鐵碳微電解法在醫(yī)藥化工廢水處理中的應用

鐵碳微電解法在醫(yī)藥化工廢水處理中的應用【內容摘要】在諸多處理醫(yī)藥和化工等較難降解的廢水處理技術中，鐵碳微電解法是較為先進的方法之一。本文就圍繞鐵碳微電解廢水處理技術展開闡述，首先介紹鐵碳微電解法處理廢水的相關工作原理，然后針對其在醫(yī)藥化工廢水中的應用，從醫(yī)藥化工廢水的類型和特點、鐵碳微電解法的工藝流程及其重要技術參數(shù)、以及鐵碳微電解法處理醫(yī)藥化工廢水的效果三方面進行具體論述，以供參考。鐘翠蘭【本文關鍵詞語】鐵碳微電解法；醫(yī)藥化工廢水；應用一、引言鐵碳微電解法因其具有工藝簡單、處理效果良好等特點，被廣泛地應用于各種廢水處理中。尤其是對于難以降解的醫(yī)藥化工廢水，鐵碳微電解法具有明顯的“以廢治廢〞的優(yōu)勢，這些難降解的廢水經(jīng)過鐵碳微電解后B/C大大提升，有利于提升后續(xù)生物的處理效果，因而在醫(yī)藥化工廢水處理中日益遭到看重。而對該技術在各種廢水處理中的應用課題也日益遭到各方關注，本文將以醫(yī)藥化工廢水為例，討論鐵碳微電解法在廢水處理中的應用狀態(tài)。二、鐵碳微電解法處理廢水的工作原理鐵碳微電解法，又被稱為內電解法，是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝，鐵碳微電解法集氧化復原、絮凝吸附、催化氧化、絡合以及電沉積、共沉淀等作用于一體。作為一種生化處理前預處理技術，鐵碳微電解技術不僅僅能大大的降低有機物濃度，同時能去除或降低廢水毒性，提升廢水的可生化性。鐵碳微電解工藝中電解材料的重要成分是鐵和碳，把鐵屑和碳顆粒等材料浸泡在酸性廢水中，由于鐵和碳之間存在電極電位差，廢水中會構成無數(shù)個微原電池。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發(fā)生電化學反應。其反應經(jīng)過如下：陽極〔Fe〕：Fe-2e→Fe2+，E0〔Fe2+/Fe〕=-0.44V。陰極〔C〕：2H++2e→H2↑，E0〔H+/H2〕=0.00V。電極反應生成的產(chǎn)品具有很高的活性，產(chǎn)生的新生態(tài)氫能夠跟廢水中多種組分發(fā)生氧化復原反應，使有機物斷鏈，有機官能團發(fā)生變化，很多難降解和有毒的物質都能夠被有效的降解，為后續(xù)生化處理提供了有利條件；另外，在電池反應的產(chǎn)品中，F(xiàn)e2+也能和一些無機物發(fā)生反應生成沉淀物而使之去除，鐵碳微電解法以此到達去除水中污染物質的目的。三、鐵碳微電解法在醫(yī)藥化工廢水處理中的應用3.1醫(yī)藥化工廢水的類型和特點。醫(yī)藥化工廢水重要包含醫(yī)藥中間體行業(yè)、醫(yī)藥原料藥合成行業(yè)和醫(yī)藥制劑行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)過中排放的有機廢水，這類廢水中不僅成分復雜，濃度極高，而且含有對生物有毒害作用的物質而且難以降解。隨著我們國家工業(yè)化進程的加快，這類廢水的排放量越來越大，已對我們的生存環(huán)境造成了嚴重的污染，嚴重威脅到人類身體健康。當前用來處理這類廢水的技術有許多種類，比方鐵碳微電解技術、光化學氧化技術、超聲波技術等，其中，鐵碳微電解技術因其工藝流程簡單、處理效果最好等優(yōu)點，在醫(yī)藥化工廢水處理中應用最廣。3.2鐵碳微電解法處理醫(yī)藥化工廢水的工藝流程及技術參數(shù)3.2.1工藝流程及其影響因素。利用鐵碳微電解法處理醫(yī)藥化工廢水，其基本工藝流程如以下圖1所示：圖1鐵碳微電解法處理醫(yī)藥化工廢水的工藝流程從上圖能夠看出，車間廢水經(jīng)機械格柵流入到調節(jié)池，然后經(jīng)水質水量調節(jié)平衡后由耐酸泵壓送入鐵碳微電解設備的底部，鐵碳微電解處理后的廢水從設備頂部流出進入混凝中和反應沉淀池；經(jīng)混凝中和反應沉淀分離后的上清液自流流入清水池，再由泵輸送至氨吹脫塔進行氨吹脫處理，出水自流入中間水池。廢水經(jīng)臭氧反應器處理后流入水解酸化池，進行水解酸化處理后自流流入生物接觸氧化池。在氧化池中設置了彈性填料，使大量微生物附著棲生在填料上，池下部設置曝氣頭。生物接觸氧化池流出的泥水混合物流入沉淀池，進行固液分離后流至A/O池，在A池進行生物挑選和生物吸附，在O池進行完全的生物降解，廢水中的有機污染物在A/O池被進一步去除。O池流出的泥水混合物流入終沉池進行固液分離，終沉池沉降的污泥用泵回流到A池，多余的污泥排至污泥濃縮池，終沉池的出水達標排放。鐵碳微電解工藝在處理醫(yī)藥化工廢水時會遭到許多因素的影響，比方pH值、停留時間、鐵屑粒徑和鐵碳比以及活化時間等，醫(yī)藥化工廢水的最終處理效果怎樣，都將遭到這些因素的影響，會隨著他們的變化而有所改變。3.2.2重要技術參數(shù)。在不同種類的廢水處理中，所選取的參數(shù)是不完全一樣的。在實際工藝應用中，鐵碳微電解一般較為適宜的設計參數(shù)范圍如下：pH值一般設置為3-6.5，當然詳細數(shù)值也應根據(jù)實際廢水性質而改變；停留時間一般從30min到數(shù)小時不定；碳的種類按經(jīng)濟因素考慮應選焦炭為最佳；碳的粒度一般設置為60-80，這樣使單位時間內處理的廢水水量不會太小，不至產(chǎn)生堵塞、結塊等現(xiàn)象。鐵碳比的詳細設計參數(shù)為Fe/C〔體積比〕=1-1.5；鐵碳床的活化時間以20min為最佳。另外，各種詳細的技術參數(shù)見下表1所示：3.3鐵碳微電解法在醫(yī)藥化工廢水處理中的應用效果。當前，鐵碳微電解法已經(jīng)經(jīng)常被應用于醫(yī)藥化工廢水的處理中，由于醫(yī)藥化工廢水的污染物種類較多，而且濃度較高、成分復雜，許多醫(yī)藥化工廢水中還含有大量抗生素，其它廢水處理方法很難對其進行處理，即便處理，其效果也達不到人們的料想期望值。鐵碳微電解法作為一種新的廢水處理技術已被廣泛應用于醫(yī)藥化工廢水處理中，而且經(jīng)過大量的理論證明，這種處理技術在處理醫(yī)藥工業(yè)廢水時獲得了較好的效果。鐵碳微電解法重要就是通過新生態(tài)的Fe2+復原有機物中的氧化性基團、吸附、絮凝以及絡合、電沉積等作用，進而到達去除廢水中有機物的目的。經(jīng)研究表示清楚，對于含有大量硝基苯、氯硝柳胺、草甘磷以及抗生素的醫(yī)藥化工廢水，鐵碳微電解法對廢水中的COD、色度都有較好的去除效果，脫色率能夠高達90個百分點，COD的去除率可以以到達70個百分點左右，而且廢水中的B/C比也有很大提升。另外，對醫(yī)藥工業(yè)廢水進行處理后，預處理的原水PH值得到大幅度提升，由平均1.6提升到平均4.5，很大水平上降低了醫(yī)藥化工廢水的酸度，大大減少了中和劑的使用量。經(jīng)過鐵碳微電解處理后的醫(yī)藥化工廢水基本上能夠到達二級水污染排放標準，大大減少了原醫(yī)藥化工廢水對社會環(huán)境和人體健康的影響，對促進人類環(huán)境良性、和諧發(fā)展。四、鐵碳微電解法存在的不足固然鐵碳微電解法在處理醫(yī)藥化工廢水時，收到了較好的預處理效果，但是該技術還存在一些不足之處，概括起來重要有兩點：其一，長時間使用鐵碳微電解工藝，會在鐵電極上產(chǎn)生有機物而且會沉淀，構成一層鈍化膜，阻礙鐵電極與碳構成穩(wěn)定的原電池，而且鐵碳填料很容易板結，阻礙廢水與填料的有效解除，構成短流，進而降低了廢水的處理效果；其二，由于鐵碳微電解技術需要在強酸性條件下能力進行，因而在處理之前需要將廢水的PH值進行調節(jié)，這個經(jīng)過將會花費較多的成本和時間，而且電解反應設備中的填料也需要隨時補充反應消耗的鐵，這將大大提升了廢水處理的成本。五、結束語通過以上闡述，我們了解到鐵碳微電解法對于處理醫(yī)藥化工廢水具有非常好的處理效果，在實際應用經(jīng)過中，已經(jīng)具體表現(xiàn)出出比較大的優(yōu)勢。但是鐵碳電解法處理技術并不是完美無缺的，還存在很多需要進一步改善和完善的地方。相信只要進一步的探尋求索和研究，鐵碳微電解法定能得到不斷完善和進步，將會愈加廣泛地應用于其它行業(yè)更大規(guī)模的廢水處理中，