铁碳微电解+Fenton试剂法处理磺胺嘧啶药厂废水的研究

摘要

中国的水体污染主要是由工业废水、农药、生活污水以及各种固、气体等废弃物排放所造成的。其中有一种高浓度难降解废水组成复杂,污染物浓度高,难生物降解物质含量较多,毒性大,水质、水量不稳定等特点,为了寻求高效、低耗的处理技术,选取铁碳微电解+Fenton试剂组合工艺进行研究。铁碳微电解法是基于电化学中的原电池原理对废水进行处理的,具有对有机物处理效果好、成本低廉、操作简便、高效低耗等特点,Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合而得到的一种超强氧化剂,具有反应迅速、反应条件温和、无二次污染等特点。而且采用铁碳微电解处理后出水中含有一定量的Fe2+,为后续的Fenton试剂节省了原料。
　　 本论文取以重庆市某磺胺嘧啶制药厂制药废水为研究对象,以开发高效、低耗的制药废水处理技术为目标,提高出水可生化性,采用铁碳微电解法+Fenton试剂法作为处理该制药废水的预处理工艺。通过查阅国内外相关文献确定影响处理工艺的影响因素,然后进行试验确定最佳工艺参数,最后对预处理出水中磺胺嘧啶进行厌氧污泥毒性进行研究,通过以上研究,以期获得更多药厂废水处理的理论意义,并且为工程运行参数提供参考。结论如下:
　　 (1)磺胺嘧啶药厂废水先采用铁碳微电解工艺处理,影响因素有Fe/C比,进水pH,曝气及反应时间,Fe/C分别选取1:1,2:1,3:1,3:2,6:1,进水pH选取2,3,4,5,6,选择曝气与不曝气反应,每半小时取水样分析,经测定,当Fe/C为3:2,pH=2,曝气反应2h,出水COD=3717.6mg/L,COD去除率=37.93％；
　　 (2)铁碳微电解出水继续采用Fenton试剂法处理,[H2O2]/[Fe2+]为20:1,pH=4,反应1h,出水COD=3732mg/L,总COD去除率=65.5％,BOD=1543.6mg/L,B/C=0.41>0.3,可生化性良好；
　　 (3)单独使用铁碳微电解处理后出水BOD=1647.84mg/L,COD=3717.6mg/L,B/C=0.25,单独使用Fenton试剂法出水BOD=2015.6mg/L,COD=8948.5mg/L,B/C=0.23<0.3,可见,采用铁碳微电解+Fenton试剂法组合工艺的出水B/C=0.41,可生化性良好,采用铁碳微电解+Fenton试剂法处理磺胺嘧啶药厂废水后,出水可以直接进入生化反应阶段；
　　 (4)磺胺嘧啶药厂废水经过铁碳微电解+Fenton试剂法组合工艺处理后,出水COD=3732mg/L,B/C=0.25,可生化性良好,但是由于出水中含有的磺胺嘧啶是一种强抗菌药物,直接进入生化反应器会抑制污泥中微生物的生长,需要对其毒性进行研究；
　　 (5)通过对组合工艺出水的毒性研究,发现当进水磺胺嘧啶浓度在16.0mg/L以上,会抑制污泥中产甲烷菌的生长,造成系统崩溃,建议在生物反应之前对进水进行稀释,使磺胺嘧啶浓度在16.0mg/L以下,确保生化反应顺利进行；
　　 (6)磺胺嘧啶对厌氧污泥中产甲烷菌的抑制是致死的,通过毒性恢复试验,发现磺胺嘧啶对活性污泥的抑制作用是几乎不可逆的。当磺胺嘧啶达到16.0mg/L时,厌氧污泥中产甲烷菌数目致死量在一半以上,活性恢复困难。