化工合成制药废水的处理技术研究

摘要：目的：为了探究化工合成制药废水使用fenton法处理的效果。方法：取8个样本的制药废水，进行fenton法处理后比较COD的去除率。结果：8个样本的废水处理后均达到了排出标准，且清除率约在70%左右。结论：利用Fenton法可以高效的处理化工合成的制药废水，且成本低易操作，值得推广。

关键词：化工合成制药；废水处理技术；分析

引言

制药废水中，常常由不同的药剂组成，其包括了抗生素、合成药物甚至中成药生产过程中的废水，成分十分复杂。与其他工业的废水不同，制药废水中的有机物含量特别多，用普通的生物方法难以去除。又由于其颜色比一般废水要深而且含盐量很高，从生化的角度来说，很多处理废水的方法无法使用。制药过程中产生的废水主要有四个方面，首先是母液，药品多直接从母液中析出，因此母液中药物浓度比较高。其次是冲洗废水，冲洗各种器材或者材料产生的洗涤用的废水。之后是收集残液和辅助过程中排出的废水。本次的研究主要以母液为研究对象。

目前比较流行的方法有物理方法、化学方法和生物学方法，但是处理的效果都不是很理想。例如电化学预处理技术，虽然去除率较为稳定，但是也只有45%的去除率，也就是说有一半的污染物无法处理。同时由于需要直流电，因此能耗较大，对于器材和场地的要求较多，步骤也比较繁琐。对于制药废水的颜色处理也不理想。最近新兴的技术有Fenton技术，通过铁离子催化过氧化氢生成氧化剂，将水中的有机物进行氧化分解，伴随着铁水络合物的沉降作用，可以减少制药废水的着色，达到去除有机物及色度的目的。此类技术目前接近开发完成，是处理制药废水的一种十分有效以及经济的方法。

1.材料与方法

（1）装置与材料

本次试验中装置采用柱状活性炭，废水取自本公司抗生素制药后的废水共8个样本，每个样本均200ml。水质特点如下：

表1实验前废水水质

实验前，需要对废铁屑进行预处理，将废铁屑加入5mol/L的氢氧化钠溶液中水浴半小时，这样可以提升其表面的活性能。再加入20%稀盐酸20分钟，其目的是为了让氧化层溶解。烘干备用。活性炭也要进行预处理。将活性炭浸泡在实验用制药废水中，等待其吸附饱和后，烘干备用。此步骤可以减少活性炭对COD的去除效果。

（2）方法

首先在室温条件下取出约200毫升的制药废水，放在烧杯中并调节pH至2.5。根据液体：固体为10：1的比例调节废铁屑的量，再加入等质量活性炭和12.24mmol/L的30%过氧化氢。最后打开曝气泵。一小时后停止，净置后取上清液。加入聚丙烯酰胺，并用搅拌机快速搅拌两分钟后慢速搅拌八分钟。充分混合后静置一小时后取上清液。根据废水的反应效果的COD的去除效果决定该种流程的效果评估。

对于COD的含量采用重铬酸钾的方法，BOD5采用稀释和接种的方法，对SS采用烘干后称重的方法，对色度采用稀释倍数的方法。pH采用专门的pH测量仪器测量。

2.结果

处理后各种含量如下表：

从上述结果可以看出，铁碳微电解H2O2耦合Fenton法对于深度处理制药的废水有着很好的效果，各项指标均下降至正常水平以下，符合安全排放的标准。并且COD的去除率均达到了70%左右，有着较高的去除效率。

3.讨论

从实验上来看，有很多的地方值得进行讨论和研究。首先就是如何提升COD去除率的问题。从实验的结果上来看，虽然COD的含量在标准以下，但是区间较大，说明处理结果不是很稳定。可能与很多因素有关。例如铁粉与活性炭的比例可以影响实验结果。本次实验利用铁与过氧化氢反应形成氧化过程，但是铁粉与活性炭会形成原电池，过多或过少的原电池对于最后的处理效果都有较大的影响，本次实验就要求调节pH。如果不进行pH的调节，废水会基本保持在一个不反应的状态。根据氧化反应的原理，酸性的时候二价铁离子较多，因此反应的效果比较好。本次实验中对曝气时间没有进行限制，但是实验结果来看影响较大。如何在减少时间成本的状态下达到最好的效果，当前已有大量的研究进行探索。在经过多次的实验后以及结合他人的研究成果，初步认定为铁粉与活性炭质量比1：1、pH2.5、曝气时间一小时，过氧化氢投加量为12.24mmol/L的时候效果最好，这也是本次实验准备阶段阅读大量有关实验后得出的数据，从实验结果上来看效果较为理想。

比较国内外关于处理制药废水的研究发现，通过物理化学的方法处理制药废水的时候，虽然可以提高废水的去除率，但是成本普遍较高，对于小规模的制药厂不能完全承担。而好氧生物处理合成的废水虽然水质比较好，但是要对废水进行稀释，从成本上来说就存在问题。而厌氧反应器处理废水，有着操作简便且可处理高浓度废水的特性，但是水质需要进行进一步的处理，过程繁琐。综合以上结果，能够达到较高的去除率、较低的成本、较好的可操作性等多方面需求的制药废水处理方式还尚未发现，现有的各种处理方式都存在缺点。目前也有提出高效厌氧反应器的处理，或可能进行物理化学以及生物方式的联合，互相弥补缺点，达到更好的处理效果。

Fenton法与传统的碳铁微电解以及其他的方法相比，具有很多的优点。首先，其成本较小。木炭的成本较低，并且使用的铁屑可以是废旧的铁屑，符合环保的特点。其次，器材上只使用曝气装置，设备简单。再者，操作简单，没有繁琐的步骤，可行度高。因此对于那些难以降解的生物，Fenton法处理制药厂的污水有着较为良好的效果。

参考文献：

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