光催化臭氧法對(duì)化工制藥廢水的解毒和降解作用分析

劉奕含沈陽科技學(xué)院

光催化臭氧法對(duì)化工制藥廢水的解毒和降解作用分析

劉奕含
沈陽科技學(xué)院

隨著現(xiàn)代化工制藥企業(yè)的快速發(fā)展，其帶來的廢水問題也日益凸顯出來，要求采取相應(yīng)的控制策略。然而從當(dāng)前大多企業(yè)污水處理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀看，在降解、解毒等方面的作用并不明顯，導(dǎo)致制藥廢水所帶來的危害難以控制。通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，將光催化臭氧法引入，對(duì)于解決制藥廢水問題可起到明顯效果。本文將對(duì)化工制藥廢水相關(guān)概述、光催化臭氧法降解與解毒實(shí)驗(yàn)以及具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探析。

化工制藥廢水；光催化臭氧法；作用

前言

作為當(dāng)前污水處理、食品保鮮、供水凈化以及空氣消毒等領(lǐng)域中的主要方法，光催化臭氧法在水處理優(yōu)勢(shì)上極為明顯。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)較多化工制藥企業(yè)對(duì)光催化臭氧法的應(yīng)用便可發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)以往污水處理系統(tǒng)難以達(dá)到的效果。但如何真正將光催化臭氧法優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步發(fā)揮，又成為困擾大多企業(yè)的主要難題。因此，本文對(duì)化工制藥廢水處理中光催化臭氧法的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

一、化工制藥廢水相關(guān)概述

關(guān)于化工制藥廢水，其來源多表現(xiàn)在濾袋沖洗、回收蒸餾水、萃取分離、酯化廢水以及離心洗滌廢水等方面。從這些廢水特征看，首先表現(xiàn)為濃度較高，如從COD值上看，其在成鹽廢水中可保持為45000mg/l，或在車間環(huán)氧甩濾廢水中將保持在250000ng/l。同時(shí)，廢水中涵蓋的污染因子也較多，除殘余原料堿、酸、鹽等，也有滴漏物質(zhì)存在，通常COD在這些廢水內(nèi)保持在1000mg/l與5000mg/l之間。從當(dāng)前廢水處理采用的方式看，主要需借助氣浮池、沉淀池、污泥床以及調(diào)節(jié)池等實(shí)現(xiàn)，一旦遇到殺菌類物質(zhì)如甲磺酸鹽、水楊酸等，處理效果將大打折扣，廢水中的毒性物質(zhì)很可能使系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)于可生化性不高的廢水，這種工藝處理方式也難以有效處理，要求配合預(yù)處理方式如電解或臭氧氧化。這種情況下便需在處理方式上不斷完善，保證處理中能夠滿足降解、解讀等要求[1]。

二、光催化臭氧法降解與解毒實(shí)驗(yàn)分析

本文在研究化工制藥廢水處理中所采取的方法主要以光催化臭氧法為主。實(shí)驗(yàn)中選取的廢水以某制藥企業(yè)高濃度廢水為主，其在BOD5與COD上分別為156mg/l、54800mg/l，且PH值為8.9。從廢水水質(zhì)看，由于在BOD5/COD上為0.0028，可生化性極低，可被納入不可生化廢水范疇中。這種較低生化性產(chǎn)生的原因可歸結(jié)于有殺菌劑存在于廢水中，毒性較為明顯。在實(shí)驗(yàn)材料選取后，要求將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置引入。本文主要考慮在臭氧發(fā)生器上以KX-S1類型為主，該設(shè)備保持220±10%的額定電壓、500W額定功率，且可保持50-100g/h的臭氧發(fā)生量。同時(shí)配合紫外燈照射設(shè)備的應(yīng)用，其可達(dá)到30W/m2的紫外光強(qiáng)度。另外，也需將10L容積的玻璃反應(yīng)槽引入，保證臭氧流入其中后，可在循環(huán)射流泵作用下生成較多氣泡，加上紫外光作用，有機(jī)物將與臭氧發(fā)生反應(yīng)。

具體實(shí)驗(yàn)過程中，考慮將密閉催化消解法引入實(shí)現(xiàn)COD測(cè)定，并引入接種與稀釋方法對(duì)BOD5測(cè)定。此時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行分析，首先從BOD5受臭氧氣體影響看，當(dāng)紫外光強(qiáng)度為30W/m2，分別選取100g/h、80g/h、50g/h臭氧氣體流量，對(duì)10kg廢水量進(jìn)行測(cè)試。能夠發(fā)現(xiàn)在氣體流量上升的情況下，BOD5也逐漸增大。然而以80g/h為分界點(diǎn)，繼續(xù)增大臭氧氣體流量，數(shù)值變化并不明顯。其次，從反應(yīng)時(shí)間、PH與COD受光催化臭氧法影響情況分析。在紫外光照射條件、廢水量不變的情況下，選取80g/h臭氧氣體流量，在此基礎(chǔ)上對(duì)廢水內(nèi)PH、COD進(jìn)行檢測(cè)。能夠發(fā)現(xiàn)，COD在光催化臭氧法應(yīng)用下，前期的降解效果并不明顯，直至200min后，降解率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。該過程中廢水值BOD5將會(huì)提高許多，其意味該實(shí)驗(yàn)過程的開展能夠提高廢水可生化性。最后，從BOD5/COD比值受光催化臭氧法應(yīng)用下的變化情況看，在臭氧氣體流量與紫外光照射條件不變的情況下，該比值會(huì)呈現(xiàn)明顯增大趨勢(shì)，能夠說明光催化臭氧法可起到一定的預(yù)處理效果，在廢水可生化性提升的同時(shí)，使毒性物質(zhì)得以降解[2]。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與相關(guān)建議

通過實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于化工制藥廢水，將光催化臭氧法引入對(duì)廢水可生化性的提升可起到明顯作用。其中的臭氧與廢水有機(jī)物作用下，很可能生成較多有機(jī)小分子如醛酸、一元醛等，能夠滿足生化處理要求。而且在廢水處理過程中，可使其中的毒性物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，有效避免微生物被毒性物質(zhì)侵害。需注意的是，盡管該方法應(yīng)用中在降解、解毒方面效果較為明顯，但也需制藥企業(yè)在污水處理系統(tǒng)上進(jìn)行完善，如廢水采取清污分流措施，并對(duì)廢水按照濃度進(jìn)行分類，其中濃度較高的廢水應(yīng)通過排污系統(tǒng)向單獨(dú)的調(diào)節(jié)池中傳送，以此達(dá)到預(yù)處理目標(biāo)。同時(shí)，在廢水分類后，利用光催化臭氧法對(duì)毒性較強(qiáng)的廢水采取預(yù)處理措施，保證廢水在可生化性上得以增強(qiáng)，可考慮將光催化臭氧法環(huán)節(jié)設(shè)置于氣浮設(shè)備方面，有利于預(yù)處理效果的增強(qiáng)。另外，在生化系統(tǒng)處理廢水后，很可能殘留部分未充分降解的物質(zhì)，要求做好深度處理工作，使最終處理的廢水能夠與排放標(biāo)準(zhǔn)相吻合[3]。

結(jié)論

光催化臭氧法的應(yīng)用是提高化工制藥廢水處理水平的重要途徑。本文在研究中通過對(duì)化工制藥廢水特征的分析，并利用實(shí)驗(yàn)方式對(duì)廢水降解、解毒中光催化臭氧法的應(yīng)用效果進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其所取得的效果極為明顯，可在現(xiàn)代制藥廢水處理中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[1]孫卓新.光催化臭氧法對(duì)化工制藥廢水的解毒和降解研究[J].化工管理,2014,06:165.

[2]楊娜娜,杜敏娟,舒文勃,李琛.高級(jí)氧化工藝預(yù)處理制藥廢水的研究進(jìn)展[J].安徽化工,2010,04:13-16.

[3]葉文榮.光催化協(xié)同臭氧深度處理高濃度制藥廢水[J].廣州化工,2011,16:108-110.