CN107585953A - 一种苯酰甲硝唑废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：（1）蒸馏；（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极；（3）电芬顿；（4）生化。本发明的处理方法，苯酰甲硝唑废水可以处理合格，咪唑环基本全部可以去除，可以进入下一步电芬顿、生化的处理，若咪唑环不处理完全，会杀死生化阶段的细菌，因此本方法通过废水蒸馏后，由电催化高级氧化与电芬顿处理使COD大幅度降低，咪唑环基本去除，与生化工艺结合，可大幅度提高废水处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及医药化工废水处理领域技术领域，尤其涉及一种苯酰甲硝唑废水处理方法。
背景技术
苯酰甲硝唑是用于抗滴虫和抗感染的一种药物，现有的制备苯酰甲硝唑的方法是以甲硝唑和苯甲酰氯为原料，以吡啶，或者吡啶与甲苯的混合物，或者吡啶与丙酮的混合物为溶媒，通过酯化反应得到苯酰甲硝唑。在苯酰甲硝唑的生产过程中会产生难以处理的废水。苯酰甲硝唑废水的COD=59750mg/L，Cl-=1722mg/L，pH=7.4。该水调pH非常困难，需要大量的酸碱，不适合电芬顿，适合电催化高级氧化。经UV-Vis测试，该废水的咪唑环的浓度(以甲硝唑记)有10148mg/L，经电催化高级氧化处理后可将至6639mg/L。该水甲硝唑浓度过高，直接经电化学处理，成本较高。
将苯酰甲硝唑废水蒸馏，废水蒸馏，COD降至6090mg/L，咪唑环浓度降至978-1255mg/L，再经电芬顿处理后，咪唑环可降至426mg/L（如图1）。如果在电芬顿之前增加高级氧化工艺，咪唑环的浓度可进一步降至166mg/L（如图2）。如果直接电催化高级氧化处理，咪唑环基本全部可以去除O。而废水的生化处理是通过微生物的新陈代谢作用来处理废水中的污染物质，若咪唑环不处理完全，会杀死生化阶段的细菌，难以保证废水处理效果，排放的话会对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种苯酰甲硝唑废水处理方法，大幅度降低苯酰甲硝唑废水的COD值和咪唑环的浓度，降低运行成本，增加生化处理阶段，保证废水处理效果，避免对环境造成污染。
根据本发明实施例的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，接通电解槽电流，整个过程中持续搅拌，待60～180min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
在上述方案基础上，所述步骤（1）中蒸馏的条件为在0.01～0.05MPa.G的压力和90～120℃温度下进行蒸馏。
在上述方案基础上，所述步骤（2）中的电催化高级氧化装置的电流密度控制为21～25mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为0～35min。
在上述方案基础上，所述步骤（2）中，正极与负极之间还设置有铁碳填料区。
在上述方案基础上，所述步骤（3）中的电解槽采用长方体、正方体或圆柱体容器。
在上述方案基础上，所述步骤（3）中阳极电极板、阴极电极板的的面积为20～100cm2，间距为4～16cm。
在上述方案基础上，所述步骤（3）中的电流控制在5～10A，电压控制在5～20V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用。
电催化高级氧化是利用电极的电催化作用，对废水中的有机物进行改性、降解、矿化。有机污染物不仅可以直接被阳极氧化，还可以被阳极表面产生的·OH、Cl2、ClO-、O3等氧化剂协同作用氧化；有些有机污染物不易被氧化，但是可以在阴极表面被还原，而还原产物则很容易被阳极氧化、降解，甚至矿化，电催化高级氧化技术除了具有矿化有机物的作用，还有改性和降解作用（例如，将苯环开环，去除有毒有机物的毒性），在COD较高时这些作用更加突出，而改性和降解不需要多个电子参与反应，所以能耗并不高。高浓度（COD>1000mg/L）有机废水经过改性和降解，可生化性大幅提高，可以与生化工艺结合。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：经过本方法处理，苯酰甲硝唑废水可以处理合格，咪唑环(以甲硝唑记)基本全部可以去除，可以进入下一步电芬顿、生化的处理，若咪唑环不处理完全，会杀死生化阶段的细菌，因此本方法通过废水蒸馏后，由电催化高级氧化与电芬顿处理使COD大幅度降低，咪唑环基本去除，与生化工艺结合，可大幅度提高废水处理效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术中废水蒸馏-电芬顿工艺流程图；
图2为现有技术中废水蒸馏-高级氧化-电芬顿工艺流程图；
图3为本发明一种苯酰甲硝唑废水处理方法的流程图；
图4为废水蒸馏水咪唑环浓度随电解时间的变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，为在0.01MPa.G的压力和90℃温度下进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极，正极与负极之间还设置有铁碳填料区，电催化高级氧化装置的电流密度控制为21mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为0min；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入长方体电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，阳极电极板、阴极电极板的的面积为20cm2，间距为4cm，接通电解槽电流，电流控制在5A，电压控制在5V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用，整个过程中持续搅拌，待60min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
实施例2：
本实施例提供了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，为在0.02MPa.G的压力和95℃温度下进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极，正极与负极之间还设置有铁碳填料区，电催化高级氧化装置的电流密度控制为22mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为6min；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入长方体电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，阳极电极板、阴极电极板的的面积为30cm2，间距为6cm，接通电解槽电流，电流控制在6A，电压控制在7V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用，整个过程中持续搅拌，待70min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
实施例3：
本实施例提供了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，为在0.03MPa.G的压力和105℃温度下进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极，正极与负极之间还设置有铁碳填料区，电催化高级氧化装置的电流密度控制为23mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为12min；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入长方体电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，阳极电极板、阴极电极板的的面积为50cm2，间距为12cm，接通电解槽电流，电流控制在8A，电压控制在12V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用，整个过程中持续搅拌，待120min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
实施例4：
本实施例提供了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，为在0.04MPa.G的压力和110℃温度下进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极，正极与负极之间还设置有铁碳填料区，电催化高级氧化装置的电流密度控制为24mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为18min；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入长方体电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，阳极电极板、阴极电极板的的面积为90cm2，间距为14cm，接通电解槽电流，电流控制在9A，电压控制在18V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用，整个过程中持续搅拌，待160min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
实施例5：
本实施例提供了一种苯酰甲硝唑废水处理方法，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，为在0.05MPa.G的压力和120℃温度下进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极，正极与负极之间还设置有铁碳填料区，电催化高级氧化装置的电流密度控制为25mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为30min；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入长方体电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，阳极电极板、阴极电极板的的面积为100cm2，间距为16cm，接通电解槽电流，电流控制在10A，电压控制在20V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中的咪唑环进行开环或断链作用，整个过程中持续搅拌，待180min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
下表为苯酰甲硝唑废水蒸馏水电催化高级氧化处理效果及运行成本：
表中可以看出30min时，咪唑环的浓度基本降低到0，而运行成本仅为25元/吨，对于后续的生化阶段的微生物不会造成影响，与生化工艺结合，可大幅度提高废水处理效果。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）蒸馏：将苯酰甲硝唑废水通入废水蒸馏塔，进行蒸馏，冷凝气体经塔顶部分冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液处理系统，不凝气体排往废气处理系统，从废水蒸馏塔塔釜排出预处理废水；
（2）电催化高级氧化：将废水蒸馏处理后的预处理废水引入电催化高级氧化装置，在所述电催化高级氧化装置中所述预处理废水经过电化学反应区的氧化降解处理，所述电化学反应区一侧设置有正极，另一侧设置有负极；
（3）电芬顿：将经过步骤（2）处理的废水引入电解槽中，向电解槽中加入H2O2溶液，所述电解槽阳极电极板为铁电极，阴极电极板为石墨电极，接通电解槽电流，整个过程中持续搅拌，待60～180min后，反应完成后进行沉淀，使固液分离；
（4）生化：将经过步骤（3）处理的废水引入兼氧生化池中，在有氧的环境中利用微生物进行处理，检测指标达标后即可排放。
2.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中蒸馏的条件为在0.01～0.05MPa.G的压力和90～120℃温度下进行蒸馏。
3.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中的电催化高级氧化装置的电流密度控制为21～25mA/cm2，预处理废水在电化学反应区的停留时间控制为0～35min。
4.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中，正极与负极之间还设置有铁碳填料区。
5.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的电解槽采用长方体、正方体或圆柱体容器。
6.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中阳极电极板、阴极电极板的的面积为20～100cm2，间距为4～16cm。
7.根据权利要求1所述的一种苯酰甲硝唑废水处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的电流控制在5～10A，电压控制在5～20V，通过阳极产生Fe2+，阴极生成H2O2，两者进行芬顿反应，生产具有强氧化性的·OH对废水中难降解有机物进行开环或断链作用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180116 |
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