一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，包括以下步骤：将规整铁碳填料加入到装有废水的反应器内，调节废水pH值为3～4，并进行曝气处理；将铁碳微电解反应后液排入中间储罐并继续曝气处理20min后流入氧化反应罐内，依次加入L‑半胱氨酸、CaO

A pretreatment method of pharmaceutical wastewater combined with iron carbon microelectrolysis and Fenton like system

【技术实现步骤摘要】
一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法
本专利技术涉及水处理
，具体的涉及一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法。
技术介绍
随着我国国力和经济社会的不断发展，环境污染问题日益突出，工业有机废水污染尤为严重。其中，制药废水不仅污染浓度高、排放量大，而且有毒、有害的种类多、降解难度大且可生化性差。而面对这些污染物，传统的物理、化学以及生物处理方法都难以有效的对其进行去除，目前常规的有机废水处理技术是在生化处理前进行预处理，以便提高废水的可生化性，因此高效的预处理技术工艺对于有机废水的达标处理尤为重要。目前以传统的芬顿反应为代表的高级氧化技术广泛的用在有机废水的预处理工艺中。在传统的芬顿反应体系中，过氧化氢与二价铁离子按一定比例混合后，会产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)。虽然该技术降解有机物能力强、适用范围广，但该反应对反应条件要求苛刻，需在酸性条件下进行，而且要反应后产生的泥量非常大、药剂投加大、处理成本高。除此之外，H2O2由于非常不稳定，因此，在操作中具有一定的安全风险，在实际应用中，H2O2的利用率非常低下。因此，在实际的应用中，如何有效降解废水中所含的高难度降解的有机污染物，减少药剂成本，控制渣量产生，降低操作人员的安全风险和提高处理效率成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，能够有效降解制药废水中所含的高难度降解的有机污染物，同时实现减少药剂成本、控制渣量产生、降低安全风险和提高处理效率的目的。根据本专利技术实施例的一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，包括以下步骤：S1、将800g/L～1500g/L的铁碳填料加入待处理废水中，调节废水pH值至3～4，并进行曝气处理，曝气量为4mg/L～8mg/L；S2、向步骤S1处理后的废水中加入半胱氨酸和CaO2进行反应，反应时间为1h～1.5h；S3、将步骤S2处理后的反应液调节pH值至9～10，再加入絮凝剂，搅拌后静置沉淀。根据本专利技术实施例的方法，至少具有如下有益效果：1、本专利技术中Fe3+/CaO2类芬顿体系的Fe3+，通过铁碳微电解反应过程中持续释放的Fe2+经过曝气氧化而来，可以避免Fe3+的额外投加，从而减少药剂成本；2、本专利技术中铁碳微电解反应过程本身具有降解有机污染物的能力，可以达到对废水进行初步处理的作用，从而减轻后续废水处理的压力；3、本专利技术中Fe3+/CaO2类芬顿体系与传统芬顿反应比较，可以极大的提升H2O2的利用率，避免H2O2的浪费；4、本专利技术中加入的半胱氨酸可有效的促进Fe3+/CaO2类芬顿体系对有机污染物的降解，并且能与Fe3+形成稳定的络合物从而极大的减少渣量，同时可增强Fe3+与Fe2+之间的转换；5、本专利技术反应过程易控制，操作安全简单，无二次污染，对有机污染物，特别是制药废水中难降解的有机污染物去除效果明显，可作为本专利技术可以作为高浓度工业废水的预处理，也可以作为工业废水经常规工艺处理后的深度处理。本专利技术利用铁碳微电解反应，在反应的过程中可以持续的释放Fe2+，为后续的类芬顿反应提供Fe3+来源，另外铁碳微电解本身具有降解有机污染物的能力，因而可以起到初步降解有机污染物，提高可生化性的作用。铁碳微电解所释放出的Fe2+经过曝气氧化成Fe3+，Fe3+能与H2O2缓慢反应产生羟基自由基(·OH)，其缓慢反应速度与CaO2和水反应产生H2O2的速度相匹配，因此Fe3+与CaO2可形成Fe3+/CaO2类芬顿体系，这相较于传统的芬顿反应体系，H2O2的利用率得到了极大的提升，避免H2O2的浪费。本专利技术使用CaO2作为氧化试剂，避免了传统芬顿法因为使用双氧水而导致不稳定、安全风险高、利用率偏低和成本偏高的问题；过氧化钠与水反应生成H2O2速度太快，而Fe3+与H2O2反应的速度是缓慢的，这两者速度不匹配会造成H2O2的浪费，增高成本；其他的金属氧化物的话会引入其他金属离子造成二次污染。Fe3+在pH>4的情况下极易与氢氧根离子形成沉淀，产生大量的废渣，本专利技术中加入的半胱氨酸可与Fe3+形成稳定的络合物，并且半胱氨酸本身具有极强的还原性，氧化还原电位约为350mV，有三个活性官能团(-COOH、-NH2和-SH)，与三价铁和亚铁离子发生了强烈的相互作用，从而减少了Fe3+的析出。另一方面，半胱氨酸作为一种重要的含硫氨基酸，对环境没有负面影响，此外，Fe3+/半胱氨酸复合物可以为Fe3+通过氧化还原转变为Fe2+提供了方便的通道。因此在Fe3+/CaO2类芬顿体系中引入半胱氨酸可以减少Fe3+的沉淀析出，增强Fe3+与Fe2+之间的转换。根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中所述铁碳填料的铁碳比为(6～8)：1。作为优选的，步骤S1中所述铁碳填料的规格型号为：2cm×3cm，比重：1.2t/m3，比表面积：1.2m2/g，物理强度：1150kg/m3，铁≥78％，碳≤12％，特殊催化元素≥10％，空隙率：≥65％，烧结温度：1150～1200℃。作为优选的，步骤S1中所述曝气处理的时间为60min，反应后液排入中间储罐并继续曝气处理20-30min。根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中所述废水为含有难降解有机污染物的制药废水，所述难降解有机污染物为苯、硝基苯、DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、乙酸乙酯、土霉素、糖类和苷类等中的至少一种。根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中所述废水的CODcr为2000mg/L～20000mg/L。根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中采用酸调节废水的pH值，所述酸包括硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种；优选地，所述酸为浓硫酸。根据本专利技术的一些实施例，步骤S2中所述半胱氨酸的投加量为1mM～10mM，CaO2的投加量为3mM～30mM；优选地，所述半胱氨酸的投加量为2mM～6mM，CaO2的投加量为8mM～16mM。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S1处理后生成的废水中含有的Fe3+与步骤S2中所述半胱氨酸和CaO2的摩尔比为(2.5～3.5)：1：(3～4.5)。根据本专利技术的一些实施例，步骤S3中采用碱调节废水的pH值，所述碱包括NaOH和KOH中的至少一种；优选地，所述碱为NaOH。根据本专利技术的一些实施例，步骤S3中所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺PAM，所述絮凝剂的投加量为1mg/L～2mg/L。根据本专利技术的一些实施例，步骤S3中所述静置沉淀的时间为0.5h～2h。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术的实施例1为一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，本实施例中的废水取自某抗生素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、将800g/L～1500g/L的铁碳填料加入废水中，调节废水pH值至3～4，并进行曝气处理，曝气量为4mg/L～8mg/L；/nS2、向步骤S1处理后的废水中加入半胱氨酸和CaO

【技术特征摘要】
1.一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将800g/L～1500g/L的铁碳填料加入废水中，调节废水pH值至3～4，并进行曝气处理，曝气量为4mg/L～8mg/L；
S2、向步骤S1处理后的废水中加入半胱氨酸和CaO2进行反应，反应时间为1h～1.5h；
S3、将步骤S2处理后的反应液调节pH值至9～10，再加入絮凝剂，搅拌后静置沉淀。


2.根据权利要求1所述的一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：步骤S1中所述铁碳填料的铁碳比为(6～8)：1。


3.根据权利要求1所述的一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：步骤S1中所述废水为含有难降解有机污染物的制药废水，所述难降解有机污染物为苯、硝基苯、DMF、乙酸乙酯、土霉素、糖类和苷类中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：步骤S1中所述废水的CODcr为2000mg/L～20000mg/L。


5.根据权利要求1所述的一种联合铁碳微电解与类芬顿体系的制药废水预处理方法，其特征在于：步骤S1中采用酸调节废水的pH值，所述酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁本琦，黄放，喻海彬，魏勇红，江湛如，
申请(专利权)人：湖南金旅环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43