臭氧催化氧化去除制藥廢水中難降解有機(jī)物

臭氧催化氧化去除制藥廢水中難降解有機(jī)物

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(duì)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(cè)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(duì)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(jí)改造的技術(shù)路線。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　1.2.1 測(cè)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(gè)細(xì)口瓶中加入?yún)捬醭爻鏊?，?biāo)記好水位線。然后在2個(gè)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(shí)取樣測(cè)定COD剩余濃度。

　　1.2.2 小試高級(jí)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(cè)定COD等主要指標(biāo)。芬頓法高級(jí)氧化時(shí)，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(jí)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(chǔ)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(shí)測(cè)定催化塔與SBR出水COD。

　　1.3 分析測(cè)試方法

　　主要測(cè)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(cè)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(shì)

　　測(cè)定了厭氧池，一級(jí)好氧池與二級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)生化處理后可B/C進(jìn)一步降低到0.067，說明二級(jí)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(cè)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(shí)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(shí)。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(shí)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(jí)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(jí)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(duì)比污水站二級(jí)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(jí)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*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(jí)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。可知，整個(gè)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(jí)好氧池對(duì)COD的去除效果?，F(xiàn)有污水處理站的二級(jí)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(shí)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(jí)好氧池的去除效果。后續(xù)中試裝置繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，SBR出水降至50mg/L以下。可見，臭氧催化氧化結(jié)合好氧生物法能夠大幅降低一級(jí)好氧出水的COD在一級(jí)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。

　　三、結(jié)束語

　　綜上所述，制藥廢水厭氧與一級(jí)好氧處理后的B/C低于0.1，現(xiàn)有二級(jí)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(jí)生化和二級(jí)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。