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紫外催化氧化處理廢水

發布時間:2023-07-04 09:44:35

㈠ 紫外光催化降解法處理廢水的優點有哪些

紫外線加臭氧處理污水,按照道理來說,這個沒有污染的,但是這個確實不好控制和操作回的,而且答這些只是對一些在此條件下可以分解的生物有效。二氧化鈦在污水領域的應用前景還是可以的,我們實驗室有一個同學做這個。也是利用的TiO2光催化的原理。

㈡ 制葯廢水處理工藝及管理流程

制葯廢水處理技術研究

制葯工業廢水主要包括抗生素生產廢水、合成葯物生產廢水、中成葯生產廢水以及各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水四大類。其廢水的特點是成分復雜、有機物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高,特別是生化性很差,且間歇排放,屬難處理的工業廢水。隨著我國醫葯工業的發展,制葯廢水已逐漸成為重要的污染源之一,如何處理該類廢水是當今環境保護的一個難題。

1 制葯廢水的處理方法

制葯廢水的處理方法可歸納為以下幾種:物化處理、化學處理 、生化處理 以及多種方法的組合處理等,各種處理方法具有各自的優勢及不足。

1.1 物化處理

根據制葯廢水的水質特點,在其處理過程中需要採用物化處理作為生化處理的預處理或後處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。

1.1.1 混凝法

該技術是目前國內外普遍採用的一種水質處理方法,它被廣泛用於制葯廢水預處理及後處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用於中葯廢水等。高效混凝處理的關鍵在於恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展。劉明華等以其研製的一種高效復合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產廢水,在 pH為6.5, 絮凝劑用量為300 mg/L時,廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優於PAC(粉末活性炭)、聚丙烯醯胺(PAM)等單一絮凝劑。

1.1.2 氣浮法

氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制葯廠採用CAF渦凹氣浮裝置對制葯廢水進行預處理,在適當葯劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。

1.1.3 吸附法

常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制葯廠採用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示, 吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,並提高了BOD5/COD值。

1.1.4 膜分離法

膜技術包括反滲透納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。朱安娜等採用納濾膜對潔黴素廢水進行分離實驗,發現既減少了廢水中潔黴素對微生物的抑製作用,又可回收潔黴素。

1.1.5 電解法

該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。李穎採用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。

1.2 化學處理應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。

1.2.1 鐵炭法

工業運行表明,以Fe-C作為制葯廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。樓茂興等[9]採用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫葯中間體生產廢水,鐵炭法處理後COD去除率達20%,最終出水達到國家《污水綜合排放標准》(GB8978—1996)一級標准。

1.2.2 Fenton試劑處理法

亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大加強。程滄滄等[10]以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制葯廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。

1.2.3採用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。如Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。

1.2.4 氧化技術

又稱高級氧化技術,它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果,主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點,尤其適合於不飽合烴的降解,且反應條件也比較溫和,無二次污染,具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波對有機物的處理更直接,對設備的要求更低,作為一種新型的處理方法,正受到越來越多的關注。肖廣全等[13]用超聲波-好氧生物接觸法處理制葯廢水,在超聲波處理60 s,功率200 w的情況下,廢水的COD總去除率達96%。

1.3 生化處理

生化處理技術是目前制葯廢水廣泛採用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。

1.3.1 好氧生物處理

由於制葯廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理後達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。

(1)深井曝氣法

深井曝氣是一種高速活性污泥系統,該法具有氧利用率高、佔地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外,其保溫效果好,處理不受氣候條件影響,可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制葯總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理後,COD去除率達92.7%,可見用其處理效率是很高的,而且對下一步的治理極其有利,對工藝治理的出水達標起著決定性作用。

(2)AB法

AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高於常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高,抗沖擊負荷能力強,對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用,特別適用於處理濃度較高、水質水量變化較大的污水。楊俊仕等採用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水,工藝流程短,節能,處理費用也低於同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。

(3)生物接觸氧化法

該技術集活性污泥和生物膜法的優勢於一體,具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程採用兩段法,目的在於馴化不同階段的優勢菌種,充分發揮不同微生物種群間的協同作用,提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序,採用接觸氧化法處理制葯廢水。哈爾濱北方制葯廠採用水解酸化-兩段生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行結果表明,該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟,應用領域也更加廣泛。

(4)SBR法

SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結構簡單、無需迴流、操作靈活、佔地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點,適合處理水量水質波動大的廢水。王忠用SBR工藝處理制葯廢水的試驗表明:曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段,尤其是缺氧與好氧交替重復設計,可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝,可明顯提高系統的去除效果。近年來該工藝日趨完善,在制葯廢水處理中應用也較多,邱麗君等採用水解酸化-SBR法處理生物制葯廢水,出水水質達到GB8978-1996一級標准。

1.3.2厭氧生物處理

目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高,一般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制葯廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。

(1)UASB法

UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設污泥迴流裝置等優點。採用UASB法處理卡那黴素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制葯生產廢水時,通常要求SS含量不能過高,以保證COD去除率在85%~90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。

(2)UBF法買文寧等將UASB和UBF進行了對比試驗,結果表明,UBF具有反應液傳質和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩定性強的特徵,是實用高效的厭氧生物反應器。

(3)水解酸化法

水解池全稱為水解升流式污泥床(HUSB),它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優點:不需密閉、攪拌,不設三相分離器,降低了造價並利於維護;可將污水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為小分子、易生物降解的有機物,改善原水的可生化性;反應迅速、池子體積小,基建投資少,並能減少污泥量。近年來,水解-好氧工藝在制葯廢水處理中得到了廣泛的應用,如某生物制葯廠採用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行穩定,有機物去除效果顯著,COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。

1.3.3 厭氧-好氧及其他組合處理工藝

由於單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求,而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現出了明顯優於單一處理方法的性能,因而在工程實踐中得到了廣泛應用。如利民制葯廠採用厭氧-好氧工藝處理制葯廢水,BOD5去除率達98%,COD去除率達95%,處理效果穩定;肖利平等採用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成制葯廢水,結果表明,整個串聯工藝對廢水水質、水量的變化具有較強的耐沖擊能力,COD去除率可達86%~92%,是處理制葯廢水的一種理想的工藝選擇;胡大鏘等在對醫葯中間體制葯廢水的處理中採用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝,當進水COD為12 000 mg/L左右時,出水COD達300 mg/L以下;許玫英等採用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的制葯廢水,COD的去除率能達到87.5%~98.31%,遠高於單獨的生物膜法和SBR法的處理效果。

此外,隨著膜技術的不斷發展,膜生物反應器(MBR)在制葯廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜合了膜分離技術和生物處理的特點,具有容積負荷高、抗沖擊能力強、佔地面積小、剩餘污泥量少等優點。白曉慧等採用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫葯中間體醯氯廢水,選用杭州化濾膜工程公司生產的ZKM-W0.5T型膜組件,系統對COD的去除率均保持在90%以上;Livinggston等利用專性細菌降解特定有機物的能力,首次採用了萃取膜生物反應器處理含3,4-二氯苯胺的工業廢水,HRT為2 h,其去除率達到99%,獲得了理想的處理效果。盡管在膜污染方面仍存在問題,但隨著膜技術的不斷發展,將會使MBR在制葯廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。

2 制葯廢水的處理工藝及選擇

制葯廢水的水質特點使得多數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。

預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果。

3 制葯廢水中有用物質的回收利用

推進制葯業清潔生產,提高原料的利用率以及中間產物和副產品的綜合回收率,通過改革工藝使污染在生產過程中得到減少或消除。由於某些制葯生產工藝的特殊性,其廢水中含有大量可回收利用的物質,對這類制葯廢水的治理,應首先加強物料回收和綜合利用。如浙江義烏華義制葯有限公司針對其醫葯中間體廢水中含量高達5%~10%的銨鹽,採用固定刮板薄膜蒸發、濃縮、結晶、回收質量分數為30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明顯經濟效益;某高科技制葯企業用吹脫法處理甲醛含量極高的生產廢水,甲醛氣體經回收後可配成福爾馬林試劑,亦可作為鍋爐熱源進行焚燒。通過回收甲醛使資源得到可持續利用,並且4~5年內可將該處理站的投資費用收回[33],實現了環境效益和經濟效益的統一。但一般來說,制葯廢水成分復雜,不易回收,且回收流程復雜,成本較高。因此,先進高效的制葯廢水綜合治理技術是徹底解決污水問題的關鍵。

4 結語

關於處理制葯廢水的研究已有不少報道,但由於制葯行業原料及工藝的多樣性,排放的廢水水質千差萬別,所以制葯廢水並沒有成熟統一的治理方法,具體選擇哪種工藝路線取決於廢水的性質。根據該廢水的特點,一般應通過預處理以提高廢水的可生化性並初步去除污染物,再結合生化處理。目前,開發經濟、有效的復合水處理單元是亟待解決的問題。同時,應加強清潔生產的研究,並在處理前期考慮廢水是否有回收利用的價值和適當的途徑,以達到經濟效益和環境效益的統一。

㈢ 光催化如何處理污水的

一種用鈣的化合物作為鐵化合物或鋁化合物光催化劑的添加劑的改進的光催化處理廢水的方法。特別是用於廢水中有害物質酚的處理。將一定量的光催化劑(如氧化鐵或氧化鋁)和含鈣化合物添加劑懸浮於廢水中,調節廢水的pH值至鹼性。鼓入空氣,用汞燈光照,它可以在1小時內,使某煉油廠煉油廢鹼水中40ppm一種改進的光催化處理廢水中有害物質的方法,所說的光催化是使用紫外光,可見光或太陽光照射懸浮在廢水中的光催化劑,同時鼓入空氣或/和旋轉溶液,調節廢水的PH至鹼性,所說的有害物質包括有機物,無機物和微生物,例如酚類,各種鹵代有機物,芳香族化合物,含氮,氧有機物,氰化物,含氮、氧無機物,重金屬離子,大腸桿菌等某些細菌,特別是對廢水中酚的化合物,所說的光催化劑是含鐵化合物或含鋁化合物,例如Fe↓〔2〕O↓〔3〕、Fe↓〔3〕O↓〔4〕、FeS,以及磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、Al↓〔2〕O↓〔3〕、分子篩、高嶺土等,本發明的特徵是,在使用鐵化合物或鋁化合物作為光催化劑進行光催化處理廢水中有害物質,特別是酚時,還要有一種添加劑參加,所說的添加劑是一種鈣的化合物,特別是氧化鈣和氫氧化鈣,添加劑的量不低於廢水中COD的量,同時與光催化劑的重量比為0.1:1~4:1。的含酚量降至0。

㈣ 臭氧紫外活性炭處理印染廢水

臭氧紫外活性炭處理來印染廢自水:活性炭被廣泛應用於生活用水、工業用水和廢水的深度凈化及氣相吸附,如石油化工、電廠、食品飲料、製糖制酒、醫葯、養魚等行業水質凈化處理,能有效吸附水中的游離氯、酚、硫和其它有機污染物,特別是致突變物(THM)的前驅物質,達到過濾除雜去異味.還可用於車間尾氣凈化、溶劑過濾、脫色、提純等,氣體脫硫、石油催化重整,氣體分離、變壓吸附、空氣乾燥、食品保鮮、防毒面具、解媒載體,有機溶劑回收;貴重金屬提煉;化學工業中的催化劑及催化劑載體等功能.
對於一些很小的顆粒,活性炭的效果不明顯.可以加入促凝集(如明礬、三氯化鐵)再加入活性炭.

㈤ 光催化氧化法適合哪類廢水處理

在微小的區域內瞬間高溫高壓下產生的氧化劑(如·OH)去除難降解有機物、貴金屬等)存在的條件下,能氧化各種有毒和難降解的有機化合物,主要用於廢水中高濃度的難降解有機物的處理,·OH親電進攻吸附在陽極上的有機物而發生氧化反應去除污染物、02和空氣作為氧化劑、N2和H20等無害物質的方法,這成為了光化學氧化需要克服的問題;間接反應是指臭氧分解產生·OH;UV),這種方式不具有選擇性, 因此,可以把除Fenton法外:一是利用頻率在15kHz~1MHz的聲波。 類Fenton法類 Fenton法就是利用Fenton法的基本原理、氧化能力強光化學氧化法近年來迅速發展,使其在紫外光的照射下產 生·OH,致使有機物降解不夠徹底,這種方式具有較強的選擇性,即利用Fe和H202之間的鏈反應催化生成·OH自由基,且分解生成的中間產物會阻止臭氧的氧化進程,從廣義上講、高壓(0。可見臭氧氧化法用於垃圾滲濾液的處理仍存在很大的局限性。Fenton法處理垃圾滲濾液的影響因素主要為pH。光化學氧化法包括光激發氧化法(如03/。 光化學氧化法由於反應條件溫和。 臭氧氧化法雖然具有較強的脫色和去除有機污染物的能力,一般是進攻具有雙鍵的有機物。電化學氧化對垃圾滲濾液中的COD和NH3一N 都有很好的去除效果,通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有效、03和光電效應等引入反應體系,光化學法處理有機物時會產生多種芳香族有機中間體。 電化學氧化法電化學氧化法是指通過電極反應氧化去除污水中污染物的過程。另外一種是超聲波吹脫。直接氧化主要依靠水分子在陽極表面上放電產生的·OH的氧化作用,以達到去除污染物的目的。超聲波法用於垃圾滲濾液的處理主要有兩個方面; 光催化氧化法則是在反應溶液中加入一定量的半導體催化劑.5~10MPa)和催化劑(氧化物。特別適用於生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水如垃圾滲濾液的氧化處理,缺點是能耗較大;UV)和光催化氧化法(如Ti02/,在光輻射作用下產生·OH,在低劑量和短時間內不能完全礦化污染物,將UV、H202。 催化濕式氧化法催化濕式氧化法(CWAO)是指在高溫(123℃~320℃),類Fenton法的發展潛力更大,通過·OH與有機物進行氧化反應,而·OH自由基具有強氧化性。 光激發氧化法主要以03,將污水中的有機污染物和NH3-N氧化分解成C02。 Fenton氧化法 Fenton法是一種深度氧化技術,該法也可分為直接氧化和間接氧化,但該方法的運行費用較高。 臭氧氧化法臭氧氧化法主要通過直接反應和間接反應兩種途徑得以實現。的氧化作用去除污染物。其中直接反應是指臭氧與有機物直接發生反應,通過H202產生羥基自由基處理有機物的其他所有技術都稱為類Fenton法,兩者都是通過·OH的強氧化作用對有機污染物進行處理;間接氧化是指通過溶液中C12/。作為對Fenton氧化法的改進。 聲化學氧化聲化學氧化中主要是超聲波的利用;C10高級氧化法一般應用在處理廢水,但由於反應條件的限制,對有機物的氧化具有選擇性、H202的投加量和鐵鹽的投加量

㈥ 如何提高紫外線催化臭氧氧化效率

紫外光‑臭氧催化氧化污水處理裝置,其特徵在於,包括抽風機、溶氣泵、版紫外光發生器、權紫外光污水處理罐和臭氧污水處理箱;紫外光發生器包括石英管和紫外燈,紫外燈設置於石英管內,紫外光發生器插設於紫外光污水處理罐,紫外光污水處理罐內壁與石英管之間設置有紫外光氧化催化劑;抽風機與石英管通過輸入氣管連接,石英管還連接有三通的輸出氣管,輸出氣管包括一個輸入端和兩個輸出端,其中一個輸出端連接至臭氧污水處理箱,另一個輸出端連接至溶氣泵;溶氣泵與紫外光污水處理罐通過輸入水管連接,紫外光污水處理罐與臭氧污水處理箱通過中轉水管連通,臭氧污水處理箱還連接有輸出管,臭氧污水處理箱內設置有臭氧氧化催化床,該臭氧氧化催化床置有臭氧氧化催化劑。

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