一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统与流程

1.本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统。

背景技术：

2.制药行业属于重污染行业，由于制药废水成分复杂，污染物浓度高，含有较多有毒、有害物质，可生化性差，除含有抗生素残留物、抗生素生产中间体等生物抑制剂外，还含有少量合成过程中使用的有机溶剂，给水处理技术带来很大的挑战。
3.微电解技术又称铁碳微电解法，是一种利用铁和碳的原电池反应以及由此引发的间接反应来降解去除废水中的有机污染物的技术。近年来，微电解技术因其工艺简单、处理效果好、成本低的特点，已经广泛应用于制药废水、印染废水、焦化废水等难降解的工业废水处理中。然而，对于成分较复杂的难降解废水，使用单一的铁碳微电解技术很难实现对有机污染物的彻底去除。此外，铁碳微电解技术在长期运行中容易出现填料板结的问题，同时铁碳表面容易被生成的铁氧化物所覆盖造成填料钝化失活，微电解过程中溶出大量的fe
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/fe
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，导致填料利用率低且污泥产量大，因此，有必要将铁碳微电解技术与其他高级氧化技术耦合，并结合其他水处理工艺以达到高效水质净化的目的。
4.为了避免铁碳微电解产生的fe
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资源的浪费，因此有必要将微电解技术与芬顿技术进行耦合，利用微电解产生的fe
2+
活化双氧水产生强氧化性物种，在提高fe
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利用率的同时强化对污染物的氧化降解能力。然而，微电解与芬顿技术耦合仍存在对ph要求高，双氧水药剂活化利用率低及污泥产量大的问题，有必要采取措施进一步强化芬顿反应的进行。
5.基于以上所述，本发明提供了一种高效、经济、无二次污染的制药废水处理方法及系统，可同时实现难降解有机物及度的深度去除，确保处理后废水达到企业要求和污水处理厂接管标准。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，旨在克服现有单一微电解技术对难降解污染物去除效率低，对溶出的fe
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/fe
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利用率低，污泥产量大的缺陷，以及传统的芬顿技术对ph要求条件苛刻，双氧水利用率低的问题。
7.为了实现上述目的，本发明提供技术方案如下：
8.一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，包括以下步骤：
9.s1：预处理：将制药废水通过水泵从反应器底部自下而上打入初级过滤区，经格栅过滤去除尺寸较大的悬浮物和杂质；
10.s2：铁碳微电解处理：将废水ph调节至酸性，并进行实时曝气处理使水流自下而上穿过含有铁碳颗粒的区域；通过曝气使得位于多孔填料支架间的铁碳颗粒处于悬浮状态，促进电解颗粒与水之间的传质，同时避免填料的板结及钝化；
11.s3：光芬顿处理：经铁碳微电解处理后的废水在曝气及水泵推动作用下继续向上
流经设有紫外灯的区域，并向投加双氧水同时在紫外光照下进行化学处理；所述光芬顿反应区下部曝气起到搅拌作用，使得投加的双氧水与水充分混合；所述紫外灯可有效强化芬顿转化，其反应机理如下：微电解产生的fe
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与双氧水进行芬顿反应，生成羟基自由基，同时也产生部分fe
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，此外由于曝气也会使得部分fe
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向fe
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转化，随着生成fe
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的量增多，若无紫外光照，过多的fe
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会阻碍芬顿反应的进行；在引入紫外光后，产生的fe
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可发生水解反应，产生大量的羟基自由基，羟基化的fe(oh)
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可以在光助条件下生成fe
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和羟基自由基；此外，在紫外光的照射下，双氧水也会自然分解产生羟基自由基，极大地提高了降解有机物的能力。因此，引入紫外光可有效解决传统芬顿ph条件苛刻，过氧化氢利用率低，污泥产量大的问题，同时提高了fe
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/fe
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利用率。
12.s4：絮凝沉淀处理：经光芬顿氧化后的废水进入絮凝沉淀区，调节废水ph至弱碱性使废水发生絮凝沉降，最终经沉淀池出水口排放。
13.优选的，所述铁碳微电解处理区废水ph调节至3.5-5.0；铁碳微电解填料粒径为3-6mm。
14.优选的，所述光芬顿区底部曝气量为2l/min，紫外灯波长为185nm或254nm，紫外灯功率为120-320w，紫外灯数量为3-9根。
15.优选的，所述光芬顿区双氧水的投加量与待处理废水中 cod质量比为(0.1-0.4)∶1
16.优选的，所述絮凝沉淀区废水ph调节至8.5弱碱性，机械搅拌10-30min。
17.本发明的有益效果是：
18.1.本发明设置了初级过滤区，避免了废水直接进入微电解反应区，减缓了水中杂质对铁碳填料污染程度；且在微电解反应区底部设置了曝气管，通过实时曝气使铁碳填料处于悬浮流动状态，有效延长了填料的寿命；
19.2.微电解技术与光芬顿技术耦合，微电解反应为光芬顿氧化处理污水提供了廉价的fe
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，提高了fe
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利用率，促进芬顿反应发生，降低了双氧水药剂投加量；此外，fe
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与双氧水发生芬顿反应产生的 fe
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或曝气使fe
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转化为的fe
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在紫外光照下水解进一步提升了污染物的氧化能力；
20.3.在絮凝沉淀区通过将芬顿处理后的水ph调至弱碱性，可促使水中的fe2+/fe
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生成fe(oh)2/fe(oh)3胶体絮凝剂，进一步强化对有机污染物和度的去除。
21.4.本发明系统将将多个水处理工艺合理联用并整合一体化，极大的缩减了处理设备占地面积，节约处理成本，且实现对医药废水高效脱，有机污染物深度去除的效果。
附图说明
22.图1是本发明所述一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统流程示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例方式对本发明作进一步详细说明。
24.实施例及对比例水处理系统进水水质指标：cod 2750 mg/l、ss 225mg/l，度105倍。
25.实施例微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水方法，包括以下步骤：
26.s1：预处理：将制药废水通过水泵从反应器底部自下而上打入初级过滤区，经格栅过滤；
27.s2：铁碳微电解处理：将废水ph调节至4.0，并进行实时曝气处理使水流自下而上穿过含有铁碳颗粒的区域，曝气反应处理2 h，
28.s3：光芬顿处理：经铁碳微电解处理后的废水在曝气及紫外灯光照下反应1h，曝气量为2l/min，紫外灯波长为185nm，紫外灯功率为150w，紫外灯数量为4根；投加双氧水的量与废水中cod 质量比为0.2∶1；
29.s4：絮凝沉淀处理：经光芬顿氧化后的废水进入絮凝沉淀区，调节废水ph至8.5使废水发生絮凝沉降，最终经沉淀池出水口排放。
30.对比例处理工艺与实施例1相同，区别在于：无s3光芬顿氧化处理步骤。
31.实施例及对比例中制药废水的处理结果如下表所示：通过上表可以看出，微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水系统氧化能力强，能高效去除水中的cod，脱效果显著，同时可深度去除废水中细微的颗粒物和胶体物质，显著提升出水水质。综上所述，本发明提供了一种高效、经济、无二次污染的制药废水处理方法及系统，可同时实现难降解有机物及度的深度去除，确保处理后废水达到企业要求和污水处理厂接管标准。

技术特征：

1.一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，其特征在于：包括以下步骤：s1：预处理：将制药废水通过水泵从反应器底部自下而上打入初级过滤区，经格栅过滤去除尺寸较大的悬浮物和杂质；s2：铁碳微电解处理：将废水ph调节至酸性，并进行实时曝气处理使水流自下而上穿过含有铁碳颗粒的区域，所述铁碳颗粒填充在固定在反应器上下两层多孔填料支架层间；s3：光芬顿处理：经铁碳微电解处理后的废水在曝气及水泵推动作用下继续向上流经设有紫外灯的区域，并向投加双氧水同时在紫外光照下进行化学处理；s4：絮凝沉淀处理：经光芬顿氧化后的废水进入絮凝沉淀区，调节废水ph至弱碱性使废水发生絮凝沉降，最终经沉淀池出水口排放。2.根据权利要求1所述的微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，其特征在于：所述铁碳微电解处理区废水ph调节至3.5-5.0，铁碳微电解填料粒径为3-6mm。3.根据权利要求1所述的微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，其特征在于：所述光芬顿区底部设有曝气系统，曝气量为2l/min，紫外灯波长为185nm或254nm，紫外灯功率为120-320w，紫外灯数量为3-9根，芬顿反应所需fe
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或光化学所需fe
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来源于铁碳微电解反应产生。4.根据权利要求1所述的微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，其特征在于：向微电解处理后废水投加双氧水的量与待处理废水中cod质量比为(0.1-0.4)∶1。5.根据权利要求1所述的微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，其特征在于：所述絮凝沉淀区废水ph调节至8.5弱碱性，机械搅拌10-30min。

技术总结

本发明提供了一种微电解耦合光芬顿氧化处理制药废水的方法及系统，本发明利用铁碳微电解工艺原位产生的Fe

技术研发人员：

牛连勇

受保护的技术使用者：

江苏智诚达环保科技有限公司

技术研发日：

2022.08.16

技术公布日：

2022/11/22