制药废水与铁碳微电解 fenton联合工艺预处理研究论文.doc

Research on the Pretreatment of Pharmaceutical Wastewater by Iron-carbon Micro-electrolysis-Fenton Combined Process A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By He Jiao Supervised by Ass. Prof. Luo Ping Pluralistic Supervised by Prof. Tan Shiyu Specialty: Chemical Engineering College of Chemistry and Chemical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China October, 2011 重庆大学硕士学位论文  摘  要  中文摘要  废水的排放不仅浪费了宝贵的资源，而且将废水排入江河中还会造成严重的 环境污染。白藜芦醇生产废水是一种浓度高，生物毒性较大、成分复杂的医药生 产废水，很难对其进行直接的生化处理。如何通过预处理降低有机物浓度特别是 难降解有机物浓度、降低废水毒性、改变水质条件是直接影响生化处理效果的关 键所在。为了提高废水的生化性，改变废水中污染物性质，以便后续生物处理， 本课题采用铁炭微电解—Fenton 氧化法对白藜芦醇生产废水进行预处理，通过单 因素实验和正交分析获得了对该类废水处理的各种工艺参数与主要影响因素，同 时建立了最佳组合工艺，并通过价格核算得出了该预处理工艺的成本。 根据铁炭微电解的基本原理，本课题选择废铁屑与活性炭粉作为铁炭微电解 材料，对白藜芦醇生产废水进行了预处理，并对其主要影响因素进行了单因素实 验研究及正交分析，讨论了电解时间、铁炭投加量、pH 值、铁炭比等因素对该废 水 COD 去除率的影响。研究结果表明：当体系 pH 2.5，电解时间 3 小时，铁炭比 (体积比)2:3，铁炭投加量 1300g/L，在此条件下铁炭微电解对废水中 COD 的去除 率可高达到 83.8%。正交分析结果表明：电解时间是影响铁炭微电解方法的主要因 素，各主要影响因素对铁炭微电解效果的影响大小依次为电解时间铁炭投量pH 铁炭比。 本实验选取 30%双氧水和硫酸亚铁溶液作为 Fenton 试剂配制材料，通过单因 素和正交实验，对 Fenton 试剂处理白藜芦醇生产废水的主要影响因素进行了研究 并得出了最佳工艺条件。主要影响因素包括：pH、氧化时间、Fe2+/H2O2 摩尔比、 H2O2 加量等。研究结果表明：Fenton 氧化法对该废水处理的最佳工艺条件为 pH 3.5，氧化时间 40 分钟，Fe2+/H2O2 摩尔比为 2:45、氧化剂(30%H2O2)加入量 27mL/L， 此时 COD 去除率可达到 52%左右。正交分析结果表明，对 Fenton 氧化工艺影响 最大因素是 pH；通过拟合可知 COD 去除率与 pH 值的变化呈显著的线性关系，这 与反应过程中 H2O2 的分解产生活性.OH 的定速步骤有直接关系。在各主要因素中 对 Fenton 氧化过程影响的大小依次是：pH Fe2+/H2O2 摩尔比H2O2 加量。 通过前期研究可以发现，经铁炭微电解处理后的白藜芦醇生产废水其 COD 值 仍然较高，为了进一步降低白藜芦醇生产废水 COD 值，减轻后继生化处理构筑物 的负荷，加快有机物降解，本研究在铁炭微电解处理基础上，采用后续 Fenton 氧 化法对该废水进行了强化处理。首先将原废水 pH 调至 2.5，加入体积比为 2:3 的 铁炭 1300g/L，电解 3 小时；将微电解后的出水 pH 调至 3.5，加入 H2O2 8mL/L 作 为氧化剂，同时加入 20%Fe2+溶液约 0.74mL/L 作催化剂，氧化 40 分钟，调 pH 至 I 重庆大学硕士学位论文  中文摘要  8.5~9，实验结果表明：经过该组合工艺预处理后其废水 COD 去除率可高达 96%， 出水水质澄清，COD 降到 1200mg/L 左右，异味基本去除，无悬浮颗粒，达到了 生化处理要求。 关键词：医药废水，铁炭微电解， Fenton 氧化， 组合工艺， 预处理 II 重庆大学硕士学位论文  英文摘要  ABSTRACT The discharge of wastewater not only results in a waste of valuable resources, but