❶ 废水处理工艺-芬顿详解
芬顿氧化法可作为废水生化处理前的预处理工艺，也可作为废水生化处理后的深度处理工艺。该方法主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、煤化工业废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水，以及对工业园区集中废水处理厂等废水的处理。
芬顿反应原理
1893年，化学家Fenton发现，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酷类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强而没有太被重视。
进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学领域中找到了它应有的位置。芬顿试剂具有去除难降解有机污染物的功能，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中得到了广泛应用。当年，芬顿发现该试剂时，并不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了何种氧化剂，只知道该氧化剂具有很强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则氧化性不会有如此强。因此，人们采用了一个领域内较广泛使用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应：
Fe2+ + H2O2 → Fe3++ OH· +OH
芬顿氧化法是在酸性条件下，其H2O2在Fe2＋存在下生成强氧化能力的羟基自由基OH·，并引发更多其他活性氧，以实现对有机物的降解，其氧化过程为链式反应。其中以OH产生作为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点，各活性氧被消耗，反应链终止。其反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其转化为CO2 和H20等无机物，从而使Fenton 氧化法成为重要的高级氧化技术之一。
芬顿塔结构图
进水水质要求
01，芬顿氧化法进水应符合以下条件
（1）在酸性条件下易产生有毒有害气体的污染物（如硫离子、氰根离子等）不应进入芬顿氧化工艺单元；
（2）进水中悬浮物含量宜＜200mg/ L；
（3）应控制进水中 Cl-、H2PO3-、HC03-、油类和其他影响芬顿氧化反应的无机离子或污染物浓度，其限制浓度应根据试验结果确定。
02，芬顿氧化法进水不符合条件时
应根据进水水质采取相应的预处理措施：
（1）芬顿氧化法用于生化处理预处理时，可设置粗、细格栅、沉砂池、沉淀池或混凝沉淀池，去除漂浮物、砂砾和悬浮物等易去除污染物；芬顿氧化法用于废水深度处理时，宜设置混凝沉淀或过滤工序进行预处理；
（2）进水中溶解性磷酸盐浓度过高时，宜投加熟石灰，通过混凝沉淀去除部分溶解性磷酸盐；
（3）进水中含油类时，宜设置隔油池除油；
（4）进水中含硫离子时，应采取化学沉淀或化学氧化法去除；进水中含氰离子时，应采取化学氧化法去除；
（5）进水中含有其他影响芬顿氧化反应的物质时，应根据水质采取相应的去除措施，以消除对芬顿氧化反应的影响。芬顿氧化法用于生化处理的预处理时，若进水水质水量变化较大，芬顿氧化工艺前应设置调节池。芬顿的影响因素
温度
温度是芬顿反应的重要影响因素之一。一般化学反应随着温度的升高会加快反应速度，芬顿反应也不例外，温度升高会加快OH·的生成速度，有助于OH·与有机物反应，提高氧化效果和COD的去除率。但对于芬顿试剂这样复杂的反应体系来说，温度升高不仅会加速正反应的进行，也加速副反应，同时会加速H2O2的分解，而分解得到的02和H20，不利于OH·的生成。不同种类工业废水中的芬顿反应，其适合的温度，也存在一定差异。处理聚丙烯酰胺水溶液时，温度应控制在30℃至50℃；洗胶废水处理时温度为85℃；处理三氯（苯）酚时，当温度低于60℃时， 有助于反应的进行，当高于60℃时，则不利于反应。
pH值
一般来说，芬顿试剂是在酸性条件下发生反应的，在中性和碱性的环境中，Fe2＋不能催化氧化H202 产生OH·，而且会产生氢氧化铁沉淀，从而失去催化能力；当溶液中的H＋浓度过高，Fe3＋不能顺利的被还原为Fe2+ ，催化反应受阻。多项研究结果表明芬顿试剂在酸性条件下，特别是pH在3—5 时氧化能力很强，此时有机物降解速率快，能够在短短几分钟内降解，有机物的反应速率常数正比于Fe2＋和过氧化氢的初始浓度。因此，在工程上采用芬顿工艺时，建议将废水调节到2—4，理论上pH值在3—5时为最佳。
有机物
对不同种类的废水，芬顿试剂的投加量、氧化效果是不同的。因为不同类型的废水中，其有机物的种类是不同的。对于醇类（甘油）及糖类等碳水化合物，在羟基自由基作用下，分子发生脱氢反应，然后产生C-C键的断链；对于大分子的糖类，羟基自由基使糖分子链中的糖苷键发生断裂，降解生成小分子物质；对于水溶性的高分子及乙烯化合物，羟基自由基使得C-C键断裂；并且羟基自由基可以使得芳香族化合物开环，形成脂肪类化合物，从而消除降低该种类废水的生物毒性，改善其可生化性。
针对染料类，羟基自由基可以打开染料中官能团的不饱和键，使染料氧化分解，达到脱色和降低COD的目的。用芬顿试剂降解壳聚糖的实验表明，当介质pH值在3—5时，聚糖、H202及催化剂的摩尔比在240：1—2 或24：1—2时，芬顿反应可以使壳聚糖分子链中的糖苷键发生断裂，从而生成小分子的产物。
过氧化氢与催化剂投加量
芬顿工艺在处理废水时需要判断药剂投加量及经济性。H202的投加量大，废水COD 的去除率会有所提高，但是当H202投加量增加到一定程度后，COD的去除率会慢慢下降。因为在芬顿反应中，H202投加量增加，OH·的产量就会随之增加，而COD的去除率会相应降低。但是当H2O2的浓度过高时，双氧水会发生分解，并不产生羟基自由基。
催化剂的投加量也有与双氧水投加量相同的情况。一般情况下，增加Fe2＋的用量，废水COD的去除率会增大，当Fe2＋增加到一定程度后，COD的去除率开始下降。这是因为当Fe2＋浓度较低时，随着Fe2＋浓度升高，H202 产生的OH·会增加；但当Fe2+的浓度过高时，也会导致H2O2发生无效分解，释放出02。
❷ 对含有硝基苯和苯酚的工业废水，可采用哪些方法处理
抄污水处理中苯酚的去除方法袭：加NaOH溶液，分液+NaOH生成苯酚钠。
此外沸石也能去除苯酚。沸石是一种天然廉价的多孔矿物质，表面粗糙、比表面积大，吸附性能较强，改性后沸石吸附苯酚的效果确定了合适的改性方法，在具体的pH值条件下，沸石能够对低浓度的含酚水有良好的吸附效果。
苯酚（Phenol，C6H5OH）是一种具有特殊气味的无色针状晶体，有毒，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理，皮肤杀菌、止痒及中耳炎。
❸ 制药废水处理工艺及管理流程
制药废水处理技术研究
制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。
1 制药废水的处理方法
制药废水的处理方法可归纳为以下几种：物化处理、化学处理 、生化处理 以及多种方法的组合处理等，各种处理方法具有各自的优势及不足。
1.1 物化处理
根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。
1.1.1 混凝法
该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂。近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。刘明华等以其研制的一种高效复合型絮凝剂F-1处理急支糖浆生产废水，在 pH为6.5， 絮凝剂用量为300 mg/L时，废液的COD、SS和色度的去除率分别达到69.7%、96.4%和87.5%，其性能明显优于PAC(粉末活性炭)、聚丙烯酰胺(PAM)等单一絮凝剂。
1.1.2 气浮法
气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。新昌制药厂采用CAF涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在25%左右。
1.1.3 吸附法
常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附－两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示， 吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。
1.1.4 膜分离法
膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源。朱安娜等采用纳滤膜对洁霉素废水进行分离实验，发现既减少了废水中洁霉素对微生物的抑制作用，又可回收洁霉素。
1.1.5 电解法
该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。李颖采用电解法预处理核黄素上清液，COD、SS和色度的去除率分别达到71％、83％和67％。
1.2 化学处理应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法（fenton试剂、H2O2、O3）、深度氧化技术等。
1.2.1 铁炭法
工业运行表明，以Fe-C作为制药废水的预处理步骤，其出水的可生化性可大大提高。楼茂兴等[9]采用铁炭—微电解—厌氧—好氧—气浮联合处理工艺处理甲红霉素、盐酸环丙沙星等医药中间体生产废水，铁炭法处理后COD去除率达20%，最终出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。
1.2.2 Fenton试剂处理法
亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42-）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。程沧沧等[10]以TiO2为催化剂，9 W低压汞灯为光源，用Fenton试剂对制药废水进行处理，取得了脱色率100%，COD去除率92.3%的效果，且硝基苯类化合物从8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
1.2.3采用该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。如Balcioglu等对3种抗生素废水进行臭氧氧化处理，结果显示，经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75％以上。
1.2.4 氧化技术
又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多的关注。肖广全等[13]用超声波－好氧生物接触法处理制药废水，在超声波处理60 s，功率200 w的情况下，废水的COD总去除率达96％。
1.3 生化处理
生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧－厌氧等组合方法。
1.3.1 好氧生物处理
由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法（CASS法）等。
（1）深井曝气法
深井曝气是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。东北制药总厂的高浓度有机废水经深井曝气池生化处理后，COD去除率达92.7%，可见用其处理效率是很高的，而且对下一步的治理极其有利，对工艺治理的出水达标起着决定性作用。
（2）AB法
AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。杨俊仕等采用水解酸化－AB生物法工艺处理抗生素废水，工艺流程短，节能，处理费用也低于同种废水的化学絮凝－生物法处理方法。
（3）生物接触氧化法
该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序，采用接触氧化法处理制药废水。哈尔滨北方制药厂采用水解酸化－两段生物接触氧化工艺处理制药废水，运行结果表明，该工艺处理效果稳定、工艺组合合理。随着该工艺技术的逐渐成熟，应用领域也更加广泛。
（4）SBR法
SBR法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适合处理水量水质波动大的废水。王忠用SBR工艺处理制药废水的试验表明：曝气时间对该工艺的处理效果有很大影响；设置缺氧段，尤其是缺氧与好氧交替重复设计，可明显提高处理效果；反应池中投加PAC的SBR强化处理工艺，可明显提高系统的去除效果。近年来该工艺日趋完善，在制药废水处理中应用也较多，邱丽君等采用水解酸化－SBR法处理生物制药废水，出水水质达到GB8978－1996一级标准。
1.3.2厌氧生物处理
目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理（如好氧生物处理）。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应器（ABR）、水解法等。
（1）UASB法
UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。采用UASB法处理卡那霉素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制药生产废水时，通常要求SS含量不能过高，以保证COD去除率在85%～90%以上。二级串联UASB的COD去除率可达90%以上。
（2）UBF法买文宁等将UASB和UBF进行了对比试验，结果表明，UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强的特征，是实用高效的厌氧生物反应器。
（3）水解酸化法
水解池全称为水解升流式污泥床（HUSB），它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。近年来，水解－好氧工艺在制药废水处理中得到了广泛的应用，如某生物制药厂采用水解酸化－二段式生物接触氧化工艺处理制药废水，运行稳定，有机物去除效果显著，COD、BOD5和SS的去除率分别为90.7％、92.4％和87.6％。
1.3.3 厌氧－好氧及其他组合处理工艺
由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧－好氧、水解酸化－好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛应用。如利民制药厂采用厌氧－好氧工艺处理制药废水，BOD5去除率达98％，COD去除率达95％，处理效果稳定；肖利平等采用微电解－厌氧水解酸化－SBR工艺处理化学合成制药废水，结果表明，整个串联工艺对废水水质、水量的变化具有较强的耐冲击能力，COD去除率可达86%～92%，是处理制药废水的一种理想的工艺选择；胡大锵等在对医药中间体制药废水的处理中采用水解酸化－A/O－催化氧化－接触氧化工艺，当进水COD为12 000 mg/L左右时，出水COD达300 mg/L以下；许玫英等采用生物膜－SBR法处理含生物难降解物的制药废水，COD的去除率能达到87.5％～98.31％，远高于单独的生物膜法和SBR法的处理效果。
此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。白晓慧等采用厌氧－膜生物反应器工艺处理COD为25 000 mg/L的医药中间体酰氯废水，选用杭州化滤膜工程公司生产的ZKM-W0.5T型膜组件，系统对COD的去除率均保持在90％以上；Livinggston等利用专性细菌降解特定有机物的能力，首次采用了萃取膜生物反应器处理含3，4-二氯苯胺的工业废水，HRT为2 h，其去除率达到99％，获得了理想的处理效果。尽管在膜污染方面仍存在问题，但随着膜技术的不断发展，将会使MBR在制药废水处理领域中得到更加广泛的应用。
2 制药废水的处理工艺及选择
制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池，调节水质水量和pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理。
预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行，经济合理。总的工艺路线为预处理－厌氧－好氧－（后处理）组合工艺。如陈明辉等采用水解吸附—接触氧化—过滤组合工艺处理含人工胰岛素等的综合制药废水，处理后出水水质优于GB8978－1996的一级标准。气浮－水解－接触氧化工艺处理化学制药废水、复合微氧水解－复合好氧－砂滤工艺处理抗生素废水、气浮－UBF－CASS工艺处理高浓度中药提取废水等都取得了较好的处理效果。
3 制药废水中有用物质的回收利用
推进制药业清洁生产，提高原料的利用率以及中间产物和副产品的综合回收率，通过改革工艺使污染在生产过程中得到减少或消除。由于某些制药生产工艺的特殊性，其废水中含有大量可回收利用的物质，对这类制药废水的治理，应首先加强物料回收和综合利用。如浙江义乌华义制药有限公司针对其医药中间体废水中含量高达5％～10％的铵盐，采用固定刮板薄膜蒸发、浓缩、结晶、回收质量分数为30％左右的（NH4）2SO4、NH4NO3作肥料或回用，具有明显经济效益；某高科技制药企业用吹脱法处理甲醛含量极高的生产废水，甲醛气体经回收后可配成福尔马林试剂，亦可作为锅炉热源进行焚烧。通过回收甲醛使资源得到可持续利用，并且4～5年内可将该处理站的投资费用收回[33]，实现了环境效益和经济效益的统一。但一般来说，制药废水成分复杂，不易回收，且回收流程复杂，成本较高。因此，先进高效的制药废水综合治理技术是彻底解决污水问题的关键。
4 结语
关于处理制药废水的研究已有不少报道，但由于制药行业原料及工艺的多样性，排放的废水水质千差万别，所以制药废水并没有成熟统一的治理方法，具体选择哪种工艺路线取决于废水的性质。根据该废水的特点，一般应通过预处理以提高废水的可生化性并初步去除污染物，再结合生化处理。目前，开发经济、有效的复合水处理单元是亟待解决的问题。同时，应加强清洁生产的研究，并在处理前期考虑废水是否有回收利用的价值和适当的途径，以达到经济效益和环境效益的统一。
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❺ 什么是Fenton反应
芬顿反应是一种无机化学反应，其特点在于过氧化氢与二价铁离子的共同作用。这一反应在氧化多种有机化合物，如羧酸、醇、酯类等方面表现出强大的能力，能够将这些物质转化为无机物质，从而有效降解污染物。在废水处理领域，芬顿反应因其高效性而得到广泛应用。
芬顿反应的工作原理是生成活性氧自由基，特别是羟基自由基（·OH），这些自由基能够直接攻击有机污染物并将其氧化分解。这一反应速度快，对于那些常规方法难以降解的有机污染物特别有效，因此在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水以及二苯胺废水等处理中发挥着关键作用。
例如，在印染废水处理中，芬顿反应能够彻底氧化有机染料，净化废水。在处理含油废水时，它能够将油性污染物转化为无害化合物。对于含有酚类的废水，芬顿反应也能高效去除。在焦化废水、硝基苯废水和二苯胺废水的处理中，芬顿反应同样发挥着重要作用。
总的来说，芬顿反应是一种环保且高效的废水处理技术，对于处理各种难降解有机污染物具有显著效果。它不仅有助于保障水资源的可持续利用，也对环境保护产生了积极影响。