維生素C生產(chǎn)廢水處理工藝研究.pdf

1、隨著制藥工業(yè)的快速發(fā)展，其生產(chǎn)過(guò)程中排放廢水所引發(fā)的環(huán)境污染日益受到人們的重視。制藥工業(yè)被我國(guó)環(huán)保部門(mén)列為重點(diǎn)治理的12個(gè)行業(yè)之一，其所產(chǎn)廢水具有難生物降解、毒性強(qiáng)、污染物濃度大的特點(diǎn)。2008年，中國(guó)頒布了新的《制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，傳統(tǒng)的生物處理工藝已不能滿(mǎn)足新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。在綜合分析維生素C生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文采用“Fe/C微電解絮凝-ABR/MBR-光催化/MF”組合工藝處理維生素C生產(chǎn)廢水，以實(shí)現(xiàn)廢水的

2、達(dá)標(biāo)排放與回用。
　　針對(duì)稀釋倍數(shù)法測(cè)定工業(yè)廢水色度的不足，提出了基于互補(bǔ)色理論的分光光度法測(cè)定工業(yè)廢水色度的方法。測(cè)定過(guò)程不需要昂貴的色度標(biāo)準(zhǔn)溶液，部分消除了人為因素對(duì)色度測(cè)定結(jié)果的影響，且測(cè)定結(jié)果與稀釋倍數(shù)法一致，測(cè)定結(jié)果具有良好的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性。
　　針對(duì)維生素C生產(chǎn)廢水中高濃度Cl-對(duì)化學(xué)需氧量(COD)測(cè)定結(jié)果的影響，以MnSO4代替Ag2SO4為催化劑，采用密閉快速消解方式，通過(guò)Cl-COD標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)校正法測(cè)定高氯

3、廢水COD，測(cè)定過(guò)程不引入Ag、Hg等重金屬。經(jīng)過(guò)對(duì)維生素C生產(chǎn)廢水COD測(cè)定結(jié)果的驗(yàn)證，該方法與國(guó)標(biāo)方法測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著性差異，可用于高氯低COD工業(yè)廢水COD的快速測(cè)定。
　　采用Fe/C微電解絮凝法對(duì)維生素C生產(chǎn)廢水進(jìn)行預(yù)處理?？疾炝朔磻?yīng)時(shí)間、pH、鐵碳比、曝氣量、固液比等因素對(duì)廢水COD去除率的影響;在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用響應(yīng)面法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，建立了以廢水COD去除率為目標(biāo)的鐵碳微電解工藝條件的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)模型方

4、差分析、模型參數(shù)顯著性檢驗(yàn)和模型直觀分析，確定了反應(yīng)時(shí)間、pH、鐵碳比、曝氣量、固液比等因素對(duì)響應(yīng)目標(biāo)的主效應(yīng)和交互效應(yīng)。根據(jù)所建模型得到了基于響應(yīng)面法的維生素C生產(chǎn)廢水Fe/C微電解的優(yōu)化工藝條件:反應(yīng)時(shí)間96.6min，pH=3.12，固液比0.57，鐵碳比1.27，曝氣量63.18L/h。在此條件下，絮凝前后，廢水COD去除率的預(yù)測(cè)值分別達(dá)34.58％和58.34％。經(jīng)驗(yàn)證絮凝后COD去除率為59.14％，絮凝前COD去除率為33

5、.67％，與預(yù)測(cè)值一致。經(jīng)鐵碳微電解處理后，出水BOD5/COD=0.37，廢水的可生化性有較大提高。絮凝在Fe/C微電解處理維生素C生產(chǎn)廢水中起到了重要作用，絮凝作用的COD去除率占總COD去除率的43.1％。
　　選用陶瓷膜組件，采用ABR-MBR工藝對(duì)微電解預(yù)處理后的出水進(jìn)行生物處理。經(jīng)過(guò)5個(gè)階段，歷時(shí)80d的厭氧污泥培養(yǎng)與馴化，成功啟動(dòng)ABR反應(yīng)器，確定ABR適宜的水力停留時(shí)間(HRT)為24h。經(jīng)過(guò)30d好氧污泥馴化與培

6、養(yǎng)，成功啟動(dòng)MBR反應(yīng)器，HRT對(duì)MBR的COD和氨氮的去除率影響較大，而對(duì)總氮去除率的影響較小，確定MBR適宜的HRT為12h。采用Monod模型對(duì)MBR處理維生素C生產(chǎn)廢水過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，確定了相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù):Y=0.366gVSS/gCOD,Kd=0.0169d-1,Vmax=0.766gCOD/(gVSS·d),Ks=266.09mgCOD/L;動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，MBR適合處理底物濃度較高的維生素C生產(chǎn)廢水。通過(guò)ABR-

7、MBR聯(lián)合實(shí)驗(yàn)，考察了回流比對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果的影響，維生素C生產(chǎn)廢水經(jīng)ABR-MBR工藝處理后，出水COD為84.07mg/L，TN為22.75mg/L，TP為0.89mg/L，滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，出水的色度仍較高，未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行期間未發(fā)生明顯的膜污染現(xiàn)象，跨膜壓差維持在34KPa左右，表明陶瓷膜具有較強(qiáng)的抗污染能力。
　　采用光催化/MF組合工藝深度處理生物處理出水，考察了反應(yīng)時(shí)間、催化劑量、曝氣量、pH值等因素對(duì)處理效果的

8、影響;在一定范圍內(nèi)，色度、COD去除率分別隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)、催化劑用量的增加而增大;曝氣量對(duì)處理效果的影響不大，酸性條件下的處理效果優(yōu)于堿性條件下的處理效果。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間與催化劑用量為主要影響因素，pH與曝氣量對(duì)COD和色度的去除率影響較小。TiO2對(duì)污染物的吸附動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，TiO2對(duì)污染物的吸附符合langmuir吸附等溫式，但吸附容量較小，qmax=16.75mg/g，吸附平衡常數(shù)為KL=0.022，吸附過(guò)程是影