臭氧催化氧化去除制藥廢水中難降解有機(jī)物

蘭毅

【摘 要】針對某制藥廢水的特點(diǎn)，分析了其直接生化處理的最大潛力和多級生化處理后的可生物利用性，利用小試與中試，研究了在一級好氧出水或總出水采用臭氧催化氧化或芬頓氧化的效果。

【關(guān)鍵詞】制藥廢水；難降解有機(jī)物；臭氧催化氧化

【中圖分類號】R1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1005-0019（2019）06--01

前言：制藥廢水的各類成分復(fù)雜，尤其是產(chǎn)品和中間原料等對環(huán)境存在較大影響，廢水處理后直接排放至周邊水體的水質(zhì)達(dá)標(biāo)問題是當(dāng)前許多企業(yè)亟待解決的難題，往往需要采用強(qiáng)化預(yù)處理常規(guī)生化處理和深度處理才能實(shí)現(xiàn)越來越嚴(yán)的達(dá)標(biāo)要求。

一、材料與方法

1.1 廢水水質(zhì)和方法 廢水來自該制藥企業(yè)廢水處理站生化階段的出水，首先測試生化段各單元出水的COD和BOD5等，考察其殘余B/C和生物法的最終去除能力，然后針對難降解有機(jī)物，小試臭氧或 Fenton氧化直接達(dá)標(biāo)或者部分臭氧化（再利用現(xiàn)有設(shè)施強(qiáng)化生物處理能力，進(jìn)一步中試驗(yàn)證并優(yōu)化確定升級改造的技術(shù)路線。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 測試厭氧出水最終可生化性 取厭氧池出水，分裝入兩只1.5L規(guī)格的細(xì)口瓶！分別在兩個細(xì)口瓶中加入?yún)捬醭爻鏊?，?biāo)記好水位線。然后在2個細(xì)口瓶中各加入2滴活性污泥，曝氣泵連續(xù)曝氣30d，每天定時取樣測定COD剩余濃度。

1.2.2 小試高級氧化試驗(yàn) 從廢水處理站取生化出水500mL于1L容器，利用臭氧發(fā)生器通入臭氧5min，反應(yīng)結(jié)束后取樣測定COD等主要指標(biāo)。芬頓法高級氧化時，取50mL生化出水，調(diào)節(jié)pH后加入芬頓試劑，考察COD氧化效果。

1.2.3 生化出水高級氧化的中試試驗(yàn)設(shè)計(jì) 臭氧催化氧化處理生化出水的裝置，處理規(guī)模為0.5m3/h。生化段出水儲存于進(jìn)水箱，由進(jìn)水泵打入臭氧催化氧化塔內(nèi)反應(yīng) 60min，催化劑為錳系催化劑，臭氧化出水再進(jìn)入好氧反應(yīng)段，曝氣反應(yīng)2h后，靜置沉淀后排出上清液。中試的臭氧化尾氣破壞后直接排空， 試驗(yàn)中定時測定催化塔與SBR出水COD。

1.3 分析測試方法 主要測試的水質(zhì)指標(biāo)有COD、BOD5、pH等，各項(xiàng)指標(biāo)均根據(jù)《水和廢水監(jiān)測分析方法》進(jìn)行分析。

二、結(jié)果與討論

2.1 制藥廢水在各生化單元出水的B/C變化趨勢

測定了厭氧池，一級好氧池與二級好氧池出水的COD和BOD5，其B/C如表1所示。

由表1可知，厭氧池出水的B/C為0.34，可生，化性屬于適中的范圍，一級好氧工藝段具有一定的COD去除效果，年平均去除量為220.76mg/L。廢水經(jīng)過一級好氧池處理，微生物氧化分解了大部分易降解的有機(jī)物，殘余COD大都屬于難降解有機(jī)物，從BOD5F看，僅有13.3mg/L左右，且B/C降為0.097 ，二級生化處理后可B/C進(jìn)一步降低到0.067，說明二級生化池出水的可生化性已經(jīng)極低。

2.2 臭氧氧化及芬頓氧化處理總出水的效果

取污水處理站的總出水，采用Fenton法處理，藥劑投加量采用質(zhì)量濃度比，具體比例為COD：H2O2 ：Fe2+=1：2.5：0.5，用硫酸調(diào)節(jié)pH值為3，攪拌反應(yīng)120min，靜置沉淀后取上清液測定COD值，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，采用Fenton氧化能夠?qū)⒆罱K出水COD濃度穩(wěn)定降至50mg/L以下，滿足出水水質(zhì)要求，同時也能夠去除色度。不過，尚需調(diào)回pH至中性，且混凝沉淀后才能排放。同樣地，取污水站的總出水采用臭氧氧化法處理。

采用臭氧氧化法處理現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的最終出水，初始COD濃度為80mg/L左右，當(dāng)臭氧通入濃度為64.8mg/L時！出水COD濃度低于50mg/L，即出水COD濃度滿足水質(zhì)要求，且色度變成無色.可見，臭氧氧化能夠有效去除廢水的部分COD，同時也說明總出水的難降解有機(jī)物還能夠被臭氧氧化或斷鍵生成小分子有機(jī)物。

2.3 中試條件下一級好氧出水采用“臭氧催化氧化+好氧處理”的可行性

為考察一級好氧池出水，即生產(chǎn)裝置的二沉池出水，臭氧氧化和后續(xù)好氧處理的效果，在中試連續(xù)流條件下采用臭氧催化氧化單元處理，臭氧氧化出水進(jìn)入后續(xù)好氧SBR裝置，考察COD的整體去除效果，并對比污水站二級好氧段實(shí)際處理效果，中試試驗(yàn)臭氧投加濃度為100mg/L。

進(jìn)水平均COD濃度為142.7mg/L出水COD濃度平均為82.7mg/L，平均去除率達(dá)到42.1%。臭氧催化氧化處理一級好氧池出水具有穩(wěn)定的COD去除效果，從出水色度看，廢水的色度完全去除，脫色效果十分明顯，可見，采用臭氧催化氧化技術(shù)能夠有效斷鍵難降解有機(jī)物，提高水的可生化性，還能去除廢水的色度。

現(xiàn)有一級好氧池出水（即中試進(jìn)水）、中試臭氧催化塔出水，中試SBR出水平均分別為142.7、82.7/65.6mg/L?？芍?，整個中試裝置COD平均去除量為77.1mg/L，去除率平均達(dá)到54.0%，優(yōu)于現(xiàn)有污水處理站二級好氧池對COD的去除效果?，F(xiàn)有污水處理站的二級好氧出水（即三沉池出水）平均出水COD濃度為135.0mg/L，COD僅去除了7.7mg/L。盡管中試裝置的SBR污泥的培養(yǎng)與馴化時間較短！污泥性狀還未達(dá)到最佳狀態(tài)，但好氧段平均COD去除量已提高至 17.1mg/L，優(yōu)于現(xiàn)有二級好氧池的去除效果。后續(xù)中試裝置繼續(xù)運(yùn)行一段時間后，SBR出水降至50mg/L以下?？梢?，臭氧催化氧化結(jié)合好氧生物法能夠大幅降低一級好氧出水的COD在一級好氧出水增加臭氧催化氧化！然后再接后續(xù)好氧處理和深度處理，能夠確保達(dá)標(biāo)排放。

結(jié)束語

綜上所述，制藥廢水厭氧與一級好氧處理后的B/C低于0.1，現(xiàn)有二級生化的作用不明顯，直接在現(xiàn)有總出水增加臭氧氧化或芬頓氧化，可滿足出水COD不超過 50mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是新增設(shè)施較多，藥耗高。在現(xiàn)有一級生化和二級生化之間新增臭氧催化氧化單元，不僅實(shí)現(xiàn)總出水達(dá)標(biāo)排放要求，還可充分利用現(xiàn)有設(shè)施！經(jīng)濟(jì)性最佳。

參考文獻(xiàn)

催化臭氧化處理難降解制藥廢水研究[D]. 浙江大學(xué)， 2004.

穆春芳，制藥廢水處理技術(shù)研究和難降解污染物的溯源分析，長春東北師范大學(xué)

李欽、杜曉濛、陳小英、高級氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)制藥廢水的探討.