昆山農(nóng)村一體化生活污水處理設(shè)備安裝指導(dǎo)

　　抗生素是一類能夠抵抗微生物活性的天然、半合成或人工合成的化合物，具有干擾細胞發(fā)育的功能，被廣泛用于人和動物感染性疾病的治療與預(yù)防。抗生素生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，主要來源于抗生素生產(chǎn)工藝的結(jié)晶液、廢母液、洗滌廢水和冷卻水，制藥廢水排放是抗生素進入水環(huán)境的主要途徑之一。由于廢水中常含有大量有機物、硫酸鹽和殘留抗生素，且廢水中部分抗生素異構(gòu)體和降解中間產(chǎn)物具有較強的抑菌效應(yīng)，導(dǎo)致廢水具有很強的生物毒性，且可生物降解性差、處理難度大。將高級氧化技術(shù)與生物處理技術(shù)組合用于處理難降解工業(yè)廢水，不但可有效去除廢水中難降解污染物，還可以降低工藝運行成本，因而在難降解制藥廢水處理中有廣闊應(yīng)用前景。

　　臭氧催化氧化技術(shù)是在傳統(tǒng)臭氧氧化基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新型的高級氧化技術(shù)，可將廢水中難降解有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾男》肿游镔|(zhì)，從而有效改善廢水的可生化性。臭氧催化氧化預(yù)處理后的廢水仍含有一定濃度的可生化降解有機物，須進行進一步生化處理。曝氣生物濾池(BAF)作為一種廣泛應(yīng)用的污水深度處理技術(shù)，與傳統(tǒng)活性污泥法相比具有自動化程度高、占地面積小、產(chǎn)泥量低、出水水質(zhì)好等優(yōu)點，常被用于廢水的深度處理。將臭氧催化氧化技術(shù)與BAF組合用于處理抗生素制藥廢水，不僅能發(fā)揮物化和生化處理工藝各自的優(yōu)勢，還能提高廢水的處理效率，降低廢水的處理成本。

　　本研究采用臭氧催化氧化-BAF組合工藝深度處理抗生素制藥尾水，考察了臭氧預(yù)處理單元和BAF生化處理單元對廢水污染物的去除效果，分析了影響組合工藝運行的主要因素，優(yōu)化了組合工藝的運行條件，以期為抗生素廢水的處理提供技術(shù)參考。

　　1、材料與方法

　　1.1 材料與試劑

　　NH+4實驗用水取某制藥園區(qū)污水處理廠生化處理單元出水，水質(zhì)如下：COD為203~262mg·L?1，BOD為23~43mg·L?1，TOC為79~101mg·L?1，NH4+-N為9~14mg·L?1，pH為6.5~7.5，DO為5~6mg·L?1，B/C為0.04~0.15。天然沸石取自某沸石礦，純度大于93%，粒度200目，其主要組分如下：O52.8%，Si31.9%，Al7.5%，K4.3%，Ca1.8%，F(xiàn)e0.9%，Mg0.7%。

　　1.2 實驗裝置與方法

　　實驗構(gòu)建的臭氧催化氧化-BAF組合工藝流程圖如圖1所示。組合工藝分為臭氧預(yù)處理單元和BAF生化處理單元2部分。臭氧預(yù)處理的對象為抗生素制藥廢水二級生化處理出水，臭氧反應(yīng)柱為內(nèi)徑10cm、高65cm的玻璃柱，廢水經(jīng)蠕動泵進入臭氧預(yù)處理單元，同時向反應(yīng)柱內(nèi)添加Ce/NZ催化劑，臭氧發(fā)生器(LCF-G/A-5型，北京山美水美環(huán)?？萍加邢薰?以氧氣為氣源，通過調(diào)節(jié)流量計以600mL·min?1的流速進入反應(yīng)柱內(nèi)。反應(yīng)時電動攪拌器連續(xù)攪拌保證廢水、臭氧和催化劑均勻混合，反應(yīng)器頂端排出的尾氣進入臭氧破壞器(LR-RH22型，北京山美水美環(huán)?？萍加邢薰?。生化處理單元主要反應(yīng)裝置為BAF，反應(yīng)器采用內(nèi)徑6cm、高70cm的透明有機玻璃柱制成，內(nèi)置火山巖填料，粒徑3~5mm，高度50cm。反應(yīng)器在設(shè)計流量為0.35L·h?1的條件下經(jīng)蠕動泵完成連續(xù)進水，水力停留時間(HRT)為4h。接種污泥取自北京某污水處理廠MBR池好氧污泥，

　有機胺廢水主要來源于皮革、輪胎、紡織類等工業(yè)，主要含甲胺、三乙胺、氨以及其他一些微量的副產(chǎn)物，屬于濃度高、毒性強、難生物降解的高氮低碳型廢水。未經(jīng)處理的有機胺廢水直接排放會對人體和周圍環(huán)境造成巨大的危害。

　　目前，國內(nèi)外學(xué)者主要采用化學(xué)法和物理法降解有機胺廢水，其中催化氧化以其處理量大、降解效果優(yōu)、處理時間短等特點成為研究的熱點。

　　ZSM-5分子篩(高硅型沸石)作為固體酸催化劑的代表，可應(yīng)用于多種催化反應(yīng)。但其孔徑過小，微孔尺寸會限制有機胺廢水的催化降解性能。堿處理技術(shù)可以選擇性地脫除骨架硅而引入介孔，并且能夠調(diào)控分子篩酸性。目前，關(guān)于堿處理ZSM-5分子篩的報道大都是采用堿性較強的NaOH溶液，但對堿性較溫和的CH3COONa溶液處理ZSM-5分子篩進行堿改性的研究還未見報道。研究發(fā)現(xiàn)，采用強堿改性ZSM-5分子篩，成孔速率和深度不易控制，導(dǎo)致其外表面微孔大部分被破壞，MFI結(jié)構(gòu)遭到破壞，使得ZSM-5分子篩的穩(wěn)定性大大降低。而采用堿性較溫和的CH3COONa溶液處理ZSM-5分子篩，既能引入介孔結(jié)構(gòu)，又對ZSM-5分子篩結(jié)構(gòu)影響較小。

　　本研究先用一定濃度的CH3COONa溶液處理合成微孔-介孔多級孔ZSM-5分子篩，并對改性前后的ZSM-5分子篩負載Fe，制備Fe/ZSM-5分子篩作催化劑，采用正交設(shè)計安排試驗，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量、溶液初始pH、H2O2用量對催化氧化降解有機胺廢水的影響，并得到了不同參數(shù)對催化氧化降解有機胺廢水的主次關(guān)系，確定出試驗范圍內(nèi)的評價條件。

昆山農(nóng)村一體化生活污水處理設(shè)備安裝指導(dǎo)

　1、試驗部分

　　1.1 原水水質(zhì)

　　試驗采用的廢水為上海綠強新材料有限公司在工業(yè)生產(chǎn)分子篩過程中產(chǎn)生的高濃度有機胺廢水，該廢水呈透明狀態(tài)，有懸浮物，成分復(fù)雜，主要包含三乙胺、四乙基氫氧化銨、苯銨等有機胺成分，COD為5030~5050mg/L，pH為12~13。

　　1.2 試劑

　　氫氧化鈉、硫酸鋁、乙酸鈉、硝酸鐵，江蘇強盛功能化學(xué)股份有限公司(分析純);四丙基氫氧化銨：質(zhì)量分數(shù)為25%，國藥集團化學(xué)試劑有限公司;硅溶膠：質(zhì)量分數(shù)為25%，浙江宇達化工有限公司。

　　1.3 Fe/ZSM-5分子篩催化劑的制備

　　以硫酸鋁為鋁源，硅溶膠為硅源，采用水熱合成法，合成硅鋁物質(zhì)的量比為50的ZSM-5分子篩。將合成好的ZSM-5分子篩加入到500mL濃度為4mol/L的CH3COONa溶液中，80℃水浴攪拌2h，離心洗滌，干燥焙燒，得到微孔-介孔多級孔ZSM-5分子篩，將采用CH3COONa溶液處理的ZSM-5分子篩記作ZSM-5(4)，未經(jīng)CH3COONa溶液處理的ZSM-5分子篩記作ZSM-5(0)。將處理前后的樣品等體積浸漬硝酸鐵溶液中(Fe的負載量為10%)，120℃烘干，然后在一定溫度下焙燒3.5h，得到Fe/ZSM-5(4)、Fe/ZSM-5(0)催化劑。

　　1.4 催化劑的表征

　　樣品的物相分析在D/max-2550VB/PC型X射線衍射(XRD)儀進行表征，測試條件為：衍射源Cu-Kα(λ=0.15406nm)，管電壓為40kV，管電流為40mA，5°~40°掃描，掃描速率為2(°)/min。在ASAP2020型物理吸附儀(美國Micromeritics公司)上進行BET表征。在MerlinCompact型掃描電鏡(SEM)上觀察樣品形貌。樣品的硅鋁物質(zhì)的量比由島津XRF1700型X射線熒光光譜(XRF)分析儀分析。

　　1.5 活性評價方法

　　取有機胺廢水20mL，調(diào)節(jié)pH后加入到裝有催化劑的錐形瓶中，滴加一定量的H2O2，在水浴恒溫振蕩器中振蕩并計時。反應(yīng)一段時間后，將反應(yīng)液離心分離，取上層清液，采用重鉻酸鉀法測定其COD。