次氯酸钠氧化法处理阿维菌素废水的实验研究

姚清国 ,段书德,俞龙泉

(石家庄学院化工学院,河北石家庄050035)

1 引言

阿维菌素生产废水是近年来出现的一种新型的抗生素废水,主要来源于板框过滤过程中的压滤水、冲框水、过滤布水。废水中主要成分有可溶性蛋白类、氨基酸、残糖、无机盐及微量的阿维菌素。此类废水具有高有机物、负荷、高氮、高磷的特点,并具有一定毒性,生物降解困难,属难处理工业废水[1～3]。目前我国各生物农药生产企业的污水处理及排放有上流式厌氧生物滤床(UBF)反应器对阿维菌素废水进行处理[4],PSAF混凝剂预处理阿维菌素废水[5],USAB-生物转化器-生物接触氧化工艺处理阿维菌素废水[6],白腐菌处理阿维菌素废水[7],铁碳内电解预处理阿维菌素废水[8]等方法。这些方法均是从生物或者物理角度出发的,虽然也达到了一定的效果,但是操作步骤复杂,不容易控制反应的条件,且费用昂贵。而利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物质等优点,所以在废水处理中吸附法越来越受到人们的重视。

活性炭是目前水处理中普遍采用的吸附剂,研究表明,活性炭不仅对水中溶解的有机物,如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力,而且对用生物法及其他方法难以去除的有机物,如色度、异臭异味、表面活性物质、农药、合成洗涤剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成的有机化合物及重金属都有较好的去除效果[9]。当活性炭吸附达到饱和后,可以进行脱附再生,然后再重复使用,这也是活性炭的又一优点。通过再生使用,可以降低处理成本,减少废渣排放,同时回收吸附质。

次氯酸钠是一种多功能工业与民用化工产品,由于它在消毒杀菌、防腐保鲜、除臭、工业漂白及环境污染治理等方面的独特功能,次氯酸对水中残存有机物的作用以氧化为主,不产生氯酚,并可将致癌物氧化成无致癌性物质。此外它还能降解灰黄霉素、腐殖酸,且降解产物不以三氯甲烷形式出现。次氯酸对水中的色、味的去除能力也很强,可将水中的2,3,6-三氯苯甲醚(TCA)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)和2-甲基异冰片(M IB)等的怪异味去除。次氯酸具有较强的氧化作用,因而有较好的脱色作用[10]。所以本实验通过先用活性炭吸附再用次氯酸钠氧化的方法处理阿维菌素废水,使其达到COD值大大降低。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

10%的次氯酸钠溶液(天津市永大化学试剂有限公司),制药厂废水(河北石家庄某生物化工股份有限公司),活性炭(天津红岩化学试剂厂),10-菲绕啉试剂(天津市河东区红岩试剂),硫酸亚铁铵(天津市红岩化学试剂厂)硫酸银,化学纯(天津市天感化工技术开发有限公司)。

2.2 实验步骤

2.2.1 活性碳吸附

取200m L废水于锥形瓶中放置磁力搅拌器上,精密称定1%的活性炭置上述锥形瓶中,用磁力搅拌器常温搅拌1h,用真空抽滤器过滤,取滤液按国家标准测GB1191489测定COD,

2.2.2 次氯酸钠氧化

分别精密移取7份20m L上述处理过的水于磨口锥形瓶中,依次编号。并分别加入体积量为废水加入量的 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%的次氯酸钠于上述试液中,静置1h。取出处理后的溶液按国家标准测GB1191489测定COD的值。

3 试验结果分析

3.1 阿维菌素废水经活性碳吸附后的COD的测定

取初始的阿维菌素废水于锥形瓶中,为62 000 mg/L,初始的阿维菌素废水200m L于锥形瓶中,加入1g(0.5m g/L)的活性碳吸附,置于磁力搅拌器上搅拌1h,用滤纸过滤,重复上述操作2次,过滤后按国家标准测GB1191489测COD值为1 400mg/L。当再提高活性碳的量提高到0.6mg/L,0.8mg/L时COD去除率没有明显下降,因此采用0.5mg/L的活性碳的添加量,每次实验用过的颗粒活性炭,用蒸馏水冲洗干净,干燥,然后在400℃左右活化 3 h,再利用到反应体系中,反复30余次,COD的去除率未见明显下降。

3.2 阿维菌素废水的测定

过滤后的废水分别精密移取7份20m L上述处理过的水于磨口锥形瓶中,依次编号。并分别加入体积量为废水加入量的 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%的次氯酸钠于上述试液中,静置 1h后按国家标准测GB1191489测COD值,结果如表1。

表1 阿维菌素废水的COD值的测定

通过表1可以看出当次氯酸钠的加入量为废水量的0.3%时阿维菌素废水的 COD值最低是147m g/L。低于或高于此比例时效果均不理想,当适量的增加次氯酸钠的加入量时,阿维菌素废水的COD值逐渐降低,这说明次氯酸钠有效地氧化了阿维菌素废水中的有机物及其他还原性物质,并在一定范围内呈线性关系。

4 结语

从本文的实验结果可以得到0.3%的次氯酸钠时效果最好,虽然没有达到国标(120mg/L),但已大大降低了COD值,在实际生产中可以和生化的处理方法相结合,以达到最好的处理效果的,阿维菌素衍生物生产过程中产生的无机盐对废水生化处理工艺影响很大,如何保证所选择的工艺,使之能在投资最小,又能在最佳的运行条件下运行,满足出水要求,这需要将实验室研究与工程实践紧密结合起来,才能寻求到最佳工艺。

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