光催化臭氧法对化工制药废水的解毒和降解作用分析

2016-07-13刘奕含沈阳科技学院

科学中国人 2016年21期

刘奕含沈阳科技学院

刘奕含
沈阳科技学院

随着现代化工制药企业的快速发展，其带来的废水问题也日益凸显出来，要求采取相应的控制策略。然而从当前大多企业污水处理系统应用现状看，在降解、解毒等方面的作用并不明显，导致制药废水所带来的危害难以控制。通过实践研究发现，将光催化臭氧法引入，对于解决制药废水问题可起到明显效果。本文将对化工制药废水相关概述、光催化臭氧法降解与解毒实验以及具体的实验结果进行探析。

化工制药废水；光催化臭氧法；作用

前言

作为当前污水处理、食品保鲜、供水净化以及空气消毒等领域中的主要方法，光催化臭氧法在水处理优势上极为明显。从当前国内较多化工制药企业对光催化臭氧法的应用便可发现，能够实现以往污水处理系统难以达到的效果。但如何真正将光催化臭氧法优势进一步发挥，又成为困扰大多企业的主要难题。因此，本文对化工制药废水处理中光催化臭氧法的应用研究，具有十分重要的意义。

一、化工制药废水相关概述

关于化工制药废水，其来源多表现在滤袋冲洗、回收蒸馏水、萃取分离、酯化废水以及离心洗涤废水等方面。从这些废水特征看，首先表现为浓度较高，如从COD值上看，其在成盐废水中可保持为45000mg/l，或在车间环氧甩滤废水中将保持在250000ng/l。同时，废水中涵盖的污染因子也较多，除残余原料碱、酸、盐等，也有滴漏物质存在，通常COD在这些废水内保持在1000mg/l与5000mg/l之间。从当前废水处理采用的方式看，主要需借助气浮池、沉淀池、污泥床以及调节池等实现，一旦遇到杀菌类物质如甲磺酸盐、水杨酸等，处理效果将大打折扣，废水中的毒性物质很可能使系统处于瘫痪状态。同时，对于可生化性不高的废水，这种工艺处理方式也难以有效处理，要求配合预处理方式如电解或臭氧氧化。这种情况下便需在处理方式上不断完善，保证处理中能够满足降解、解读等要求[1]。

二、光催化臭氧法降解与解毒实验分析

本文在研究化工制药废水处理中所采取的方法主要以光催化臭氧法为主。实验中选取的废水以某制药企业高浓度废水为主，其在BOD5与COD上分别为156mg/l、54800mg/l，且PH值为8.9。从废水水质看，由于在BOD5/COD上为0.0028，可生化性极低，可被纳入不可生化废水范畴中。这种较低生化性产生的原因可归结于有杀菌剂存在于废水中，毒性较为明显。在实验材料选取后，要求将相关的实验装置引入。本文主要考虑在臭氧发生器上以KX-S1类型为主，该设备保持220±10%的额定电压、500W额定功率，且可保持50-100g/h的臭氧发生量。同时配合紫外灯照射设备的应用，其可达到30W/m2的紫外光强度。另外，也需将10L容积的玻璃反应槽引入，保证臭氧流入其中后，可在循环射流泵作用下生成较多气泡，加上紫外光作用，有机物将与臭氧发生反应。

具体实验过程中，考虑将密闭催化消解法引入实现COD测定，并引入接种与稀释方法对BOD5测定。此时对实验情况进行分析，首先从BOD5受臭氧气体影响看，当紫外光强度为30W/m2，分别选取100g/h、80g/h、50g/h臭氧气体流量，对10kg废水量进行测试。能够发现在气体流量上升的情况下，BOD5也逐渐增大。然而以80g/h为分界点，继续增大臭氧气体流量，数值变化并不明显。其次，从反应时间、PH与COD受光催化臭氧法影响情况分析。在紫外光照射条件、废水量不变的情况下，选取80g/h臭氧气体流量，在此基础上对废水内PH、COD进行检测。能够发现，COD在光催化臭氧法应用下，前期的降解效果并不明显，直至200min后，降解率呈现逐渐上升趋势。该过程中废水值BOD5将会提高许多，其意味该实验过程的开展能够提高废水可生化性。最后，从BOD5/COD比值受光催化臭氧法应用下的变化情况看，在臭氧气体流量与紫外光照射条件不变的情况下，该比值会呈现明显增大趋势，能够说明光催化臭氧法可起到一定的预处理效果，在废水可生化性提升的同时，使毒性物质得以降解[2]。

三、实验结果分析与相关建议

通过实验研究，对于化工制药废水，将光催化臭氧法引入对废水可生化性的提升可起到明显作用。其中的臭氧与废水有机物作用下，很可能生成较多有机小分子如醛酸、一元醛等，能够满足生化处理要求。而且在废水处理过程中，可使其中的毒性物质结构被破坏，有效避免微生物被毒性物质侵害。需注意的是，尽管该方法应用中在降解、解毒方面效果较为明显，但也需制药企业在污水处理系统上进行完善，如废水采取清污分流措施，并对废水按照浓度进行分类，其中浓度较高的废水应通过排污系统向单独的调节池中传送，以此达到预处理目标。同时，在废水分类后，利用光催化臭氧法对毒性较强的废水采取预处理措施，保证废水在可生化性上得以增强，可考虑将光催化臭氧法环节设置于气浮设备方面，有利于预处理效果的增强。另外，在生化系统处理废水后，很可能残留部分未充分降解的物质，要求做好深度处理工作，使最终处理的废水能够与排放标准相吻合[3]。