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(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(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??芍?,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。(來源:葛蘭素史克(天津)有限公司)
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