论文部分内容阅读
水污染主要来源于工业排污、城市生活污水及生活垃圾、农业面源污染等几个方面;其中工业生产所排放的污水是水环境中污染物的主要来源之一,工业废水主要自来化工、制药、粮食与食品加工、炼焦等行业,而制药业尤其为我国水污染排放大户。制药行业分为化学合成类、生物工程类、发酵类、提取类、中药类、混装制剂类等六类,化学合成类制药废水是制药工业废水中较难处理的废水,具有有机物浓度高、含盐量高、pH值变化大、难生物降解等特点;使用生物法处理往往难以达标排放,需要通过预处理提高废水可生化性,使二级生化处理更为有效,因此研究开发经济有效的制药废水预处理技术更为紧迫并具有实用价值。本文在全面论述制药废水预处理技术研究现状的基础上,以某化工合成类制药废水为研究对象,采用铁碳微电解-Fenton法对该制药废水进行了预处理研究,包括以下四方面内容:铁碳微电解技术、Fenton试剂氧化技术的最佳操作条件及处理效果;铁碳微电解-Fenton试剂氧化联合工艺对制药废水的最佳处理效果;最后进行了两种预处理技术的反应动力学研究。本研究选择铸铁屑与颗粒活性炭作为铁碳微电解材料,对制药废水进行了预处理,通过单因素实验和正交实验分析,确定了铁碳微电解技术的最佳操作条件为:铁碳质量比为2:3,铁碳总投量为500g/L,反应时间为2h,pH值为2.2;铁碳微电解对废水CODCr的去除率可达到60%以上,使得CODCr从30000mg/L左右降低到10840mg/L~11440mg/L。正交实验结果表明,各因素对实验结果的影响主次顺序为:铁碳投加量>铁碳质量比>反应时间>pH值,其中对实验结果影响极为显著的因素是铁碳总投量(显著水平0.01),对实验结果影响显著的为铁碳质量比、反应时间(显著水平0.05),对实验结果影响一般显著的为pH值(显著水平0.10)。铁碳微电解工艺对该制药废水有良好的处理效果。本研究选取30%双氧水和硫酸亚铁作为Fenton试剂配制材料,通过单因素和正交实验,确定了Fenton法处理制药废水的最佳操作条件为:pH值为3.0,H2O2/Fe2+摩尔比为30:1,H2O2投加量为28mL/L,反应时间为100min;CODCr的去除率在25%以上,出水CODCr为22360mg/L~23360mg/L。正交实验结果表明,各因素对实验结果的影响主次顺序为:pH值>H2O2/Fe2+摩尔比>H2O2投加量>反应时间,其中对实验结果影响显著的因素是pH值和H2O2/Fe2+摩尔比(显著水平为0.05),对实验结果影响一般显著的为H2O2投加量和反应时间(显著水平为0.10)。为了进一步降低该制药废水CODCr值,减轻后续生化处理构筑物的负荷,本论文研究了铁碳微电解-Fenton氧化组合工艺对该制药废水的处理。取铁碳微电解在最佳操作条件下处理过的制药废水出水,调节pH为3.5,加入30%的H2O212mL/L,反应时间80min;经过上述联合工艺处理后,制药废水CODCr去除率达到70%以上,出水CODCr降到8000mg/L左右,B/C从0.12左右提高高0.43,可生化性得到改善。论文最后对铁碳微电解-Fenton法处理该制药废水的动力学进行了初步研究:铁碳微电解降解制药废水CODCr的反应基本符合一级反应动力学规律;以铁碳微电解出水为研究对象,以有机物浓度和过氧化氢初始浓度作为影响反应速率的因素,通过推导得出Fenton法氧化降解制药废水微电解出水的动力学模型。