固體廢棄物預(yù)處理中藥制藥廢水的實(shí)驗(yàn)解析

宋天成 傅科平 辜碧

摘要：利用鐵屑等固體廢棄物對(duì)中藥制藥廢水實(shí)施預(yù)處理干預(yù)，并通過(guò)檢測(cè)COD去除率與脫色率去考評(píng)預(yù)處理效果，分析廢水酸堿度、試劑使用量等對(duì)以上兩項(xiàng)指標(biāo)形成的影響，以設(shè)定最佳預(yù)處理工藝條件。研究發(fā)現(xiàn)，在偏酸性條件內(nèi)電解處理效果較優(yōu)良，若能將入適量過(guò)氧化氫（H2O2）有益于優(yōu)化COD與色度去除效果。預(yù)處理中藥制藥廢水的最適宜工藝條件是：廢水pH為5.0～6.6，鐵屑、H2O2投用量依次是3g、1ml，反應(yīng)持續(xù)35min后，加入0.9m石灰乳并將混合液pH調(diào)整至9，在以上工況中，廢水COD去除率與脫色率分別達(dá)到73.2%、96.1%，且處理期間資金投入較少。

關(guān)鍵詞：固體廢棄物;中藥制藥廢水;預(yù)處理;實(shí)驗(yàn)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：X787 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）05-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.017

Experimental analysis on pretreatment of traditional Chinese Medicine pharmaceutical wastewater with solid waste

Song Tiancheng1，F(xiàn)u Keping2，Gu Bi3

（1.Hangzhou Zhongmei East China Pharmaceutical Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310011，China;2.Hangzhou Zhongmei East China Pharmaceutical Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310011，China;3.Zhejiang Huazai Environmental Technology Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：Using solid waste such as iron scraps to carry out pretreatment intervention on pharmaceutical wastewater of traditional Chinese medicine，and by testing the COD removal rate and decolorization rate to evaluate the effect of pretreatment，the effects of pH and reagent usage on the formation of the above two indexes were analyzed，so as to set the best pretreatment process conditions.The results show that the electrolysis treatment in the condition of partial acidity is better，and the addition of hydrogen peroxide （H2O2） is beneficial to optimize the COD and chroma removal.The most suitable technological conditions for pretreatment of traditional Chinese medicine pharmaceutical wastewater are：the pH of wastewater is 5.0～6.6，and the dosage of iron chip and H2O2 is 3 g、1ml， in turn should last 35 min， add 0.9 m lime milk and adjust the mixture pH to 9， in the above working conditions，the removal rate and decolorization rate of wastewater reached 73.2%，96.1%，respectively，and less investment during the treatment period.

Key words：Solid waste;Traditional Chinese medicine pharmaceutical wastewater;Pretreatment;Experimental research

中藥是中華民族在數(shù)千年發(fā)展期間積累下的璀璨瑰寶，藥效持久、標(biāo)本兼治、副作用少且輕微，故而在國(guó)際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中占據(jù)獨(dú)一無(wú)二的位置。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)及中藥醫(yī)學(xué)快速發(fā)展的大背景下，我國(guó)中藥生產(chǎn)廠(chǎng)家陸續(xù)建設(shè)，建廠(chǎng)數(shù)目已經(jīng)高達(dá)2000家，其在運(yùn)營(yíng)階段造福人類(lèi)的同時(shí)，形成的中藥廢水也滋生出環(huán)境污染的問(wèn)題，文章在淺談中藥廢水污染特征的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)處理工藝開(kāi)展較詳細(xì)研究。

1 中藥廢水污染特征

中藥廢水主要產(chǎn)自生產(chǎn)車(chē)間洗泡蒸煮藥材、制劑等流程中，廢水類(lèi)型以加工生產(chǎn)期間的原藥洗滌水，原藥藥汁殘液、過(guò)濾等操作時(shí)形成的污水，設(shè)備設(shè)施洗滌與地板沖洗用水等。污染物成分以糖類(lèi)、蕙醒、木質(zhì)素、色素及其水解產(chǎn)物等為主[1]。中藥廢水特征有有機(jī)污染物濃度偏高、懸浮物較多、色度偏大、水質(zhì)及水量波動(dòng)較大等。

2 實(shí)驗(yàn)研究

2.1 試劑與儀器

重鉻酸鉀、30%H2O2等，以上均是分析純;外購(gòu)市面上的生石灰，并依照一定比例將其配制成飽和石灰水。

實(shí)驗(yàn)期間中藥廢水由某中成藥制藥廠(chǎng)的廢液中提取，呈現(xiàn)為棕黃色，測(cè)得其pH、COD范圍依次為4.2～5.3、800～1 270㎎/L。由某零部件加工廠(chǎng)廢棄堆中取適量鐵屑，并進(jìn)行目篩處理。使用濃度為0.1%鹽酸去除鐵屑上附有的油漬、鐵銹等雜物，隨即使用蒸餾水予以清潔處理。針對(duì)本實(shí)驗(yàn)中使用的爐渣，使用粉碎設(shè)備予以成分粉碎處理后，提取120目篩下物。儀器有光度計(jì)、振蕩器以及pH計(jì)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

精確量取50 mL廢水并將其放置于250 mL碘量瓶?jī)?nèi)，依次加入適量鐵屑、爐渣以及H2O2，并要求在恒溫條件下對(duì)其振蕩處理一定時(shí)間，隨即摻入適量石灰乳，歷經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笫蛊渚鶆?，靜置4min以后予以抽濾操作，提取上層清液，使用分光光度計(jì)檢測(cè)吸光度，選定于340nm位置。測(cè)算實(shí)驗(yàn)廢水持有的脫色率;COD指標(biāo)采用重鉻酸鉀予以檢測(cè)，隨后測(cè)算廢水的COD去除率。

3 統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析

3.1 不同方法處理中藥廢水的情況

針對(duì)本次研究中提取的中藥廢水，采用鐵屑法、爐渣法、鐵屑+爐渣法、鐵屑+爐渣+H2O2法、鐵屑+爐渣+H2O2+石灰乳法進(jìn)行處理。設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件如下：量取廢水50ml，加入3g鐵屑、6g爐渣、1ml的H2O2，混合以上物料后，于35℃條件下充分予以振蕩，石灰乳使用量為0.9ml。經(jīng)實(shí)驗(yàn)期間系統(tǒng)的處理后，紫外—可見(jiàn)吸收光譜見(jiàn)圖1[2]。廢水處理效果見(jiàn)表1。

對(duì)圖1及表1內(nèi)囊括的信息予以分析，發(fā)現(xiàn)在臨近紫外區(qū)域中原廢水持有較強(qiáng)的末端吸收，歷經(jīng)不同方法處理后其COD與色度均有不同程度被剔除，末端吸收期間會(huì)形成藍(lán)移。栽吸光度1.81A位置，除爐渣法之外的其他四種處理方法末端吸收藍(lán)移距離相互貼近，和爐渣法相比較均大概高出1倍。對(duì)其成因予以分析，主要是由于因?yàn)殍F屑中的微電池或鐵屑與爐渣兩者相互觸及后建設(shè)的原電池，可以形成較多、較強(qiáng)的活性的Fe2+與新生態(tài)，對(duì)廢水內(nèi)污染物分子結(jié)構(gòu)與發(fā)色基團(tuán)形成較明顯的破壞作用，進(jìn)而提升末端吸收藍(lán)移的效果[3]。和爐渣法、鐵屑法兩種處理工藝相比較，鐵屑+爐渣法持有的COD去除率與脫色率水平均有一定提升，但整體去除效果欠佳，可以通過(guò)添加適量H2O2加以改善，通常能使COD去除率、脫色率分別有12%、17%的提升幅度，這主要是由于H2O2能和鐵-炭?jī)?nèi)電解。

共同產(chǎn)出的Fe2+組建了Fenton試劑，該試劑持有較高的氧化性，進(jìn)而促進(jìn)了鐵-炭反應(yīng)進(jìn)度，較明顯地提高了污物去除率，故而COD去除率、脫色率指標(biāo)也會(huì)相應(yīng)提升。石灰乳+鐵屑+爐渣+H2O2法對(duì)廢水的處理效果明顯優(yōu)于其他方法，故而本文以該處理方法為目標(biāo)對(duì)象予以研究。

3.2 廢水pH對(duì)去除效果形成的影響

采用稀鹽酸或氫氧化鈉調(diào)整廢水初始pH值，稀釋倍數(shù)為1。將7g的鐵屑、爐渣分別加入50ml廢水內(nèi)，35℃條件下持續(xù)振蕩35min，而后投入石灰乳0.9ml。結(jié)果發(fā)現(xiàn)廢水pH指標(biāo)會(huì)對(duì)COD去除率、脫色率形成一定影響，在弱酸性條件下處理效果較優(yōu)良，廢水pH在5.0～6.6區(qū)間取值時(shí)，處理效果較好，和文獻(xiàn)研究結(jié)果之間有較高相似度[4]。伴隨pH跌落過(guò)程，COD去除率、脫色率均有不同程度降低。

3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除效果形成的影響

將7g的鐵屑、爐渣，1ml的H2O2加入50ml廢水，35℃條件振蕩處理，隨后加入0.9ml石灰乳處理。發(fā)現(xiàn)伴隨反應(yīng)時(shí)間拖延，廢水COD去除率、脫色率均有提升，30min后以上兩項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)出較穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，提示以上處理方法處理中藥廢水速率較高[5]。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間充沛時(shí)，廢水內(nèi)有機(jī)物灰更加充分的接觸原電池，反應(yīng)效率也油酸提升，故而處理效果偏好?？紤]處理工藝簡(jiǎn)便性、經(jīng)濟(jì)性因素后，擬定將反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為30min。

3.4 鐵屑投入量對(duì)去除效果形成的影響

經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，伴隨鐵屑使用量增多，COD去除率、脫色率均有一定提升，當(dāng)鐵屑投入量>3g時(shí)，以上兩項(xiàng)去除率指標(biāo)均達(dá)到峰值且表現(xiàn)出一定穩(wěn)定性。故而，本次實(shí)驗(yàn)中將鐵屑投入量設(shè)為3g。

3.5 H2O2、石灰乳加入量對(duì)去除效果形成的影響

伴隨H2O2投入量的增多，COD去除率有先增后降、脫色率有先略微增加而后趨于平穩(wěn)的表現(xiàn)。當(dāng)H2O2加入量<1ml之前，COD去除率的增幅明顯大于脫色率，間接提示COD去除是鐵—炭?jī)?nèi)電解與Fenton試劑氧化共同作用的結(jié)果;當(dāng)H2O2投入量為1ml時(shí)，廢水COD去除率、脫色率均達(dá)到峰值，故而選定H2O2的用量為1ml。

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不添加石灰乳時(shí)，處理水呈淺黃色，不易沉降;添加適量石灰乳以后，出現(xiàn)了絮凝沉淀，且經(jīng)處理的水透明度有提升。石灰乳能較明顯的吸附廢水內(nèi)的有機(jī)物[6]。這提示在處理中藥廢水過(guò)程中，采用鐵屑+爐渣+H2O2法并添加適量石灰乳，能進(jìn)一步優(yōu)化COD去除及脫色效果。當(dāng)石灰乳投入量為0.9ml時(shí)，廢水COD去除率、脫色率均達(dá)到最高點(diǎn)，測(cè)量后的此時(shí)pH臨近9。故而，擬定石灰乳的投用量為0.9ml。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用固體廢棄物處理中藥制藥廢水時(shí)，最適的工藝條件為：廢水pH為5.0～6.6，鐵屑、H2O2投用量依次是3g、1ml，反應(yīng)持續(xù)35min后，加入0.9m石灰乳并將混合液pH調(diào)整至9，在以上工況中，廢水COD去除率與脫色率分別達(dá)到73.2%、96.1%。且實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)以上工藝具有運(yùn)行成本低、操作流程、取材便捷等諸多優(yōu)勢(shì)，持有較高的推廣價(jià)值。

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收稿日期：2020-03-11

作者簡(jiǎn)介：宋天成（1985-），男，本科學(xué)士，MPA，工程師，研究方向?yàn)槿龔U治理、環(huán)境管理。