生物鐵—接觸氧化組合技術(shù)處理抗生素類化學(xué)制藥廢水的研究

1、生物鐵接觸氧化組合技術(shù)、處理抗生素類化學(xué)制藥廢水的研究來源：中國論文下載中心     06-03-07 14:52:00     作者：付濤    編輯：studa9ngns摘要：制藥工業(yè)是廣州市的支柱工業(yè)之一，抗生素化學(xué)制原料藥又是制藥的基礎(chǔ)工業(yè)，其所產(chǎn)生的廢水含大量有毒有機(jī)物，如側(cè)鏈脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各類酸、堿物質(zhì)，還帶有頭孢類抗生素殘留物。此類廢水成份復(fù)雜，有機(jī)物含量高、分子量大、水中的有毒物質(zhì)和抗生素類對生化處理的菌種有很強(qiáng)的抑制作用，是目

2、前國內(nèi)外公認(rèn)最難處理的廢水之一。 關(guān)鍵詞：生物鐵 接觸氧化組合 抗生素  一、研究目的：制藥工業(yè)是廣州市的支柱工業(yè)之一，抗生素化學(xué)制原料藥又是制藥的基礎(chǔ)工業(yè)，其所產(chǎn)生的廢水含大量有毒有機(jī)物，如側(cè)鏈脂、石油醚、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯和各類酸、堿物質(zhì)，還帶有頭孢類抗生素殘留物。此類廢水成份復(fù)雜，有機(jī)物含量高、分子量大、水中的有毒物質(zhì)和抗生素類對生化處理的菌種有很強(qiáng)的抑制作用，是目前國內(nèi)外公認(rèn)最難處理的廢水之一。我公司受生產(chǎn)廠家的委托，研究治理此類廢水的可靠、適用技術(shù)。2001年開始，我公司組織技術(shù)力量、深入我市唯一一家生產(chǎn)抗生素原料藥的廠家廣州市白云山化學(xué)制藥廠各車間，調(diào)查此類

3、廢水的組成、性狀和排放規(guī)律。通過調(diào)研和測試，掌握了大量數(shù)據(jù)和第一手資料。在治理技術(shù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定通過實(shí)驗研究，探索各單元工藝和組合工藝的治理效果、最佳的控制參數(shù)和操作條件，為擬定治理工藝路線和工程設(shè)計參數(shù)提供依據(jù)。根據(jù)深入工廠各車間進(jìn)行污染源調(diào)查了解到，抗生素化學(xué)制藥廢水按污染物濃度范圍大致可分為兩種：第一種是CODcr>10萬mg/l的高濃度有機(jī)廢水，此類廢水主要是各車間排放的離心母液，離心機(jī)酸水和釜底液等，約占全廠廢水量的1.7%，此類廢水我們需另行研究更特殊的處理方法，不納入本次試驗課題內(nèi)容；第二類是CODcr<10萬mg/l的綜合廢水，其來源一是各車間排放的工藝廢水（C

4、ODcr數(shù)千至數(shù)萬mg/l），二是各車間排放的低濃度生產(chǎn)廢水，包括陰陽離子柱再生超濾水注、洗瓶、洗罐、洗地、一般冷卻水、實(shí)驗室排水和鍋爐沖灰水等（CODcr100至數(shù)百mg/l）。第二類廢水約占全廠廢水量的98.3%，混合調(diào)節(jié)后，CODcr濃度范圍在27003500mg/l之間。第二類廢水是本課題研究處理的對象。根據(jù)上述情況，我們擬定了研究試驗工作的進(jìn)水水質(zhì)和處理出水水質(zhì)目標(biāo)。鑒于此類廢水處理難度大，國內(nèi)尚缺乏可借鑒的經(jīng)驗，我們擬定的處理出水水質(zhì)分為三個檔次要求，詳見表1。表1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì) 水質(zhì)指標(biāo)PHSSCODcrBOD5石油類氨氮處理前4-95004000150030 處理后第一檔DB

5、44126-2001三級標(biāo)準(zhǔn)6-9400100030030第二檔DB44126-2001二級標(biāo)準(zhǔn)6-9100300301050第三檔DB44126-2001一級標(biāo)準(zhǔn)6-97010020510注：單位除PH值外 均為mg/l二、 組合工藝流程選定 、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢簡述：目前對抗生素制藥類廢水的處理，大多采用傳統(tǒng)的生物與物化處理技術(shù)，但由于廢水中含有大量復(fù)雜的有機(jī)物對細(xì)菌有很強(qiáng)的抑制作用，因而處理效果差，運(yùn)行費(fèi)用高，難以達(dá)標(biāo)。近年來國內(nèi)外有些研究部門采用催化氧化、光氧化、臭氧氧化，納膜分離等技術(shù)，對抗生素類廢水進(jìn)行處理試驗，取得一定效果。但多數(shù)因為裝置復(fù)雜，能耗高，操作不便，或要依賴進(jìn)口材料，

6、生產(chǎn)部門難以承受，極小實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。為此，我公司根據(jù)長期深入生產(chǎn)廠家調(diào)研所掌握的廢水成份，結(jié)合對有關(guān)技術(shù)調(diào)研及本公司近年來處理其它有機(jī)廢水的經(jīng)驗，力圖通過試驗探索出一套流程簡潔、處理效率高，材料立足國內(nèi)易得，建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用相對較低，便于操作管理，適合國情的處理此類廢水的工藝技術(shù)，以解決我市治理此類廢水的當(dāng)務(wù)之急。 、治理試驗工藝流程選定根據(jù)我公司近幾年的研究成果和實(shí)際應(yīng)用生物鐵技術(shù)處理其它難降解有機(jī)廢水獲得成功的經(jīng)驗，擬定了以生物鐵技術(shù)為主工藝的試驗組合工藝流程：下面再對各單元技術(shù)作主要的介紹 厭氧生物鐵水解池由于此類廢水成份復(fù)雜，含有對生化處理有抑制作用的頭孢類抗生素物質(zhì)和難處理的大分子

7、物質(zhì)，經(jīng)生物鐵強(qiáng)化水解酸化處理，可改變含抗生素廢水的分子結(jié)構(gòu)，把難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，降解抗生素的毒性，為下一步好氧生物鐵處理和接觸氧化處理創(chuàng)造有利條件。 微電解生物鐵技術(shù)原理簡介微電解生物鐵技術(shù)是利用生物鐵具有微電池反應(yīng)、絮凝作用、和親鐵細(xì)菌的生物降解等綜合作用，對廢水處理表現(xiàn)出十分顯著的效果。下面對這一技術(shù)的原理作簡要的分析：微電池反應(yīng)鋼鐵是由鐵和碳化鐵及其它一些成份組成的合金，碳化鐵和其它成份以極小的顆粒分散在鋼鐵中，當(dāng)鋼鐵浸入廢水中（廢水可視作電解質(zhì)溶液），構(gòu)成了無數(shù)個腐蝕微電池，鐵為陽極，碳化鐵為陰極，電極反應(yīng)為：陽極 Fe2e Fe2+ E°Fe2+Fe

8、0.44V 陰極 2H+2e 2H H2 E°H+H20.00V微電池反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的化學(xué)活性，在陽極，產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+;在陰極，產(chǎn)生的活性H，均能與廢水中許多污染物組份發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使某些難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易處理的物質(zhì)，提高廢水的可生化性。絮凝作用微電解陽極反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，F(xiàn)e2+易被空氣中的O3氧化成Fe3+，生成具有強(qiáng)吸附能力的Fe(OH)3絮狀物。反應(yīng)式為：Fe2+OH Fe(OH)34Fe2+O22H2O8OH 4Fe(OH)3生成的Fe(OH)3是活性膠體絮凝劑，其吸附能力比普通的Fe(OH)3強(qiáng)得多，它可以把廢水中的懸浮物

9、及一些有色物質(zhì)吸附共沉淀而除去。親鐵細(xì)菌的生物降解作用在微電池反應(yīng)中，二價鐵和三價鐵在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)而互相轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)八十年代，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)菌能從鐵的化學(xué)反應(yīng)中獲得養(yǎng)料，這些細(xì)菌能夠在三價鐵與二價鐵轉(zhuǎn)化過程中消耗微生物腐爛時產(chǎn)生的諸如乙酸和乳酸之類的化合物。事實(shí)還證明這些細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)的能力比產(chǎn)甲烷菌和硫酸鹽還原菌都強(qiáng)得多，只要有鐵存在，鐵還原菌總是首先將正鐵還原成亞鐵，并帶動其他細(xì)菌滋生繁衍。這些細(xì)菌會緊貼于鐵的表面，以便于在不斷流過的水中獲取溶于水中的鐵源，于是便在鐵的表面形成不斷繁衍代謝的菌膜。在鐵的電解生物鐵廢水處理裝置中，上述幾種反應(yīng)是協(xié)同作用產(chǎn)生綜合效應(yīng)的。在

10、起始階段，微電池反應(yīng)、絮凝起主要作用。當(dāng)親鐵細(xì)菌大量繁衍，在鐵屑表面形成菌膜后，生物鐵降解污染物就成了主導(dǎo)作用，這時鐵屑被菌膜包裹，鐵的腐蝕大為減緩，使生物鐵結(jié)構(gòu)能維持相當(dāng)長的壽命。三、 研究工作實(shí)施步驟：序號工 作 內(nèi) 容進(jìn) 度1廢水組成、性狀、排放規(guī)律調(diào)研、測試2001年上半年、深入白云山化學(xué)制藥廠各車間調(diào)研。2治理技術(shù)調(diào)研及關(guān)鍵技術(shù)選定2001年6-9月，進(jìn)行相關(guān)治理技術(shù)文獻(xiàn)調(diào)研，并派員赴西安參加全國制藥行業(yè)廢水處理技術(shù)交流會。根據(jù)生物鐵技術(shù)原理及我公司應(yīng)用此技術(shù)處理其它有機(jī)廢水的經(jīng)驗，決定采用此技術(shù)為試驗的主工藝。3技術(shù)路線擬定和制訂試驗方案，建立試驗研究基地，完成試驗設(shè)備的設(shè)計、制造

11、、建立必要的測試方法。2001年7-10月如期完成本階段的任務(wù)，同時進(jìn)行單元處理技術(shù)的效果試驗。4試驗設(shè)備安裝、培菌、關(guān)鍵單元技術(shù)試驗。成套組合處理設(shè)備啟動2001年10-12月完成成套試驗設(shè)備安裝，應(yīng)用本公司掌握的專用培菌技術(shù)進(jìn)行各單元試驗及全流程啟動。5全套組合試驗設(shè)備投入運(yùn)行，不斷研究各種運(yùn)行參數(shù)對處理效果的影響，及時予以改進(jìn)。2002年1月至今四、第一階段試驗結(jié)果分析在單元工藝靜態(tài)試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計和制造了成套玻璃材質(zhì)的小試裝置。小試裝置于2001年10月下旬安裝完成，各單元進(jìn)行培菌。11月6日開始加入白云山化學(xué)制藥廠抗生素原廢水調(diào)試，并不斷改進(jìn)操作條件。小試設(shè)計處理水量72-120L

12、/天，厭氧生物鐵池有效停留時間50-30小時，好氧生物鐵停留時間8-14小時，氣水比20:115:1。至2001年12月初各處理單元掛膜良好，處理效果顯著而且穩(wěn)定。但2001年12月15日12月28日，廣州出現(xiàn)連續(xù)寒冷低溫天氣（室溫14-17），由于玻璃材質(zhì)保溫性能差，使各單元的處理效果逐漸降低。我們采取了適當(dāng)?shù)谋卮胧?，處理效果很快恢?fù)，到元旦后，氣溫回升處理效果更加穩(wěn)定。表明這一工藝十分適應(yīng)華南地區(qū)溫暖天氣的環(huán)境，但亦要注意有抗嚴(yán)寒的措施。表一列出2001年12月4日12月4日，2002年1月7日1月13日，連續(xù)測試的處理效果數(shù)據(jù)（氣溫范圍2026），并作簡要分析。表一，第一階段試驗抗生素

13、化學(xué)制藥廢水CODcr去除效果數(shù)據(jù)表試驗日期室溫()調(diào)節(jié)池厭氧池好氧生物鐵池接觸氧化池總?cè)コ剩?）COD(mg/l)COD(mg/l)COD去除%COD(mg/l)COD去除%COD(mg/l)COD去除%264.06x1032.54x10337.461575.85559.8086.30%12.5264.37x1032.87x10334.376573.356725.9087.00%12.6224.33x1032.88x10331.950582.543014.9090.00%12.7234.28x1033.13x10326.857781.649414.4088.50%12.10204.63x1

14、033.79x10318.186777.141452.2091.30%12.12225.12x1034.23x10317.473482.637748.6092.60%12.13184.90x1034.72x1033.61.25x10373.543765.9091.10%12.14164.48x1034.70x103-4.91.11x10376.453851.5088.90%223.12x1032.99x1034.193068.941453.5086.90%1.8213.53x1032.68x10324.061077.240732.9088.72%1.9223.48x1032.80x10319.

15、562677.638537.5088.90%1.10212.68x1032.26x10315.749578.129745.4089.90%1.11223.45x1032.61x10324.370373.038938.7088.70%1.13234.14x1032.53x10338.959376.6035041.8092.40%平均值 4.04x1033.19x10320.7974176.7343238.0789.37%從表一的數(shù)據(jù)分析可見，在室溫范圍2026下，進(jìn)水CODcr濃度為2.68×1035.12×103mg/l，平均進(jìn)水CODcr濃度為4.04×103m

16、g/l，厭氧生物鐵出水CODcr平均濃度為3.19×103mg/l，平均CODcr去除率為20.79%；好氧生物鐵出水CODcr平均濃度為741mg/l，平均去除率為76.77%；接觸氧化池出水CODcr平均濃度為432mg/l，平均CODcr去除率為38.07%；全流程平均CODcr去除率為89.37%，進(jìn)水PH 56，出水PH 78。第一階段試驗的數(shù)據(jù)表明，本組合工藝處理CODcr濃度5.00×103mg/l的抗生素化學(xué)制藥廢水，效果顯著，尤其是好氧生物鐵單元的效果最為突出，全流程出水CODcr去除率接近90%，CODcr指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于DB44/26-2001三級排放限值，

17、而且本系統(tǒng)能將弱酸性的進(jìn)水自動調(diào)節(jié)至中性出水，不用加堿調(diào)節(jié)PH。但是這一階段的試驗結(jié)果，還未達(dá)到我們擬定的第二檔處理目標(biāo)，即尚未達(dá)到DB44/26-2001二級排放限值和工廠回用水要求。為此，我們繼續(xù)進(jìn)行工藝改進(jìn)，以求獲得更好的效果。五、調(diào)整工藝及擴(kuò)大試驗效果分析根據(jù)抗生素化學(xué)制藥廢水含有相當(dāng)部分易揮發(fā)有機(jī)物這一情況，我們對原廢水進(jìn)行了預(yù)曝氣處理試驗，發(fā)現(xiàn)對去除CODcr有明顯的效果。于是將試驗工藝作如下調(diào)整。預(yù)曝氣池置有生物鐵填料，氣水比為5:17:1，連續(xù)進(jìn)水預(yù)曝氣后進(jìn)入?yún)捬跎镨F池。試驗工藝調(diào)整后，適當(dāng)加大了試驗單元設(shè)備的容積，日處理水量增加至240L，進(jìn)水CODcr濃度控制在4000m

18、g/l左右。這一階段試驗時間從2002年2月至2002年4月底，表二列出試驗工藝調(diào)整后CODcr去除率數(shù)據(jù)（表二附后）。從表二的數(shù)據(jù)分析可見，試驗工藝調(diào)整后，在室溫范圍21.532，進(jìn)水濃度為3.02×1034.67×103mg/l，進(jìn)水CODcr濃度為3.55×103mg/l；預(yù)曝氣池出水CODcr平均濃度為1.90×103mg/l，平均去除率達(dá)48.90%；厭氧生物鐵池出水CODcr平均濃度為734.8mg/l，平均去除率達(dá)57.80%；好氧生物鐵出水CODcr濃度為262.9mg/l，平均去除率達(dá)62.6%；全流程出水CODcr平均濃度為208.1

19、mg/l，全系統(tǒng)CODcr總?cè)コ势骄鶠?3.8%，出水CODcr值穩(wěn)定達(dá)到并優(yōu)于DB44/26-2001二級排放標(biāo)準(zhǔn)限值，并可達(dá)到工廠回用水質(zhì)要求。六、研究試驗工作小結(jié)1、 研究試驗結(jié)果表明，應(yīng)用生物鐵接觸氧化組合技術(shù)處理抗生素化學(xué)制藥廢水，處理效果顯著，對高難度化學(xué)制藥有機(jī)廢水的處理獲得了突破性進(jìn)展，其CODcr去除率可穩(wěn)定>90%，經(jīng)處理后的出水可達(dá)到工廠回用水的水質(zhì)要求。2、 此組合工藝流程簡潔，操作方便。生物鐵池經(jīng)活化的鐵填料用量僅為池容的1/10左右（重量比），每半年僅需補(bǔ)充原始鐵填料用量的1/51/10，不用投加其它化學(xué)藥劑。沉淀池的生物污泥可回流至厭氧池進(jìn)一步消化，需外排

20、污泥量很少。3、 此工藝推廣應(yīng)用于抗生素類化學(xué)制藥廢水的治理工程，將獲得顯著的環(huán)境效益。以廣州白云化學(xué)制藥廠日處理700噸，平均CODcr濃度3500mg/l的綜合廢水為例，每天可減少排放CODcr2.205噸，以年生產(chǎn)運(yùn)行300天計，每年可減少排放CODcr661.5噸。這對改善珠江河的水質(zhì)，將有重要作用。4、 處理后的廢水可供工廠回用（例如用作循環(huán)泵冷卻水，鍋爐沖灰水等）?？晒?jié)約大量水資源，也具有可觀的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。5、 此工藝對含復(fù)雜組分難降解有機(jī)廢水具有顯著的處理效果，可廣泛推廣應(yīng)用于其它種類制藥，化工合成等有機(jī)廢水的處理。6、 應(yīng)用這一組合工藝，雖然對抗生素化學(xué)制藥廢水處理已取得突破性進(jìn)

21、展，但對達(dá)到我們的第三檔目標(biāo)（DB44/26-2001一級排放限值）尚有一段距離。要達(dá)到更高的處理效果，除了繼續(xù)調(diào)整，優(yōu)化試驗參數(shù)（例如探索最適宜的厭氧停留時間等）之外，可能還要配套其它的深度處理技術(shù)，我公司將繼續(xù)開展這方面的研究。下面是贈送的中秋節(jié)演講辭，不需要的朋友可以下載后編輯刪除！謝謝中秋佳節(jié)演講詞推薦中秋,懷一顆感恩之心老師們，同學(xué)們：秋濃了，月圓了，又一個中秋要到了!本周日，農(nóng)歷的八月十五，我國的傳統(tǒng)節(jié)日中秋節(jié)。中秋節(jié)，處在一年秋季的中期，所以稱為“中秋”，它僅僅次于春節(jié)，是我國的第二大傳統(tǒng)節(jié)日。中秋的月最圓，中秋的月最明，中秋的月最美，所以又被稱為“團(tuán)圓節(jié)”。金桂飄香，花好月圓，

22、在這美好的節(jié)日里，人們賞月、吃月餅、走親訪友無論什么形式，都寄托著人們對生活的無限熱愛和對美好生活的向往。中秋是中華瑰寶之一，有著深厚的文化底蘊(yùn)。中國人特別講究親情，特別珍視團(tuán)圓，中秋節(jié)尤為甚。中秋，是一個飄溢親情的節(jié)日;中秋，是一個彌漫團(tuán)圓的時節(jié)。這個時節(jié)，感受親情、釋放親情、增進(jìn)親情;這個時節(jié)，盼望團(tuán)圓、追求團(tuán)圓、享受團(tuán)圓這些，都已成為人們生活的主旋律。同學(xué)們，一定能背誦出許多關(guān)于中秋的千古佳句，比如“舉頭望明月，低頭思故鄉(xiāng)”、“但愿人長久，千里共嬋娟”、“海上生明月，天涯共此時”這些佳句之所以能穿透歷史的時空流傳至今，不正是因為我們?nèi)祟愑兄墓餐拍顔帷Ｖ星镒蠲朗怯H情。一家人團(tuán)聚在一起，

23、講不完的話，敘不完的情，訴說著人們同一個心聲：親情是黑暗中的燈塔，是荒漠中的甘泉，是雨后的彩虹中秋最美是思念。月亮最美，美不過思念;月亮最高，高不過想念。中秋圓月會把我們的目光和思念傳遞給我們想念的人和我們牽掛的人，祝他們沒有憂愁，永遠(yuǎn)幸福，沒有煩惱，永遠(yuǎn)快樂! 一、活動主題：游名校、賞名花，促交流，增感情二、活動背景：又到了陽春三月，陽光明媚，微風(fēng)吹拂，正是踏青春游的好時節(jié)。借春天萬物復(fù)蘇之際，我們?nèi)嗑奂谝黄穑舜硕嘁稽c(diǎn)接觸，多一點(diǎn)溝通，共話美好未來，與此同時，也可以緩解一下緊張的學(xué)習(xí)壓力。 相信在這次春游活動中，我們也能更親近的接觸自然，感悟自然，同時吸收萬物之靈氣的同時感受名校的人文

24、氣息。三、活動目的：1. 豐富同學(xué)們的校園生活，陶冶情操。2. 領(lǐng)略優(yōu)美自然風(fēng)光，促進(jìn)全班同學(xué)的交流，營造和諧融洽的集體氛圍。 3. 為全體同學(xué)營造一種輕松自由的氣氛，又可以加強(qiáng)同學(xué)們的團(tuán)隊意識。 4. 有效的利用活動的過程及其形式，讓大家感受到我們班級的發(fā)展和進(jìn)步。四、活動時間：XX年3月27日星期四五、活動參與對象：房產(chǎn)Q1141全體及“家屬”六、活動地點(diǎn)：武漢市華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)七、活動流程策劃：1、27日8點(diǎn)在校訓(xùn)時集合，乘車2、9點(diǎn)前往華農(nóng)油菜基地、果園，賞花攝影3、10點(diǎn)30，回農(nóng)家樂開始做飯，進(jìn)行“我是廚王”大比拼4、1點(diǎn)30，收拾食品殘物，開始集體活動5、4點(diǎn)，乘車返校八、職能分工及責(zé)任定崗1、調(diào)研組：負(fù)責(zé)前期的選址、策劃的撰寫、實(shí)地考察、交通工具的聯(lián)系和檢驗   組長：金雄   成員：吳開慧2、安全保衛(wèi)組：負(fù)責(zé)登記參加春游的人數(shù)，乘車前的人數(shù)的登記，集體活動時同學(xué)的請假的審批，安全知識的培訓(xùn)與教育，午餐制作的人員分組   組長：徐楊超  成員：王沖3、食材采購組：根據(jù)春游的人數(shù)和預(yù)算費(fèi)用合理購買食材   組長：胡晴瑩  成員：何曉藝4、活動組織組：在車上、賞花期間、主要是做飯完后的集體活動期間的活動的