维生素C废水深度处理的脱色工艺与机理的研究

摘要

维生素C废水色度高、成分复杂,含有大量的难降解有机物质,生化难度较大。目前,国内外对该废水的处理主要是以厌氧一好氧相结合的生物法为主,经生化处理后,出水色度已经得到了很大程度的去除,但仍呈现棕黄色,一般能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。随着国家对环境保护力度的加大,2008年颁布的《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)对色度便提出了更高的要求。因此,对维生素C废水进行深度脱色处理的课题研究是十分必要的。
　　 本课题以河北某维生素C生产企业污水处理的二沉池出水为研究对象,对其进行深度脱色工艺和机理的研究。通过单因素实验和工程的实际特点得出各工艺单元的最佳脱色工艺参数,并通过对相同处理单元(预处理单元、生物处理单元)的不同工艺进行比较,得出最佳脱色组合工艺,同时利用紫外和红外光谱对废水色度的发色机理进行初步探讨。
　　 通过对维生素C废水进行深度处理研究,得出以下几点主要结论:
　　 (1)确定了各工艺单元的最佳脱色工艺参数,通过比较,得出了废水最佳的脱色组合工艺。
　　 (2)维生素C生产废水经优化后的最佳脱色组合工艺处理后,出水TOC从96.0～148.0mg/L降低至16.2～23.3mg/L,平均TOC去除率可达84.1%:出水色度从250～380倍降低至19～30倍,平均色度去除率为91.7%,出水水质满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)中的排放标准。在此脱色组合工艺中,催化臭氧氧化反应器废水TOC平均去除率为38.3%,色度平均去除率为50.1%;一体化反应器废水TOC平均去除率为32.0%,色度平均去除率为35.1%;消毒池反应器废水TOC平均去除率为59.7%,色度平均去除率为79.2%,其中臭氧对废水色度去除效果的贡献值最大。
　　 (3)通过紫外-可见光谱分析可以看出:废水中可能存在发色官能团羧基和含有双键的共轭体系,经过最佳脱色工艺处理后,出水在可见光区和紫外光区的吸光度明显降低,同时废水色度也得到了很大的去除,表明废水中难降解的有机物是色度的主要贡献者。通过红外光谱分析可以看出:废水色度可能是由含有C=O发色基团的共轭双键体系和R-O-C助色团的有机物质引起的,废水经催化氧化工艺处理后,C=O=O共轭体系的双键被彻底分解,而后经过一体化反应器处理后,含有C=O的有机物被部分分解去除,最后经过消毒池处理后,含有C=O的有机物被基本彻底分解去除,转化成无色或颜色较浅的物质,从而取得了很好的废水脱色效果。