì)受到一系列相關(guān)因素的影響。好氧出水COD的實(shí)驗(yàn)效果比較好，預(yù)計(jì)出水效果可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

芬頓實(shí)驗(yàn)過后，可采用氧化沉淀實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槿芤褐邢鄳?yīng)的懸浮物都已去除，不適合再使用氧化沉淀反應(yīng)用去除COD。如果在氧化沉淀實(shí)驗(yàn)后使用芬頓，該實(shí)驗(yàn)只有脫色效果，對(duì)去除COD無效果。

總之，將廢母液經(jīng)過生物處理后的廢水直接進(jìn)行芬頓實(shí)驗(yàn)，在雙氧水與硫酸亞鐵比例為1∶1、雙氧水與COD比例為1.5∶1的情況下，芬頓效果最好。如果直接采用氧化沉淀方法，則結(jié)果不符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，而經(jīng)過芬頓處理后采用氧化沉淀或經(jīng)過氧化沉淀后采用芬頓都沒有效果，因?yàn)榉翌D實(shí)驗(yàn)具有良好的脫色效果。

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〔編輯：白潔〕