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1、-范文最新推荐- 高浓度制药废水氧化降解处理工艺的研究+答辩PPT 摘要:本实验采用Fenton法和光催化氧化法处理高浓度制药废水，研究了各因素对其处理效果的影响。在Fenton氧化法中，采用用单因子分析法，FeSO4•7H2O的投加量、H2O2/Fe2+投加配比、初始pH值、反应时间的影响。结果表明，Fenton试剂法中， FeSO4•7H2O的投加量为2.5g/200mL、 H2O2/Fe2+投加配比为8:1、ph值为6、反应时间为120min时为最佳条件，CODcr去除率达77.7%、BOD5去除率为65.0%、B/C比值由0.195提高到0.305。在TiO2光催化
2、氧化中，也采用单因子分析法，TiO2（纳米级）投加量、初始pH值、反应时间的影响。结果表明0.01g/200mL、反应时间30min、pH值为6时为最佳条件，CODcr去除率为44.1%、BOD5去除率为35.0%、B/C比值由0.191提高到0.215。通过对比两种方法的实验结果，确定处理该化学制药废水的最佳方案为Fenton氧化法。6779关键词： Fenton氧化法 化学制药废水 TiO2光催化氧化 CODcr去除率 BOD5去除率AbstractIn this study, by Fenton and photocatalytic oxidation treatment of high
3、 concentration pharmaceutical wastewater, examined the factors on the treatment effect. In the Fenton oxidation, using single factor analysis, FeSO4•7H2O dosage, H2O2/Fe2 + dosing ratio, initial pH, reaction time. The results show that, Fenton oxidation method, FeSO4•7H2O dosage of 2.5g/20
4、0mL, H2O2/Fe2 + dosing ratio of 8:1, pH value of 6, when the reaction time was 120min optimal conditions, the removal of CODcr reached 77.7%, the removal of BOD5 was 65.0%, the ratio of B / C was improved from0.195 to 0.305. In the TiO2 photocatalytic oxidation, it is also the single factor analysis
5、, TiO2 (nanometer) dosage, initial pH, reaction time. The results show that 0.01g/200mL, reaction time 20min, pH value of 6 for the optimum condition, CODcr the removal of CODcr was 43.8%, the removal of BOD5 was 35.0%, B/C ratio increased from the 0.191 to 0.214. By comparing the experimental resul
6、ts of two methods to determine the best solution for the chemical and pharmaceutical wastewater treatment that isFenton oxidation. 3.3.6 反应前后电导率、pH值的变化193.3.6处理不同浓度的制药废水203.3.7 小结204 TiO2光催化氧化技术处理化学制药废水224.1TiO2 光催化降解制药废水的机理224.2 实验方法224.3 结果与讨论234.3.1 光照射下催化剂用量的影响234.3.2 光照射下初始pH的影响244.3.3 光照时间的影响2
7、54.3.4 二氧化钛光催化氧化对该化学制药废水可生化性的影响264.3.5 反应前后电导率、pH值的变化274.3.6 小结275 结论286 建议29致谢30参考文献311前 言1.1 选题背景我国制药业在过去几年中规模不断扩大，截止2009 年全国共有医药制造企业6586 家，中国是仅次于美国的世界第二大原料药生产国。其原料药年产量为80万吨，其中青霉素2.8 万吨，占世界总产量的60%，维生素C9.8 万吨，占世界总产量的50%。随着制药行业的不断发展，其对外界环境污染问题逐渐被人们重视，据统计，制药工业占全国工业总产值的1.7%，而污水排放量占2%。制药工业已经成为国家环保规划要重点
8、治理的12 个行业之一。目前，国家已经出台制药工业污染物排放标准，采用强制手段进一步控制行业对环境污染程度，研究适合其污染物处理的技术工艺已经迫在眉睫1。所以，本课题以制药废水中的高浓度化学制药废水为研究对象，探索高浓度化学制药废水氧化降解处理工艺的研究，对环境保护具有重要意义。制药工业按生产工艺过程可分为生物制药和化学制药两大类，生物制药又按生物工程学科范围分为以下四类：发酵工程制药；细胞工程制药；酶工程制药；基因工程制药。化学制药是采用化学方法使有机物或无机物通过化学反应生成的合成物，而生物制药在发酵，提炼等过程有时也采用多级化学反应。近年来，生物和化学相结合生产药物的技术取得突飞猛进的发
9、展，这就是将生物合成的中间产品用化学或生化的手段进行分子结构改造而制成各种药效更好的衍生物，一般称为半合成药物。 1.2.1制药废水处理传统工艺传统的制药废水处理工艺主要有物化处理法、生物处理法及它们的组合工艺。物化法主要是通过物理和化学的综合作用净化废水，主要有混凝法、吸附法、气浮法、电解法和膜分离法等2。混凝法是通过投加化学药剂，使其产生吸附、中和微粒间电荷、压缩扩散双电层而产生的凝聚作用，破坏了废水中胶体的稳定性，使胶体微粒相互聚合、集结，在重力作用下沉淀，并予以分离除去。一般在制药废水中常用的混凝剂有聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酰胺等，该法会产生大量的化学污泥，造成
10、二次污染，出水的pH较低，含盐量高，且对氨氮不具有较高的去除率，通常用于预处理。气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体，粘附废水中的污染物，由于粘附有污染物的微小气泡密度小于水而上浮到水面，从而实现处理废水的目的。该法具有投资少、能耗低、工艺简单、维修方便等优点，但不能有效地去除可溶性有机物。该法常用来处理庆大霉素、土霉素、麦迪霉素等悬浮物含量较高的制药废水。电解法是借助外加电流的作用，产生一系列化学反应，使废水中的有害杂质以转化的形式而被去除。它是通过两级产生的新生态的氧和新生态的氢使废水中污染物得到净化。新生态的氢将处于氧化态的某些色素还原成无色物质，达到较高的脱色效果。废水电解处理包括电
11、极表面电化学作用、间接氧化、间接还原、电浮选和电絮凝等过程，它们分别是以不同作用去除废水中的污染物。膜分离法是个物理过程，有过滤和浓缩的作用，能处理高浓度、生化性差或传统方法难以处理的制药废水，且COD的高低对处理效果影响不大。该法具有操作方便、设备简单、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源等优点，但还存在膜组件价格高和膜污染的问题。 Fenton试剂氧化的优缺点及处理措施优点：反应启动快，反应条件温和。设备简单，能耗小，节约运行费用。Fenton试剂氧化性强，反应过程中可以将污染物彻底无害化，而氧化剂H2O2参加反应后的剩余物可以自行分解，不留残余，同时也是良好的絮凝剂。运行过程稳定可靠，
12、且不需要特别的维护，操作也很简便，只要掌握好投放量及处理周期即可。存在的问题及处理措施：标准Fenton试剂反应，Fe3+返回到Fe2+反应的效率不高，限制了Fenton反应的有效循环，体现出H2O2的利用率不高，有机污染物降解不完全。为解决这一问题，可以将标准Fenton试剂与其他技术想结合，形成改性Fenton法，如光-Fenton法、电-Fenton法、微波-Fenton法等。这些方法降低了铁和过氧化氢的用量，提高了羟基自由基的产率和Fenton 试剂的利用率，同时也大大提高了有机物的矿化程度。但这些方法同时也存在能耗大的问题。一般的fenton法处理废水的最佳pH值大约在3-4，如果p
13、H值远大于4，如果pH值远大于4，就会出现氢氧化物和氧化物的沉淀，而且反应速率也会显著下降。但当pH值小于5时，后续生化法处理中的微生物生长就会受到抑制，因此可以采用EDTA、EGDA、NTA等作为强配体，改变并扩大Fenton试剂的应用范围。Fenton氧化技术的发展趋势尽管国内外Fenton法处理有机废水技术已经有了很大的发展，其中也有部分已经达到工业化应用水平，但作为一种具有应用潜力的高浓度难降解有机废水处理技术还在不断发展中。各类Fenton法在有机废水处理中具有高效性、降解的彻底性等独特优势，其应用前景是及其乐观的。就目前来说，Fenton法的发展趋势是开发Fenton法与现代生物、
14、微波、光、电等现代科学技术相结合的组合工艺，以便降低成本，提高处理效率和普适性。 (4) 电化学氧化法：电化学氧化法是指通过电极反应氧化去除污水中污染物的过程，该法也可分为直接氧化和间接氧化。直接氧化主要依靠水分子在阳极表面上放电产生的羟基自由基的氧化作用，羟基自由基亲电进攻吸附在阳极上的有机物而发生氧化反应去除污染物；间接氧化是指通过溶液中C12/C10的氧化作用去除污染物。电化学氧化法称为处理难生物降解有机废水领域的研究热点，因其具有其它方法难以比拟的优越性，表现为：（1）能量消耗低、效率高。反应条件在较低温度下进行即可，同时可以通过控制反应条件减少副反应等原因引起的能量损失。（2）污染小
15、，处理污染物主要通过电子转移反应，不需要添加任何其它试剂，避免因添加试剂产生的污染。同时反应的选择性高，电解产生的自由基可直接与有机污染物反应，并降解为简单低分子有机物和无机物，二次污染少。（3）操作易于调控，设备简单，费用不高。（4）占地小，可就地处理，适用于面积小、人口多的城市。（5）可取代传统的方法单独使用，也可以作为前处理，与其他方法有效结合，能将难生物降解的有机物转化为可生物降解的物质，提高废水可降解性能。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状1.4 本课题的研究意义有效地处理各类废水对解决我国水问题尤为重要。其中，随着经济的发展所兴起的新型工业如化工、炼焦、医药、农药、造纸、制革等，特别是制药废水是一种高浓度、稳定性强、难生物降解、有三致作用或毒性对人体健康或生念环境构成威胁的有机废水，对这类有毒有机废水采用常规的生物处理工艺不能达到有效的处理，主要是因为原有工艺不能有效维持连续的驯化培养物，废水中含有不稳定的组分，冲击负荷大，有毒有机物在系统中降解
