制藥廢水預(yù)處理試驗(yàn)研究

朱家偉

（凱發(fā)新泉水務(wù)（常熟）有限公司，江蘇 蘇州 215533）

制藥廢水通常具有組成復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多、濃度高、B/C比值低的特點(diǎn)，毒性大，色度深，含鹽量高，特別是生化性很差，且間歇排放，含有難生物降解和有抑制作用的抗生素等毒性物質(zhì)，帶有顏色及異味，屬難處理的工業(yè)廢水。

本研究采用混凝法處理某制藥廠的生產(chǎn)工藝廢水，為研發(fā)簡便、高效的凈化制藥廢水的處理方法,確保污水達(dá)標(biāo)排放探索了一條可選擇的新途徑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 混凝實(shí)驗(yàn)操作方法

在室溫條件下，用100mL的燒杯量取50mL的水樣至小燒杯中，投加混凝劑置于雙向磁力加熱攪拌器上，在不同加藥量、不同pH值和不同反應(yīng)時間下進(jìn)行正交試驗(yàn)，攪拌后過濾取過濾后的清液稀釋進(jìn)行分析測試。在確定處理制藥廢水效果良好的混凝劑品種后，經(jīng)混凝單因素處理，選擇混凝處理制藥廢水的最佳條件。

1.2 試驗(yàn)水質(zhì)

本試驗(yàn)采用泰州某制藥有限公司生產(chǎn)工藝綜合排放廢水，廢水COD值為2780mg·L-1，pH值為4～6。

2 混凝試驗(yàn)結(jié)果

2.1 混凝正交試驗(yàn)

本試驗(yàn)對混凝劑投加量、混凝劑種類、反應(yīng)pH值、攪拌時間4個因素，按照L9（34）正交表進(jìn)行三水平正交試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

由表1中Rj值可知，四因素影響順序依次是混凝劑種類＞混凝劑投加量＞pH值＞攪拌時間。由Ki值可知，最佳投加量：20mg·L-1，攪拌時間：30min，pH值為7，混凝劑種類選：FeSO4是混凝試驗(yàn)的最佳工藝組合。

表1 混凝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Coagulation orthogonal test results

2.2 混凝單因素試驗(yàn)

想達(dá)到最佳的混凝效果，除了選擇合適的混凝劑外，關(guān)鍵在于各種混凝條件的選擇。在影響混凝處理效果的眾多因素中，其中pH值、投加量、攪拌時間等是主要的影響因素。下面分別用上述影響因素中的一個因素作為變量加以試驗(yàn)，以確定FeSO4處理制藥廢水的最佳條件。

2.2.1 FeSO4投加量對混凝效果的影響 在選定混凝劑后，處理效果的好壞直接取決于加藥量。如果加藥量不夠，達(dá)不到最佳效果；如果加藥過量，不但增加處理成本，而且會導(dǎo)致膠粒產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象，降低處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 FeSO4投加量與COD去除率的關(guān)系Fig.1 Relationship of FeSO4amount with COD removal rate

從圖1可以看出，投加量為25mg·L-1時對制藥廢水中的COD去除率最高。當(dāng)投藥量高于25mg·L-1時，對COD的去除率反而呈逐漸下降的趨勢。這是由于投加量太少時混凝劑水解反應(yīng)不充分，不能夠充分降低電位，隨著投藥量的增加，消除膠粒電位小于范德華引力以至失去穩(wěn)定性，去除率隨著投加量增加而增大，當(dāng)投藥量過多時，去除率反而下降，水中的膠粒又會重新獲得穩(wěn)定。另外，由于混凝劑投加量的增加，會增加處理廢水的藥劑成本，增加工程運(yùn)行費(fèi)用，所以根據(jù)試驗(yàn)最佳投藥量可取25mg·L-1。

2.2.2 pH值對混凝效果的影響 每種試劑都有其適宜的pH值范圍。因?yàn)榛炷齽┧夂螽a(chǎn)生使膠體和懸浮物沉淀的物質(zhì)，而pH值直接影響混凝劑的水解平衡及水解產(chǎn)物的存在形態(tài)。所以必須確定試劑處理廢水的最佳pH值范圍，使試劑處于水解平衡的最佳范圍內(nèi)，試劑才能發(fā)揮最大作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 pH值與COD去除率的關(guān)系Fig.2 Relationship of pH value with COD removal rate

由圖2可知，當(dāng)pH值范圍在6時，試劑對制藥廢水中COD的去除效果好，且絮體沉降速度快，COD去除率達(dá)90%以上。

2.2.3 攪拌時間對混凝效果的影響 化學(xué)法對制藥廢水處理的效果，關(guān)鍵在于保證水中膠粒始終保持較高的碰撞次數(shù)以求得較大的凝聚速度，故攪拌是影響處理效果的一個非常重要的因素。

選擇合適的攪拌時間，才能保證試劑與廢水中溶解性有機(jī)物充分接觸，發(fā)生凝聚作用，也才能保證試劑與廢水充分反應(yīng)后產(chǎn)生的絮體不被破壞，從而達(dá)到凈化廢水的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 攪拌時間與COD去除率的關(guān)系Fig.3 Stirring time with COD removal rate

攪拌的目的是為了使混凝劑迅速擴(kuò)散于制藥廢水中,使處理的效率提高。由圖3可見,隨著攪拌時間的增加,COD的去除率明顯增大,故攪拌時間選為在該攪速下，攪拌35min為最佳攪拌時間。

3 結(jié)論

（1）本試驗(yàn)用FeSO4去除制藥廢水中污染物，COD的去除率最高可達(dá)到90%以上，相對常規(guī)試劑硫酸鋁及PAC對制藥廢水的處理效果更好。

（2）利用FeSO4處理制藥廢水的最佳工藝參數(shù)為：pH值控制在6左右，投加混凝劑25mg·L-1，攪拌時間為35min。

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