混凝—活性炭吸附—催化氧化法处理制药废水的研究

论文摘要

制药废水具有COD值高且波动性大,可生化性差,毒性大等特点,直接采用生化方法处理制药废水效果欠佳,因而必须对其进行预处理,降低废水对微生物的毒性,提高废水的可生化性,使其适于生化处理。本实验考察了混凝/活性炭吸附/催化氧化法工艺对制药废水的降解效果,比较了几种催化氧化剂处理此类废水的效果,并对降解机理进行了研究,得到了如下结论:1制药废水混凝处理的研究通过混凝沉淀法对制药废水预处理的实验,经过对几种混凝剂进行效果分析和成本分析,选择三氯化铁为混凝剂,所采用的混凝条件为:pH值为8,混合阶段转速为400r/min,混合时间为30s;反应阶段的条件为:反应阶段转速为70r/min,反应时间为15min,1升废水中投放的三氯化铁的质量为0.002kg。经校核后,均符合混合与反应阶段的条件要求。进行混凝处理后,废水中的SS及浊度降低了92%及75%,可以达到污水综合排放标准中的SS标准,COD浓度及硫酸盐浓度分别下降了18%及35%,对后续的处理提供了便利。2制药废水活性炭吸附的研究探讨了影响活性炭吸附的影响因素及降低废水的COD浓度的效果,并得出pH值是活性炭吸附此类废水的一个主要影响因素,在pH为7,每1吨废水200g炭时可以达到最佳处理效果。COD去除率达到31.6%,处理1吨废水的成本约为10元。3制药废水催化氧化法处理的研究试验研究了不同种类的催化剂对经过混凝活性炭吸附处理过的制药废水进行催化氧化处理时的工艺及影响因素.研究了PH值、反应时间、反应温度、氧化剂量等因素对COD的去除率的影响,确定了处理废水的方法及适宜条件。由实验结果、处理效果、成本分析为根据,最终选择铁催化剂为处理此种制药废水的最合适的催化剂,其最佳反应条件为:pH=5,温度:30（℃）,反应时间:1.5h,催化剂用量:2.5g/L(Fe2+/Fe3+质量比为2:3.),双氧水质量比:4.7%,COD下降至1252mg/L,去除率达到91%左右,处理后废水达到国家二级排放要求。根据市场提供的药剂价格,估算出使用铁催化剂双氧水法处理1吨废水所需成本为32元。4总成本核算根据三步试验的分别成本分析,总和相加后估算出总成本为:0.8+10+32=42.8元/吨,低于常规方法处理制药废水的成本。5催化氧化法降解黄原酸钠废水的动力学研究利用催化氧化法对丁基黄原酸钠废水进行氧化处理,对不同条件下的反应进行定量分析,计算出在一定条件下的动力学一级反应的表观速率常数和活化能。确定铁催化剂催化氧化丁基黄原酸钠废水的动力学为一级反应,一阶动力学方程能很好地拟合实验数据,其表现动力学模型为:-（?）=45.1789exp（-25781/RT）[H2O2]0(0.9858C

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 制药废水处理技术现状概述
• 1.1.1 制药废水特点
• 1.1.2 制药废水生化处理技术现状
• 1.1.3 制药废水预处理技术现状
• 1.1.3.1 内（微）电解法
• 1.1.3.2 气浮法
• 1.1.3.3 水解酸化法
• 1.1.3.4 凝聚法
• 1.1.3.5 吸附法
• 1.1.3.6 臭氧氧化法
• 1.1.3.7 生物活性炭法
• 1.2 催化氧化法在废水处理中的应用及研究进展
• 1.2.1 光催化氧化法
• 1.2.2 超临界水氧化法（sWAO）
• 1.2.3 湿式氧化技术
• 1.2.4 高锰酸钾氧化法
• 1.2.5 Fenton试剂催化氧化法
• 1.2.6 复合铁催化试剂催化氧化法
• 1.2.7 氧化铜催化剂氧化法
• 1.2.8 碘化钾催化过氧化氢处理制药废水
• 1.3 实验研究目的与意义
• 2 实验设计思路及分析方法
• 2.1 实验设计思路
• 2.1.1 实验工艺流程
• 2.1.2 实验内容与方法
• 2.2 实验内容和方法
• 2.3 指标的选取及测定方法
• 2.3.1 指标的选取
• 2.3.2 分析测定仪器及方法
• 3 制药废水的混凝及活性炭处理实验
• 3.1 废水的混凝处理
• 3.1.1 混凝的基本原理
• 3.1.1.1 胶体的结构及其脱稳
• 3.1.1.2 混凝的作用机理
• 3.1.1.3 凝聚作用
• 3.1.1.4 絮凝作用
• 3.1.2 混凝条件计算
• 3.1.3 废水的混凝处理
• 3.1.3.1 混凝剂的筛选
• 3.1.3.2 混凝剂最佳pH的确定
• 3.1.3.3 混凝剂投加量的确定
• 3.1.3.4 成本分析
• 3.1.3.5 混凝预处理对废水COD及盐浓度的影响
• 3.1.4 小结
• 3.2 制药废水的活性炭处理
• 3.2.1 活性炭水处理的特点
• 3.2.2 活性炭吸附的基础理论
• 3.2.3 活性炭的吸附速度
• 3.2.4 影响活性炭吸附的因素
• 3.2.5 制药废水的活性炭处理
• 3.2.5.1 活性炭吸附时间与COD的关系
• 3.2.5.2 活性炭使用量与COO的关系
• 3.2.5.3 pH值对活性炭吸附的影响
• 3.2.6 成本分析
• 3.2.7 小结
• 4 催化氧化法治理制药废水降解制药废水试验
• 4.1 铁催化剂与Fenton试剂降解制药废水的实验研究及比较
• 4.1.1 实验及分析方法
• 4.1.2 铁催化剂与Fenton试剂降解制药废水的比较
• 4.2 四种催化氧化法处理制药废水的实验研究
• 4.2.1 催化剂的制备及分析方法
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.2.1 反应时间对COD去除率的影响
• 4.2.2.2 反应温度对COD去除率的影响
• 4.2.2.3 氧化剂量对COD去除率的影响
• 4.2.2.4 pH值对COD去除率的影响
• 4.2.3 小结
• 5 铁催化剂催化氧化丁基黄原酸钠的动力学
• 5.1 模型基本形式
• 5.2 试验数据拟和结果分析
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录