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抗生素制药废水的光催化处理
摘 要：近年来,我们对于抗生素制药废水的处理仍然使用传统的一些方法,但是经过处理后的检测结果显示仍不符合污水综合排放标准.本文采用光催化处理法对抗生素废水的处理进行了讨论,分别研究了紫外线照射时间、臭氧通入量以及废水的pH值等对COD去除效果的影响.经过试验得出,光催化处理法对于抗生素制药废水的处理效果显著,处理后的废液中有机物含量明显下降,去除率符合《污水综合排放标准》.
关键词：抗生素；光催化处理法；废水处理
随着科学技术的发展和医学技术不断进步,抗生素制药废水的排放十分巨大.对于废水中含有的一些复杂成分,如含氮有机物以及一些带有生物毒性的物质,传统的生物处理方法虽然能够处理掉废水中的有机物,但是很难有效地处理其中的生物毒性物质,处理效率比较低,这样就很难能够达到行业排放标准.利用TiO 2颗粒的固定相光催化处理技术,能够充分将制药废水中的含氮有机物氧化,本文讨论了在各种因素下,对于废水去除率效果的影响,为光催化处理法在今后抗生素制药废水处理的广泛应用提供了宝贵的经验.
一、实验仪器及方法
1.实验方法.首先,需要向实验用的抗生素制药废水中加入絮凝剂进行预处理.絮凝剂为400mg/L的聚合氯化铝,助絮凝剂为15mg/L的聚丙烯酰胺.实验温度为24.5℃下搅拌8min,使废液充分反应沉淀后,取上层清液.最后,利用过滤器过滤孔径大于75μm的杂质,取剩余液体进行以下实验探究.本实验利用COD去除率来体现实验废水的去除效果.
式中：CODo为进水的化学耗氧量；CODt为时间为t min时出水的化学耗氧量
2.实验仪器.实验装置如图1所示.该装置从结构上可以分为三个部分：臭氧发生器、气液混合泵、反应装置.实验中二氧化钛固定于载体玻璃片上（见图1中9）,形成一种固体催化膜,膜面积为0.179m2,灯管为紫外线灯管（见图1中10）,反应容器（见图1中8）的体积为3.5L,臭氧发生器（见图1中3）产生量为3.0g /h.取之前处理过的废水4L倒入废水储箱内（见图1中2）,打开气液混合泵（见图1中5）开关,使废水在反应容器内开始循环.打开臭氧发生器,充入O3,然后调节气液混合泵空气开关,使得流量均衡流入.5min后废液与O3充分混合后打开紫外线灯,实验开始计时.
二、光催化氧化处理的结果及讨论
1.光照时间与废水COD去除率的关系.反应曲线见图2,在其他条件不变的情况下（CODo为370mg/L,废液pH值为7.8,实验温度为25℃,臭氧通入量为32.8mg/min）,考察废水去除率随不同光照时间有何变化.
根据曲线我们可以得到,在其他条件不变的情况下,废水去除率随着光照时间的增大而不断升高.光照时间为3h时,废水去除率为62.5%,COD降低值为231mg/L,并且之后随着灯光不断照射,废水去除率没有之前增长的快.究其原因可能是,一是反应中产生的降解产物吸附在二氧化钛颗粒表面,随着反应的不断进行,降解产物不断增加,吸附量也逐渐增加,使得二氧化钛催化率降低；二是反应过程中有机物分解产生的二氧化碳溶于水,生成了碳酸,中和了废液的碱性环境,使得反应不能正常进行.
2.臭氧通入量与废水COD去除率的关系.反应曲线见图3,在其他条件不变的情况下（CODo为370mg/L,废液pH值为7.8,实验温度为25℃）,不同光照时间下,改变臭氧通入量,废水去除率有何变化.
根据曲线我们可以得到,在其他条件不变且同一时刻下,随着臭氧通入量的增加,废水去除率是升高的.当光照时间为1h时,随臭氧通入量增大,废水去除率增加的很明显,当光照时间为5h时,随臭氧通入量增大,废水去除率只会有少量增加.根据二氧化钛与O3的共同作用机理,二氧化钛受到紫外线的刺激后激发了价带电子,由价带转为导带,产生了带负电的高还原性的电子.这个电子先与臭氧分子反应,之后与溶液中的H+结合形成了羟基.实验中随着臭氧通入量的提高,生成的羟基不断增加,使得废水中的有机物不断被氧化,生成水和二氧化碳,所以废水去除率会升高.
3.初始pH值与废水COD去除率的关系.反应曲线见图4,在其他条件不变的情况下（CODo为370mg/L,实验温度为25℃,臭氧通入量为32.8mg/min）,不同光照时间下,改变废水的pH值,废水去除率有何变化.
根据曲线我们可以得到,当初始pH值为5.8时,废水去除率不是很理想,当pH值升高到8.8时,从曲线上看,废水去除率上升的很明显.实验时间为3h时,COD降低值为277.5mg/L,去除率达到75%.由于废液的初始pH值对羟基的形成有很大的帮助,pH值的升高对于臭氧的分解速度提升很大,所以对于废水中的有机物分解效率更高.其次,pH值也会促进氧化反应的进行.随着反应的不断进行,废液的pH值会逐渐降低,可能反应产生一些酸性物质.当反应在pH值较高的条件下进行时,碱会与酸性物质反应,从而促进氧化反应不断进行,提高废水去除率.所以,碱性条件更有利于分解制药废水.
综合上述实验结果可以得出,利用光催化处理法处理制药废水时,光照时间,臭氧通入量以及初始pH值的改变会对废水去除率有影响.当初始pH值为8.8、臭氧通入量为32.8mg/min、光照时间为3h时,COD降低值为277.5mg/L,废水去除率达到75%.处理后的抗生素废水的去除率符合《污水综合排放标准》.
制药废水论文范文结:
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