申请日2016.03.26
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明公开了一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法，包括如下步骤：1)废水进入pH调节池，加酸调节废水pH至4.0，进行酸化处理;2)废水进入微波强化铁炭微电解反应器，加入适量铁炭微电解填料，然后搅拌，进行铁炭微电解反应;3)微电解反应结束后，停止搅拌，在同一装置中启动微波催化系统及曝气装置，调整微波功率及曝气量，控制反应时间;4)微波催化结束后废水进入中和反应池，利用碱性溶液调整废水pH至8.0‑9.0，进行中和混凝反应;5)中和混凝完成后静置，上清液排出，即完成废水的预处理。本发明处理的抗生素废水COD去除率可达67.1%，抗生素废水可生化性显著提高。
摘要附图
权利要求书
1.一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)酸化处理：废水首先进入pH调节池，加酸调节废水pH至4.0，进行酸化处理;
2)微电解反应：废水进入微波强化铁炭微电解反应器，反应器中加入适量铁炭微电解填料，然后搅拌，进行铁炭微电解反应，控制反应时间;
3)微波催化：微电解反应结束后，停止搅拌，在同一装置中启动微波催化系统及曝气装置，调整微波功率及曝气量，控制微波辐射时间;
4)中和反应：微波催化结束后废水进入中和反应池，利用碱性溶液调整废水pH至8.0-9.0，进行中和混凝反应;
5)沉淀：中和混凝完成后静置，上清液排出，即完成废水的预处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述酸化处理是以用体积分数为10%的硫酸溶液进行废水的pH调整，酸化时间为10～30min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述微电解填料的粒径为20mm～25mm，微电解填料和废水的用量关系为每升废水添加400g微电解填料，微电解反应时间控制为80min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述微波催化反应微波辐射功率为600W，微波辐射时间为4min，曝气量为2.5L/min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述中和混凝反应是用质量分数为10%的NaOH溶液将pH调至8.0-9.0，反应时间30min。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，所述静置沉淀时间为30min。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁炭微电解填料是由以下重量百分比的原料组成：铁屑30～40%，活性炭粉30～40%，粘土20～40%，羧甲基纤维素钠0.2～0.6%，高岭土1.0～1.5%。
说明书
一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，更具体的涉及一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法。
背景技术
抗生素制药废水含有大量难降解有机物，还有一部分有毒有害物质，其中主要为多环芳烃类。铁碳微电解法以铁屑和碳构成原电池，不但可以去除部分难降解有机物质，还可改变其结构和形态，提高废水可生化性。铁炭微电解工艺可以用于降解这些多环芳烃类物质，将它分解为容易被微生物所利用和吸收的有机物。另外，由于利用焦炭、废铁屑等为原料，该技术的电力消耗量小，具有“以废治废”的实际意义。
张乐观等利用铁炭微电解-Fenton试剂法工艺处理土霉素废水。研究表明，当原水CODCr为6000mg·L-1、pH值为2.2、铁炭微电解反应时间为80min时，铁炭微电解对原水CODCr的去除率>40%;再在其出水投加220mg·L-1的H2O2(质量分数为30%)进行Fenton反应，常温下反应50min后，原水CODCr的去除率可高达75%。任健等利用铁炭微电解-Fenton-生物联合工艺处理抗生素制药废水;在最佳试验参数条件下，废水的色度、CODCr总的去除率分别为99.93%和99.73%。
马小兰通过用铁碳微电解预处理工艺处理头孢菌素类抗生素制药废水的试验发现，铁碳微电解法对头孢菌素类抗生素制药废水进行处理是可行的，COD去除率可达40-60%，可生化性有显著提高，由原来的B/C=0.012-0.082升高到B/C=0.33左右，可以满足后续奥贝尔氧化沟对进水水质的要求。
赵炯应用铁碳微电解法预处理头孢菌素类抗生素生产废水;其结果表明：铁碳微电解法对有机物的去除能力良好，CODcr去除率高达44.6%，BOD5/CODcr值由0.082升高到0.34，与同类化学氧化法的费用相比，其成本相对低廉。
李再兴等采用微波强化Fenton氧化法对华北制药集团总厂抗生素生产废水二级处理出水进行深度处理取得较好的效果。通过单因素试验确定微波强化Fenton氧化法的最佳反应条件。初始反应pH为3.0～4.0，H2O2投加量5mL/L，nFe2+∶nH H2O2为1∶10及微波功率625W。当抗生素废水二级出水COD为502～516mg/L在最佳反应条件下反应6min时处理后出水COD120mg/L COD去除率达到78.0%以上。
目前报道较多的关于采用铁炭微电解工艺预处理抗生素废水的研究，多是与Fenton工艺联用，但对于研究铁炭微电解-微波组合工艺预处理抗生素制药废水的效果的报道不多，甚至在中国知网上也查找不到应关于应用该组合工艺处理抗生素制药废水的报道。铁炭微电解工艺CODcr去除率不高，运行一段时间后，会出现填料板结等异常状况，使处理效果变差，而Fenton工艺过氧化氢价格高且投加量大，导致处理成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法。
本发明是这样来实现的，一种微波强化铁炭微电解预处理抗生素废水的方法，包括如下步骤：
1)酸化处理：废水首先进入pH调节池，加酸调节废水pH至4.0，进行酸化处理;
2)微电解反应：废水进入微波强化铁炭微电解反应器，反应器中加入适量铁炭微电解填料，然后搅拌，进行铁炭微电解反应，控制反应时间;
3)微波催化：微电解反应结束后，停止搅拌，在同一装置中启动微波催化系统及曝气装置，调整微波功率及曝气量，控制微波辐射时间;
4)中和反应：微波催化结束后废水进入中和反应池，利用碱性溶液调整废水pH至8.0-9.0，进行中和混凝反应;
5)沉淀：中和混凝完成后静置沉淀，上清液排出，即完成废水的预处理。
进一步，所述步骤1)中，所述酸化处理是以用体积分数为10%的硫酸溶液进行废水的pH调整，酸化时间为10～30min。
进一步，所述步骤2)中，所述微电解填料的粒径为20mm～25mm，微电解填料和废水的用量关系为每升废水添加400g微电解填料，微电解反应时间控制为80min。
进一步，所述步骤3)中，所述微波催化反应微波辐射功率为600W，微波辐射时间为4min，曝气量为2.5L/min。
进一步，所述步骤4)中，所述中和混凝反应是用质量分数为10%的NaOH溶液将pH调至8.0-9.0，反应时间30min。
进一步，所述步骤5)中，所述静置沉淀时间为30min。
进一步，所述铁炭微电解填料是由以下重量百分比的原料组成：铁屑30～40%，活性炭粉30～40%，粘土20～40%，羧甲基纤维素钠0.2～0.6%，高岭土1.0～1.5%。
本发明的有益效果如下：
本发明采用铁炭微电解工艺与微波催化技术结合，能够显著提高抗生素废水的预处理效果，经本发明方法处理的抗生素废水COD去除率可达67.1%，抗生素废水可生化性显著提高，B/C比由0.14提高到0.42，可完全满足后续生化处理的要求。
本发明在常规铁炭微电解的基础上，通过选用专用填料，控制铁炭比，控制反应时间，经适当搅拌加强填料搅动，刷去填料表面上附着的钝化膜，降低了结块的可能性，再经微波辐射，铁炭混合物在微波辐射下发生“打火放电”现象，在微波腔内形成非稳态的放电等离子体，微波辐射和等离子体作用提高了铁炭反应能力并促进了活性炭吸附能力的再生。