CN111115919B - 一种制药废水的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制药废水的预处理方法，制药废水为酸性，包括：1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水；2）调整脱盐废水的pH值至7‑10，导入隔油池处理；3）导入气浮池中进行气浮处理；4）调整废水的pH值至2‑5，进行铁炭微电解处理；5）导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，控制ORP值为200‑400，pH值为2‑5；6）进行芬顿氧化，而后曝气中和，导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水；本发明避免了现有技术采用的大量生活或工艺用水，降低了废水处理负荷，而且能够不同程度地除去制药废水中的盐分、有机物及油脂、颗粒物等，处理效果好且成本低，且为后续进行生化处理等深度处理工艺提供了有利条件。

Description

一种制药废水的预处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种制药废水的预处理方法，主要用于除去制药废水中的盐分、有机物以及油脂、颗粒物等，为后续深度处理进行铺垫。
背景技术
随着我国医药工业的发展，化工制药行业产生的废水，浓度高、盐分高、毒性大、有机物含量高、难以生物降解而成为环保界的难题，同时制药行业高浓度、有毒废水的治理成为环境治理的一大紧迫任务。对于一些高浓度废水进行处理时，由于其浓度高、污染性高、成分复杂等，导致可生化性差，例如存在将对生化细菌渗透压影响较大，造成细胞脱水，生化处理难以运行等缺陷；现阶段在进行处理时，很多时候先将高浓度废水进行稀释，处理成本极高，不仅浪费巨量生活用水，加大了废水处理负荷，而且对于后续进行深度处理难以提供有利支撑。
发明内容
基于上述问题，本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的制药废水的预处理方法，避免了现有技术采用的大量生活或工艺用水，降低了废水处理负荷，而且能够不同程度地除去制药废水中的盐分、有机物以及油脂、颗粒物等，不仅处理效果好且成本低，而且还为后续进行生化处理等深度处理工艺提供了有利条件。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种制药废水的预处理方法，所述制药废水为酸性，所述预处理方法包括如下步骤：
（1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水；
（2）调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至7-10，而后导入隔油池中以脱除浮于水面的油脂；
（3）将经步骤（2）处理后的废水导入气浮池中进行气浮处理，以去除废水中处于乳化状态的油脂和悬浮颗粒状杂质；
（4）调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至2-5，而后进行铁炭微电解处理；
（5）将经步骤（4）处理后的废水导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，其中控制ORP值为200-400，pH值为2-5；
（6）将经步骤（5）处理后的废水进行芬顿氧化，而后曝气中和，导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水。
根据本发明的一些具体且优选的方面，步骤（2）中，调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至8-9。
根据本发明的一些具体且优选的方面，步骤（3）中，脱除的所述油脂和悬浮颗粒状杂质经管道导入收集桶中。
根据本发明，步骤（3）中，所述气浮处理必须在碱性环境下进行，本发明利用在废水中通入大量密集的微细气泡，使其与细的悬浮物相互粘附，形成整体密度小于水的浮体，从而依靠浮力上升至水面，以完成固、液分离。
根据本发明的一些具体且优选的方面，步骤（4）中，调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至3-4。
根据本发明，步骤（4）中，所述铁炭微电解处理使废水中的有机物断链、开环，其利用金属腐蚀原理，形成原电池对有机废水进行处理的良好工艺，形成的Fe2+可以作为芬顿氧化的催化剂，降低了药剂的使用费用；可以利用Fe-C组成的无数微电池作为还原体系将废水中的芳环支链还原、破坏掉；由于微电解过程产生Fe（Ⅱ），催化H2O2生成强氧化性的OH•，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe（Ⅲ）的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，降低处理成本。
根据本发明的一些具体且优选的方面，步骤（5）中，控制ORP值为250-300，pH值为3-4。
根据本发明，步骤（5）中，所述电芬顿氧化在通电、在酸性条件下、在双氧水和亚铁离子存在下进行，利用电化学法产生Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解；而体系中通过电解可持续产生高活性Fe2+和双氧水，克服了传统芬顿法中有机物的降解速率不均衡，先快后慢的现象，保证反应均衡，持续高效，设备反应体系中，除羟基自由基的氧化作用外，还有阳极氧化、阴极还原，电吸附、电气浮、电凝聚等多种作用，处理效率比传统芬顿法高，与传统芬顿法相比，不需要现场加入大量药剂，节省药剂费用。
根据本发明，步骤（6）中，所述芬顿氧化在双氧水和亚铁离子共同存在下进行。
根据本发明的一些具体且优选的方面，步骤（6）中，所述曝气中和的实施方式为：在向废水中曝气的同时向废水中投入碱性物质、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。
根据本发明的一些具体方面，步骤（6）中，所述碱性物质包括氢氧化钙和/或氢氧化钠。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明中首先采用蒸发脱除废水中高盐存在，进而降低后续对生化细菌的影响，避免细胞脱水现象的发生；同时采用隔油池与气浮池的组合，进而除去废水中的杂质和油脂，方面后续进行难降解有机物的处理，而在前述基础上采用铁炭微电解处理与电芬顿氧化、芬顿氧化结合处理，不仅克服了铁碳微电解无法有效单独处理高浓度有机废水的缺陷，而且高效地使有机氯、氟化合物脱卤素，同时产生的亚铁离子能够作为芬顿试剂，节约了成本，同时还可催化双氧水产生强氧化性的羟基自由基，进而氧化破坏芳环等难降解有机物，而氧化产生的三价铁离子又可作为絮凝剂进一步降低废水中的杂质，再结合后续的Fenton氧化对废水中苯和甲苯等有机污染物有较好的去除效果，使得废水中的难降解有机物被极大的消除，而后续结合碱性物质、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等物质又可以除去废水残留中的二价和三价铁离子，进而可以避免对后续生化处理的不利影响，而由于新生态的Fe(OH)2和Fe(OH)3胶体具有很大的比表面积和很强的吸附能力，通过吸附沉淀可以去除废水中的胶体COD和色度，进一步改善絮体的沉降效果。
附图说明
图1为本发明的制药废水的预处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。下述实施例中，如无特别说明，所有原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。
实施例1
本例提供一种制药废水的预处理方法，所述制药废水为酸性，所述预处理方法包括如下步骤：
（1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水并收集于废水收集池中；
（2）加入氢氧化钠调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至8.5，而后导入隔油池中以脱除浮于水面的油脂；
（3）将经步骤（2）处理后的废水导入气浮池中进行气浮处理，同时添加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），以去除废水中处于乳化状态的油脂和悬浮颗粒状杂质；其中，使所述气浮处理在碱性环境下进行（pH值可以为8.5左右），所述碱性环境通过添加碱性物质例如氢氧化钠来实现，利用在废水中通入大量密集的微细气泡，使其与细的悬浮物相互粘附，形成整体密度小于水的浮体，从而依靠浮力上升至水面，以完成分离；
（4）加入20%的稀硫酸调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至3.5左右，而后进行铁炭微电解处理；其中所述铁炭微电解处理使废水中的有机物断链、开环，其利用金属腐蚀原理，形成原电池对有机废水进行处理的良好工艺，形成的Fe2+可以作为芬顿氧化的催化剂，降低了药剂的使用费用；可以利用Fe-C组成的无数微电池作为还原体系将废水中的芳环支链还原、破坏掉；由于微电解过程产生Fe（Ⅱ），催化H2O2生成强氧化性的OH•，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe（Ⅲ）的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，降低处理成本；
（5）将经步骤（4）处理后的废水导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，其中控制ORP值为260，pH值为3.6；具体地，所述电芬顿氧化在通电、在酸性条件下、在双氧水和亚铁离子存在下进行（可以通过添加20%的稀硫酸调整pH值，亚铁离子通过添加硫酸亚铁），利用电化学法产生Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解；而体系中通过电解可持续产生高活性Fe2+和双氧水，克服了传统芬顿法中有机物的降解速率不均衡，先快后慢的现象，保证反应均衡，持续高效，设备反应体系中，除羟基自由基的氧化作用外，还有阳极氧化、阴极还原，电吸附、电气浮、电凝聚等多种作用，处理效率比传统芬顿法高，与传统芬顿法相比，不需要现场加入大量药剂，节省药剂费用；
（6）将经步骤（5）处理后的废水进行芬顿氧化（继续添加双氧水和硫酸亚铁）；而后曝气中和（具体地，在向废水中曝气的同时向废水中投入氢氧化钙和/或氢氧化钠、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）），导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水。
在此过程中，测得制药废水进水的CODcr约为61980mg/L，测得气浮出水的CODcr约为47890mg/L，测得芬顿出水的CODcr约为31500mg/L，则总体去除率为49.2%，并且废水中的油脂以及颗粒物杂质等均被大量清除，芬顿氧化残留的二价和三价铁离子也被除去，有利于后续进行生化处理等深度处理工艺。
实施例2
本例提供一种制药废水的预处理方法，所述制药废水为酸性，所述预处理方法包括如下步骤：
（1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水并收集于废水收集池中；
（2）加入氢氧化钠调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至8.1，而后导入隔油池中以脱除浮于水面的油脂；
（3）将经步骤（2）处理后的废水导入气浮池中进行气浮处理，同时添加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），以去除废水中处于乳化状态的油脂和悬浮颗粒状杂质；其中，使所述气浮处理在碱性环境下进行（pH值可以为8.2左右），所述碱性环境通过添加碱性物质例如氢氧化钠来实现，利用在废水中通入大量密集的微细气泡，使其与细的悬浮物相互粘附，形成整体密度小于水的浮体，从而依靠浮力上升至水面，以完成分离；
（4）加入20%的稀硫酸调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至3.6左右，而后进行铁炭微电解处理；其中所述铁炭微电解处理使废水中的有机物断链、开环，其利用金属腐蚀原理，形成原电池对有机废水进行处理的良好工艺，形成的Fe2+可以作为芬顿氧化的催化剂，降低了药剂的使用费用；可以利用Fe-C组成的无数微电池作为还原体系将废水中的芳环支链还原、破坏掉；由于微电解过程产生Fe（Ⅱ），催化H2O2生成强氧化性的OH•，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe（Ⅲ）的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，降低处理成本；
（5）将经步骤（4）处理后的废水导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，其中控制ORP值为280，pH值为3.3；具体地，所述电芬顿氧化在通电、在酸性条件下、在双氧水和亚铁离子存在下进行（可以通过添加20%的稀硫酸调整pH值，亚铁离子通过添加硫酸亚铁），利用电化学法产生Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解；而体系中通过电解可持续产生高活性Fe2+和双氧水，克服了传统芬顿法中有机物的降解速率不均衡，先快后慢的现象，保证反应均衡，持续高效，设备反应体系中，除羟基自由基的氧化作用外，还有阳极氧化、阴极还原，电吸附、电气浮、电凝聚等多种作用，处理效率比传统芬顿法高，与传统芬顿法相比，不需要现场加入大量药剂，节省药剂费用；
（6）将经步骤（5）处理后的废水进行芬顿氧化（继续添加双氧水和硫酸亚铁）；而后曝气中和（具体地，在向废水中曝气的同时向废水中投入氢氧化钙和/或氢氧化钠、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）），导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水。
在此过程中，测得制药废水进水的CODcr约为60340mg/L，测得气浮出水的CODcr约为46780mg/L，测得芬顿出水的CODcr约为30980mg/L，则总体去除率为48.7%，并且废水中的油脂以及颗粒物杂质等均被大量清除，芬顿氧化残留的二价和三价铁离子也被除去，有利于后续进行生化处理等深度处理工艺。
实施例3
本例提供一种制药废水的预处理方法，所述制药废水为酸性，所述预处理方法包括如下步骤：
（1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水并收集于废水收集池中；
（2）加入氢氧化钠调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至8.2，而后导入隔油池中以脱除浮于水面的油脂；
（3）将经步骤（2）处理后的废水导入气浮池中进行气浮处理，同时添加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），以去除废水中处于乳化状态的油脂和悬浮颗粒状杂质；其中，使所述气浮处理在碱性环境下进行（pH值可以为8.8左右），所述碱性环境通过添加碱性物质例如氢氧化钠来实现，利用在废水中通入大量密集的微细气泡，使其与细的悬浮物相互粘附，形成整体密度小于水的浮体，从而依靠浮力上升至水面，以完成分离；
（4）加入20%的稀硫酸调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至3.2左右，而后进行铁炭微电解处理；其中所述铁炭微电解处理使废水中的有机物断链、开环，其利用金属腐蚀原理，形成原电池对有机废水进行处理的良好工艺，形成的Fe2+可以作为芬顿氧化的催化剂，降低了药剂的使用费用；可以利用Fe-C组成的无数微电池作为还原体系将废水中的芳环支链还原、破坏掉；由于微电解过程产生Fe（Ⅱ），催化H2O2生成强氧化性的OH•，进而氧化破坏芳环；在这个过程中Fe（Ⅲ）的絮凝作用可以节省H2O2的使用量，降低处理成本；
（5）将经步骤（4）处理后的废水导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，其中控制ORP值约为300，pH值为3.8；具体地，所述电芬顿氧化在通电、在酸性条件下、在双氧水和亚铁离子存在下进行（可以通过添加20%的稀硫酸调整pH值，亚铁离子通过添加硫酸亚铁），利用电化学法产生Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解；而体系中通过电解可持续产生高活性Fe2+和双氧水，克服了传统芬顿法中有机物的降解速率不均衡，先快后慢的现象，保证反应均衡，持续高效，设备反应体系中，除羟基自由基的氧化作用外，还有阳极氧化、阴极还原，电吸附、电气浮、电凝聚等多种作用，处理效率比传统芬顿法高，与传统芬顿法相比，不需要现场加入大量药剂，节省药剂费用；
（6）将经步骤（5）处理后的废水进行芬顿氧化（继续添加双氧水和硫酸亚铁）；而后曝气中和（具体地，在向废水中曝气的同时向废水中投入氢氧化钙和/或氢氧化钠、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）），导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水。
在此过程中，测得制药废水进水的CODcr约为59890mg/L，测得气浮出水的CODcr约为47920mg/L，测得芬顿出水的CODcr约为31230mg/L，则总体去除率为47.9%，并且废水中的油脂以及颗粒物杂质等均被大量清除，芬顿氧化残留的二价和三价铁离子也被除去，有利于后续进行生化处理等深度处理工艺。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种制药废水的预处理方法，所述制药废水为酸性，其特征在于，所述预处理方法包括如下步骤：
（1）将制药废水进行蒸发处理，获得脱盐废水并收集于废水收集池中；
（2）加入氢氧化钠调整步骤（1）所获得的所述脱盐废水的pH值至8.5，而后导入隔油池中以脱除浮于水面的油脂；
（3）将经步骤（2）处理后的废水导入气浮池中进行气浮处理，同时添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，以去除废水中处于乳化状态的油脂和悬浮颗粒状杂质；其中，使所述气浮处理在碱性环境下进行，pH值为8.5，所述碱性环境通过添加氢氧化钠来实现，利用在废水中通入大量密集的微细气泡，使其与细的悬浮物相互粘附，形成整体密度小于水的浮体，从而依靠浮力上升至水面，以完成分离；
（4）加入20%的稀硫酸调整经步骤（3）处理后的废水的pH值至3.5，而后进行铁炭微电解处理；其中，所述铁炭微电解处理使废水中的有机物断链、开环，其利用金属腐蚀原理，形成原电池对有机废水进行处理，形成的Fe2+作为芬顿氧化的催化剂；利用Fe-C组成的无数微电池作为还原体系将废水中的芳环支链还原、破坏掉；微电解过程产生二价Fe，催化H2O2生成强氧化性的OH•，进而氧化破坏芳环，在这个过程中氧化产生的三价Fe具有絮凝作用；
（5）将经步骤（4）处理后的废水导入电芬顿氧化池中进行电芬顿氧化，其中控制ORP值为260，pH值为3.6；其中，所述电芬顿氧化在通电、在酸性条件下、在双氧水和亚铁离子存在下进行，通过添加20%的稀硫酸调整pH值，亚铁离子通过添加硫酸亚铁，利用电化学法产生Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解；
（6）将经步骤（5）处理后的废水进行芬顿氧化，继续添加双氧水和硫酸亚铁；而后曝气中和，该曝气中和的实施方式为：在向废水中曝气的同时向废水中投入氢氧化钙和/或氢氧化钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，导入沉淀池，泥水分离，制得预处理的制药废水。
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