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  • 2022-04-22 11:33:14 发布

淄博某制药厂高浓度头孢类污水处理工艺的研究

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':码0426:1分类号学校代.4013100002.密级学号著息幸f化乂净qU订QindaoUniversitofScience&Technogylogy专业硕±学位论文PROFESSIONALMASTERDEGREETHESIS溜博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研究作者:李红霞指导教师:彭人勇学科专业:安全工稻专业代码:085224研究方向:化工过程安全2015年6月6日 溜博某制药厂高浓度头拖类污水处理工艺的研究W午|学位论文完成日期:乃指导教师签字;毒—答辩委员会成员签字:.^■半键I瓜A 青岛科技大学研巧生学位论文總博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研究摘要一CODNH-3H具有高浓度cr(化学需氧量)、(氨氮)、盐分等特征的制药污水直困扰着污水处理行业一。山东省灌博市某制药厂是家生产头抱类抗生素中间体的9〇一医药公司,污水产生量约1t/d,已建有个日处理量500t/d的污水处理厂,但出水水质达不到排放标准要求。本论文根据该企业的水质特征及现有污水治理设施,现场采集污水水样,对各股污水水质进行检测,找出企业现有污水处理工若的问题所在-主要目。首先对源头产生的含高浓度氨氮和盐的污水进行单独处理的是降低源头污水的氨氮和盐的含量t-:然后主要WCODcr为指标分别采用Fenon-铁碳微电解法和Fenton絮凝沉淀法对混合污水进行处理研究,通过处理效果和经。济可行性的比较,选择适宜的处理法:最后将优化的处理方法应用到工程实际中首先,采用吹脫法处理含高氨氮污水,查阅文献确定了pH值、温度和反应时间H个主要影响因素,正交试验确定了各影响因素的适宜范围,单因素试验确定°CiI最佳试验条件。结果表明:在3H值12.0、控制反应温度35、吹脱时间120mn下I污水的氨氮去除率可达到94.5%。采用H效蒸发法处理含盐污水。然后将预处理后四股污水同比生产规模混合,对混合污水采用Fenton试剂法2+=进行处理,结果表明H值4.、:Fe3;1、祀〇20mL/L、:在p0化〇22的投加量为’%-揽拌60min时39.75。再采用Fenton,CODcr去除率最大,为铁碳微电解法进H=行处理,通过正交实验和单因素优化实验找出最佳条件:铁碳比为2;1,4.0p,曝气时间为如min时,CODc去除率为57.35%。r‘Fen-ton试剂第H,使用絮凝沉淀法对预调节池泥合污水进行处理的结果表明,在Fenton试剂最佳处理条件下;絮凝剂PAFC(聚合氯化铅铁)投入動OmUL、25mn.19%。反应时间i条件下,CODc有效去除率能够达到52Fen-综合比较两种处理方法,最后选择使用ton铁碳微电解法进行处理,处理后污水的BODs/CODcr从0.17上升至0.42,生化性显著提高,经过生化处理后,出《》-水基本能够符合污水排入城镇下水道水质标准(CJ3432010)的要求。另外,对该污水处理设施进行安全危险性分析,,该污水处理广不存在重大危险源其安全风险属于可W接受的。:CODr关键词头抱类污水;;安全;c氨氮吹脱;铁碳微电解危险性分析I 青岛科技大学研究生学位论文STUDYONTHETREATMEN了QF曲細CONCENTRATIONCEPHALOSPORINSWAGEFROMAPHARMACEUTICALFACTORYINZIBOABSTRACTSyn化eticpharmaceuticalwastewater,wit:hhighCOD。,highsaltcontentand-ammonianitroenathihconcentrationhadbedin化eisverr化treatesewaegg,ygd.化iisosalfieldAharmaceutical仿ct:orinZ化0Shando打rovinceemanppy,gP,productswascephalosporinsintermediates,whichproduces180tonwastewaterperdayandownsasewaetreatmentlantwhichhasadailcaacitof500ton.Butgpypyafter化etreatm州t,thewateru过litcannotmeet化edischaredemand.Variouswaterqygualitindexesi.ewereudfiureouheroblemsexisi打i打heqy.HGODcrsetogtttt(p,)pg^treatinrocessFtersharesornasewaesweretreaedresectivelgp.irsly比fouigilgtpy,accordingtotheirchara別eristics!:〇reduce化econte打tofammonianitrogenandsalt.Th--enFenUmironcarbonmicroelectrolysisandFe打tonflocculationreciitationwereppaliedtoreducinCODttAtlbithfithcostppgcrconen.ast,ycomparngeeficencyande,比enewtreatinrocesswaschoosedandatilrlemsglied化solve也eraccaob.pppppForreducint:heammonianitroenblowofme化odwasadoted.Previousstudgg,pyrevealed化atH伯meratureandreactiontimewere灶emain拉別orscontrollin化ep,pgreduceefficienc.Tofindoutthemostsuitableexerimentalconditionaorthoonalyp,gexeridesinedandtheresultsshowedthat945%ammoniaitpmentwasg.nrogenwas°=removedund肿比econditionsofH12.0,35C,120min.pTheresultsofFentontreatmentshowedthat39.75%ofCODcrwasreducedwhen2+H=p4.0,H2〇2:Feratioof3:1,20mL/LofH2O2,reactiontimefor60mi打.Then,theFe口--t;o口roncarroeectrolssmeodwasaedotrean化eswaeandibonmiclyi化pplittigg,%=57.35ofCODcrwasreducedundertheconditionsofpH4.0ironcarbonratioof2:1,,reactiontimefbr60min.-Atdiikwadblastthemixeswaenreadu巧ntansremove,gpjgy-resutFeMonflocculationcciitatonTlsttteremovalraeofppi.hetshowedhahCOD。wasreduced52itlOmL/L.19%under化eoptimumtreatmentcondioni.e.(,! 潮博某制药厂高浓度头袍类巧水处理工艺的硏巧PAFCreactedfor25min.)Takingdegradationperformanceandreagentcostinconsideration,concludedthat化eFen--ttrtonironcarbo打microelectrolysismehodwassuperioro0化emethods.Afte--BrFe打t;oniro打carbonmicroelectrolysistreatment化eODs/CODcrofswagewasnc-ldrebiibleireasedform0.17to0.42whichmeansthesewaecoubemooavalato,g(microorganisms.Andthesewagedischargesachievethestandardofsewaeg’d-ischargedint:ourbansewerdischargesta打dardCJ3432010aftermicrooranism()gdegradation.Inaddition也esewaetreatmentfacilitieswereanalzedin化esafety,gyriska打dthencorrespo打dingemergencymeasuresweremadetominimizet:hesafetyrisk.KEYWORDS:cephalosporinswage;COD。;ammoniastrippingmethod;■-FerricCarbonM目llfeiicroectrosissatriskanalssy;yy9II 青岛科技大学研巧生学位论文目录1文献综述1111.制药污水的特点1.2国内外制药污水处理研究进展112..1物化法2-1.2.2化学法612..3生物法912.3企业概况11.11产品及原辅料121.312.2药品生产工艺流程介绍1.4源头污水产生环节161.5企业现有污水处理工艺及存在问题191.6研究内容和研巧目的232高氨氮和高盐巧水预处理实验252125.实验试剂、仪器设备及测定方法2丄1实验试剂252丄2实验仪器262丄3分析测定方法262.2吹脱法预处理高氨氮污水实验2622126..实验装置2.2.2实验方法262.2.3吹脱法正交实验272.2.4吹脱法处理高氨氮污水的单因素实验2822531..吹脱法对污水COD。的影响2.3H效蒸发法预处理高驻污水实验312.433本章结论3混合污水的处理实验353.1Fenton35法处理泥合污水实验3丄1F州ton法正交实验研究%3丄2Fenton法单因素实验研巧363丄3验证实验393」440.实验结论3.2Fenton-铁碳微电解法处理混合污水实验043.241.1预实验—3.2.2Fenton铁碳微电解法正交实验413F州化-4.2.3n铁碳微电解法单因素实验33.2446.实验结讼3-.3Fenton絮凝沉淀法处理泡合污水实验4633.46.1正交实验 消博某制药广髙浓度头抱类污水处理工艺的研巧3248.3.单因素实验3.4验证实验523.5经济性分析534污水处理工艺优化设计.."54.5污水处理厂安全危险性分析565.1物质危险性分析%5.2设施及生产运行中的风险分析575.3H废排放风险分析585.4H级防护体系和应急措施巧5.5本章结论巧6结论60辦文献62Sfc谢66攻读硕古期间发表的论文:67 青岛科技大学研巧生学位论文1文献综述山东溜博某制药厂是对抗生素中间体、头袍类原料药进行生产和研发的化工类医药公A-E-乙基双氧喊嗦司。公司主要产品有活性醋、头抱曲松钢、N、头抱化肪盐酸盐和头袍巧辛酸一,污水磁产生量约190t/d为了满足环保和生产要求,该企业己建设座处理能力,500t/d的污水处理厂,但是出水水质未达标。在此基础上,先对企业工艺、污水的产生过程、制药污水处理现状做详细了解,再针、现有污水处理厂的处理工艺、制药污水的特点对该企业污水治理的问题进行研巧,使该企业污水水质能够达到排放标准。1.1制药污水的特点'制药行业特点是产品种类多、生产规模差别大,制药的超标排放、生产工序复杂砖水得到了全世界的警戒。西方国家从上世纪后期就开始把规模较大、污染严重的常规药物转"移到发展中国家制造。在我国,制药行业对国家工业总产值的贡献率仅为1.7%,但却贡"%tU献了全国污水排放总量的2是各类污水治理中最为关键的部分。,制药污水更、制药污水有其明显的特点,比如它具有含有各种各样的成分、高浓度的有机物有机物大多带有毒性一、色度特别大、含有大量的有害盐离子,属于可生化性特别低的类高浓度有机污水,处理难度大,因此制药污水的治理成为我国甚至是世界工业污水处理典型难口]点。,会严重污染周边的水体,倘若制药污水超标排放,对周边生态造成难W修复的破坏201412,10000特别是年月鲁抗医药大量抗生素偷排污水,浓度超自然水体倍,抗生素生产企业排放的污水更是引起人们的恐慌。制药企业污水达标排放刻不容缓。一美国是第个特意为制药行业制定制药污水污染物排放指导方针和标准的国家。我国也制定了《制药工业水污染物排放标准》。我国标准中的主要污染物排放指标比美国标准更加严格,并且对现有企业和新建企业的排放浓度有所不同,该标准从2008年8月开始实施,分类规定排放标准截止到2010年6月。国家环保部口提高了对新建制药行业的准入要求,企业将没有机会再先污染后治理,到期不符合要求已建成企业将会被迫投加环保投资,否则停产,,。此外该行业标准还对单位产品基准排水量做了严格要求防止有的企业W向末端出水口加清水的方法稀择CODcr排放浓度,并且规定在环境敏感保护区及生态脆弱区执行要求更加严格的污水污染物排放限值。1.2国内外制药污水处理研究进展国内外针对高浓度制药污水的处理己有不少研巧成果,但制药行业多种多样的产品及不同的生产工芝和规模决定了制药污水的治理没有一种切实可行的通用之法。具体的污水治理方案取决于各个企业污水的实际生产产生量和污染物含量并需针对实际情况应用先玉 溜博某制药厂髙浓度头抱类污水处理工艺的研究进有效的治理方法。生物化学治理污水有相当的限制性,尤其是对高浓度的含有毒污染物的制药污水更加难降解,未经处理的制药污水直接进入生化处理设备不仅对生化处理系统造成冲击一,严重会使生化系统失效,出水不能达到排放标准的要求。般的处理过程是先对污水进行预处理,,先取出污水中的部分污染因子,提高只要污水的可生化性再进入生化系统,在微生物的作用下使污水的污染物降低,出水达到排放指标。己有的研巧成果和现实案例显示,制药污水有很多有效的方法,比如最常见的物理化学法、化学氧化法、生物法W及生物法联合其他方法的技术等。121..物化法一物化法是种专口对可生化性低且污染物含毒性的制药污水进行预处理1^提高可生一化性,,,或者应用于污水的后处理工序,在末端排放前使用提高出水的水质进步降低[4]污染物含量,确保达标排放。根据制药污水的水质特点,目前应用的物化处理方法主要包括混凝沉淀、吸附降解、气提法、氨氮吹脱法、电解法、树脂离子交换和膜分离法等。2丄11.混凝法一混凝法是己经证实的种行之有效的污水处理方法,普遍应用于制药污水预处理及后续处理过程中。絮凝法的原理是混凝剂使污水中的胶体和微粒W凝聚和絮凝的形式发生聚结作用,胶体和微粒抱团,体积增大,沉淀后便于从污水中分离。污水经过混凝处理可W使其中的胶体状态的固体颗粒、悬浮物、油状物等污染物去除。混凝法不仅能够使污水中污染物的含量减小还可提高制药污水可生化性。口 ̄7絕凝法的机理]是:(1)电性中和:当向水中投加了金属离子为有效作用的混凝剂后,水中的阴阳离子含量提高,扩散层厚度在浓差扩散作用与静电斥力共同作用下变小,C电位下降,使得双电层被两面受压。颗粒之间存在的斥力随扩散层厚度同步降低,使颗粒相互团聚。压缩双电层就是这种通过溶质来压缩扩散层,从而使得颗粒间相互聚集的作用。低价离子压缩一般选用絕凝剂的多为含高价离子的电解质双电层的能力巧比较高价离子较差,。当pH较低时,混凝剂在水中水解产生的胶体附带正电荷因此可与水中带负电荷的胶体微粒发生电中和作用,,这会使水中微位相互吸引从而发生聚集。胶核表面与这种由于不同电性离子或者带正负电荷的位置发生吸附作用,这就中和了胶体本来所带的电荷,C因此降低了胶体的电位使得胶体失去稳定的过程,称为吸附电中和作用。(2),吸附架桥:高分子混凝剂的分子量基本都很高是大粒径的分子微粒,并且松散的立体结构。当向污水中加入分子量较高的海凝剂时,高分子混凝剂本身结构特点会与胶体表面的化学性质决定两者产生较强的吸附作用,该吸附主要由氨键、共价键、范德华力等物化过程W及静电作用所引起的。当高分子混凝剂的某部分与胶粒表面的某部分结构产生吸附作用后一,若另个胶体微粒表面有空位时,该混凝剂的其他部分也可W与其进行""--吸附过程,从而形成了胶粒高分子胶粒的联合体,高分子混凝剂在这当中对胶体微2 青岛科技大学研究生学位论文粒有架桥连接的功能。(3)卷扫(网捕)作用:当选择侣盐和铁盐作为混凝剂时,所产生的A10H3和Fe0H3()()一在沉淀过程中,,能够卷扫(网捕)的形式将水中的胶体微粒随其起下沉,最终达到去除水中胶体的目的。W上几种混凝机理在污水处理中通常是同时存在的、投加;只不过泡凝剂的选择不同量及水质条件的差异使其发挥的作用有所差别一,W某种或两种作用机理为主。在制药污水治理中常用混凝剂主要有:聚含硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铁(PFSS)、氯化铁、聚合氯化铅(PAC)、聚合氯化硫酸错铁(PAFCS、聚丙婦巧胺(PAM等。混凝法使))一M等高分子有用的絮凝剂般是无机的I先加进絮凝剂后,再加入少量PA机絮凝剂,实一际操作中要考虑经济效益选择个具体的最佳投加量。郑怀礼认为每种絮凝剂对特定的水一个最佳的投加量SPAC絮凝体都有,他在对中药制药污水的处理研巧表明,PF絮凝剂和?剂的最佳投加范围是80lOOmg/L,而PFSS聚沉效果最好时的投加量是l.Omg/L,PFS相比较PAC有更好的絮凝效果向水体中投加含阳离子的高分子有机絮凝剂可W明思増强;8[]PFS和PAC的絮凝效装而对昨SS影响不明显。处理水体的温度、酸碱度、色度等指?标对混凝的效果有很大的影响1000。例如,当用PAC和PAFCS分别对CODcr浓度范围是4000m/L,H值为中性、揽拌保持在160r/min、g的制药污水进行治理时最佳反应条件是p揽拌反应的时间大约为15min、处理1L污水投加混凝剂最佳量300mg/L、沉降时间2.化,%一WCODc^上。r去除率在801;次处理过程将絮凝剂分两次投加效果更佳221.丄气浮法,气浮法是向污水中鼓风,形成微小的气泡,让污染物吸附在气泡上因为气泡密度小一于污水,因此会上浮,吸附着污染物的气泡上升到水面的过程就是个对污水净化过程,--期间可W实现固液或液液分离效果。气浮法通常对SS浓度大的污水的进行预处理,先期投资比较少:布气气浮、溶、消耗能量少、工艺简单、维护方便等优点。气浮法通常包括气气浮、化学气浮、电解气浮等多种类型。一一般对含油污水采用气浮法进行预处理,其目的是确保后期生物处理有个比较均衡一二级的进水水质,,;除了作为预处理常用方法外气浮法还可用于深度处理方法般用于生物处理方法之后,レッ保证出水能达到当地污水排放的限值。因为气浮法具有的突出优势是具有很高的分离效率,并且可W向水中充分鼓气补充溶解氧,所レッ常用于处理低温、低浊度、高色度、有机污染物含量高的制药污水。大量的实际应用和实验室研巧显示,气浮法对悬浮态无机颗粒物W及水溶性有机污染物有很好的治理效果。化学处理法常用来处理霉素类制药污水。如在对庆大霉素污水进行该方法的研究表明,气浮法对CODcr的去除效率为50%,SS的去除率为70%W。又如某制药厂污水采用US麦王CAF民祸凹气浮系统进行生化处理前的预处理加辅助试剂25%的CODcr,添,可1"W被去除[]。’1.2丄3氨吹脱制药污水中的氨氮-N-N能抑制污水中的微(NH3)含量较高,可生化性较低,因为NH33 溜博某制药广高浓度头抱类巧水处理工艺的研巧一-生物的生长,NH,般的生物方法较难处理此类污水而且氨氮3N含量高意味着含盐量()较高,这样的污水的氨氮的去除对后续生化处理有很大的意义。一-污水中的NH3N主要分为两种形式:游离氨、镑盐。吹脱法指的是在定条件下,将化合态的按盐完全转化成为游离氨,再利用空气吹脱出游离氨。例如用氨氮吹脱法去除乙胺棚弗丽污水的实际应用低温催化氧化联合吹脱技术,;是在高效复合催化剂的催化作用下,可W尽可能多的将化合态的氨变成游离态的氨,此举可W减小水体中氨分压,加快传输速率和解析过程中游离态的氨的释放,辅助特殊的设备进行低压气提,可W高效去除污'II[]污水中的游离态的氨。12丄4.吸附法一般为了増大比表面积会使用多孔的固体吸附法所便用的吸附剂,投放到污水中可W一尽可能多的吸附某类污染因子,利用这吸附特性,使水体充分净化。按运行机理有物理、吸附化学吸附和交换吸附之分:(1)。根据其吸附净化的过程又有如下分类静态间歇吸一附法,向待处理的水体中投加定量的吸附剂,让吸附剂在水体中自然反化待到吸附饱和后,将沉淀的易吸附大量污染因子的吸附剂打携出来,从而实现了污染因子和处理氷体一之间的剥离(2),污;动态连续吸附法,吸附剂固定在某设备中水持续不断的流经此设备,通过相对运动使污染因子去除。吸附法单元操作分H步:(1)让污水冲撞相对固定的吸附剂,污水中的污染因子被吸附剂中的多孔阻挡;(2)将粘有污染物的吸附剂与污水分离;(3)达到饱和的吸附剂进行再生或更新。在实际应用中,活性炭、桓物腐殖酸和±壤腐殖质;^1及树脂都经常被用作吸附剂。炉渣、焦炭、珪藻±、粘±等也可W用作吸附剂,用来吸附污染物含量低的水体,虽然他们,但是价,可il达到得效率较低格便宜,易得tW废治废之效。实践证明吸附法在制药污水预处理方法的使用可W获得比较经济实用的效果一。南方制药厂使用廉价吸附剂煤灰预处理后在进行二级生物处理的工程应用去的很好的成果:该'方法是污水中的CODcr含量下降了41.1%而且污水的可生化性得到了显著提髙。再如,使用廉价易得的常用吸附剂吸附低浓度的制药污水后口],污水中大量的CODcr可W被去除。,不过吸附法的缺点是处理成本高,且容易造成二次污染。实际应用中,吸附剂脱附困难吸附法并不单独使用,而是联合高级化学氧化或者是絮凝沉淀法共同处理石油化工污水。1.2丄5电解法污水电解处理法基本原理的应用,改变了污染物的性质和结构,实现了污水中有害物一质无害化的转变,,,通过这物化技术的应用污水中的有机物得到降解。根据作用机理电解处理分1^1下凡种:电极表面电化学作用、间接氧化还原、电浮选絮凝等过程。电解法有很多长处:(I)低压直流电源就可W完成工作,不露要利用很多化学品;(2)操作管理方便简洁,操作条件并不严苛(3),可W调;当污水中污染因子的含量不稳定时节电压和电流,确保出水达标;(4)处理装置占地面积不大。此种方法适用于处理小量的污水,因为该法耗电量大且金属电极需要经常更新,更重要的是会产生含有络和氯化物的>2[]危废,,加大了处理成本。该法处理污水窩效易操作污水色度的去除效果显著。李颖的4 青岛科技大学研巧生学位论文研巧表明,利用电解法对只要污水上清液中CODcr、SS和色度的去除有很妊的效果,这H类污染物相应的去除效率是71%、83%和67%。一[U]徐鸾等人对制药污水的研巧结果也证实了送结论,他们用12伏的电压在常态下42739m/L对CODcr浓度为g的只要污水进行了4个小时的电解反应后测的CODcr去除率为65%,污水颜色明显变清。1.2丄6膜分离法膜的种类有很多,通常可W按照分离机理、性质和结构对膜进行分类。膜分离技术纯一个物理过程包括对水中污染物进行过滤粹是,将污染物与水体分离下来后在进行浓缩。膜分离技术一般用于治理污染物浓度高的、可生化性低的或者使用传统处理方法难净化的工业污水,而CODcr浓度对其治理效果无太大的影响。膜生物反应器(MembraneBio.Reactor,MBR)是将膜分离法和高效的生化法联合使用的污水新兴治理技术。通过膜分离技术可W使生物反应器的功能倍增,不仅解决了传统的生物反应器的弊端,还强化了膜技术和生物法的优点,因此在实用上具有很好的发展前景。MBR从上世纪末开始实际[w]运用阶段iaZ,在制药污水处理中的应用研究也取得了很大进展。JQ等最先研巧了生物膜法技术在制药行业污水中的应用,他们使用特定细菌对二氯苯胺污水中的有化污染因子,120min时,污染物的去除率达到99%进行降解降解时间达到。白晓慧等人对制药中间体行业的醜氯废水用生物膜技术治理研究也取得了一定成效。他们设计的进水CODcr-一i浓度为,25000mL,用厌氧生物辅(^膜技术进行段时间的处理后,CODcr的去除率保g6持在[1190%W上。朱安娜等人发现某类制药废水中的含有的洁霉素对后续的生物处理有抑制作用,因此他们使用纳米级过滤膜对此废水进行了分离,减较了洁霉素对微生物的不17[]利影响,使生化处理效率显著提高。刘国信等在利用膜技术治理抗生素类废水的研究中有重大进展一,他们通过在滤膜表面微涂助滤剂这创新性研究,可大量回收制药废水中18-[]-的金霉素,为该类企业废水治理提供了新的借鉴。S.BairedoDamas等人对〇3氧化物一化法-纳米级过滤膜多级治理技术的联合工艺的研究表明也有定的实用性。膜分离技术有很多的优点,比如设施比较简便、便于操作、没有相态之间的转化也没有发生相互的化学反应、污染物去除率高和使用的能源很少或者几乎不使用;同时膜分离一技术也有很多弊端,显而易见的是膜的成本很高,次投资大W及淘汰的膜的后续处理造成的污染。如果我们可使用天然物质或者生物质来研造新类型的膜,这样不仅该技术的经济可行性提高,也能够解决二次污染的问题。因此能够预料,将来在水治理领域,新型膜的制各与膜法进行污水后续处理将会有广阔的发展前景。1.2丄7离子交换?,主要机理向污水中添加离子交换剂利用离子交换法净心污水,能够交换与废水欲去除的离子。交换过程主要分为下几个部分:首先,,是迁移过程指的是废水中的有害离子通过离子扩散等运动迁移到离子交换剂表面的液膜中;其次,是颗粒内部扩散过程,离子于液膜内进行扩散,至离子交换剂空隙内;,最后迁移至被交换基团外面然后,交换过程I,有害离子与交换剂的活化基团通过物理化学过程交换;最后被交换下来的离子通过5 湛博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧W上路径回到溶液中。此过程反应时间极短,其交换速度决定于W上第二和第H过程。一离子交换是个可逆的反应,离子交换剂对污染物具有选择性,且根据离子的当量对应关系关系进行反应。该技术可应用于各种废水中相关污染因子的清除或某些贵重物质的回用因此此技术在实际生产中的应用很大的前景’。,1.2.2化学法污水的化学处理方法主要是把不同种类的化学药剂投加到污水中,令其与污染物发生化学反应,将污染物分解,或者生成沉淀,从而将污染物从污水中去除的过程。化学法是目前被采用的相对广泛的方法,它既可^^^虫立使用也可^同其他方法联合使用。化学法主要有化学源凝沉淀法,由、高级氧化法及各类电极电化学法等。化学方法的使用于受到本质的限制,必须在实际投入生产前先做好理论研巧和实验研究,防止药剂投加过量,导致19[]二次污染。1.2.2.1〇3化〇2氧化法〇3是强氧化剂,已被普遍使用在石化、卫生、印染、医药等难降解行业的污水处理当中。〇3具有氧化分解某些无机物和大多数有机污染物的能力,同时还具有去除臭味、降低色度一、杀菌消毒、除重金属等能力。但是单的〇3氧化在氧化过程中可能产生某些中间产O一〇物,易造成二次污染,。O3/H22作为种高级的〇3氧化技术其优点在于能够去除对3没有活性的物质,而且反应速度比单独〇3法快,最终将有机污染物直接降解为无污染的二PW氧化碳和水。〇〇?3伯22高级氧化法可产生氧化能力很强的活性集团0H与污水中的有机物进行反应,口-U]伯根据文献,〇32〇2髙级氧化法的反应机理如下:-.+003+0H一H02-2(11)-+-味0>H-2+H2002+H03(12)--'一.-O3+HO2O2+OH+O213()?.O一卡〇-3+OHH02421()__?.一〇+-3〇2〇3+〇152()--一?+祀0-〇OH+0H+032(16)?OH^+〇-+H02味03(17)若溶液中还存在有机物Y,那么会有如下反应:,Y+OH一-中间物或产物(18)另外,有机物Y也可与〇3直接发生反应:-Y+03一中间物或产物(19)通过上述一系列反应式可W看出,〇3分解能够产生。化而这种活性强的径基自由基对有机污染物的氧化分解能力较强。如何在反应过程中维持较高浓度的咨基自由基直接影响到处理效果。当水中H202含量过低时,会削弱其与〇3的协同作用;而当浓度过高时H202?将会转化为HOr,减少了〇?的生成,因而降低体系的处理效果。6. 青岛科技大学研巧生学位论文〇一3伯2〇2工艺作为种有效的高级氧化技术,现己经应用到各类工业污水的处理中。一日本和西方些国家在上世纪后期将该法应用于城市生活污水的治理;而法国也己将〇3伯2〇2工艺与其他技术结合应用于污水处理中。目前,许多研巧者利用该技术研究处理了大量难择解的有机污水。口4]〇秦伟伟采用的协同氧化作用治理生产黄连素的制药污水,研巧发现,3和紫外线治理黄连素含量为lOOOmg/L,pH值是5的污水,当臭氧的投加量为279.0mg,反应时间45分钟后,80%W上的黄连素可W被有效去除,二污水的可生化性提高了16倍,该方法能够作为一种有效的生化进水前预处理技术。口5]L〇陈嘉棋等采用〇3化〇2工艺处理制浆白敝结果发现,在〇3投加量为500mg/,访2‘投加量220mg/L,在65C条件下反应40min后,制浆白液的色度由原来的150倍降至3倍,CODc法除率为33.7%。K口6]urbusT等使用〇3化〇2工芝对模拟的印染行业污水活性蓝220进行污染物去除实=,结果显示5ml/L、臭氧浓度为00813mol/m,12验,当投加35%的H2〇24..咐当pH时,99%的色度和90%COD〇可被有效降解。口7]储金宇等研究了〇3/化〇2法对石油炼化含油污水的处理效果:,实验结果表明处理,1L的含油污水(油质量浓度llOm/L),双氧水添加量为40ml,〇3质量为7.23mg/LpHg9i84%值为,氧化8mn后,污水中油可去除。口8—一]兰霜等治理经破胶后的废水,他们用〇3混凝O3/H2O2法进行试验。试验证明;=处理水体pH12,〇发生器使用流量为〇.2mVh,H2027〇〇m/L,氧化50min3最佳添加量为g后,高达90.28%的CODc^L^被有效降解。PWWeiR等分别使用〇3和〇3化〇2高级氧化法处理难去除的有机污染物进行研巧。研,究发现,〇3和O3/H2O2法对芳香族挥发性有机污染因子的降解效率比脂肪族有机物强O3/H2O2方法比单独使用〇3进行氧化时去除率高。但是,由于漠苯在氧化过程中产生漠酸,所W该法不宜去除漠苯。1.2F州.2.2ton试剂法Fenton试剂实际上是利用双氧水与二价铁离子混合液,在pH较低时,该试剂有很强一的氧化性,,可将难降解的有机物质进行深度氧化降解为无机物。它作为种较为成熟的高级氧化法已经广泛应用于石油化工污水、制药污水、印染污水等难降解的有机污水的处理。2+Fenton试剂的作用机理是Fe作为催化剂,使化分解产生具有强氧化性的経基自由一?£?一基(),进步引发系列的链式反应,将分子量大的有机污染物氧化成为易被降解的分子量小的物质或者完全矿化成C〇2、H20等,从而提高污水的可生化性。Fenton试剂的一反应过S是-OH的生成是反应链的开始个链式反应,,而当自由基被消耗尽时是反应链的终止口wi】。其反应机理如下:2+-+3+.FeH2〇2一Fe+OH+OH1-10()]+2++.F+H〇+H+H〇1-e22一Fe211()7 消博某制药厂髙浓度头抱类污水处理工艺的研究■一.OH+HO+脱-22此02(112)-一HO+HO20H+H0+0-32222yi)h+-?]OH+Fe一Fe+OH-114()■.OH+艮H一+-R此0(11气+?3+一2+eFe+R-R1冲16()++一…R+O一一+-2民00C〇2比0(117)F?enton试剂通过反应会产生大量的含强氧化性的経基自由基(£?),氧化电极电位达到2+.+2.8V,反应过程中Fe起催化作用,可W使该反应能够持续进行。同时,OH还具有加成作用-0H。的这些特殊性质使其可降解许多大分子有机污染物,且降解反应并无选择性,最终能将有机污染物彻底降解为C〇2、&0等无害化的物质。通过进一步添加絮凝剂,去除之前产生的的絮状体有机物。氧化絮凝沉淀法可W明显?口2]提高污水的生物降解性2040%的(:00〇。,普遍来说可1^^将等有机污染物有效去除王春平等人口叫吏用芬顿试剂法对青霉素污水进行处理的试验得出该方法对进水CODcr含量约为3000mg/L的制药污水最大去除率约为70%。试验验证最佳氧化条件是:pH值6、含量30%的双氧水添加量0.6%、屯水合硫酸亚铁添加量化2%、持续氧化化。此法使用的装置衙单口4】,容易进行工业扩大化生产,对制药污水的治理具有很可观的应用前景。由于Fenton法对pH的要求严格,故系统要严格控制pH取值范围,W便取得较高的去除率。S--irtori等人考虑到可见光芬顿生物法组合处理制药污水,苗污水所含的主要污染物是45m一g/L的蔡巧丽酸,他们首先利用光Fenton法改善污水的可生化程度,再利用生物对污染物的降解能力对污水进行治理66mmol/L的双氧水就能够把主要污染因?。子能够全部分t%3?。BadawyFenton/CODr0.解.25030等考察了和生物处理联合工艺处理BODsc为的制药污水,现有的工艺表明,单独使用生物法对可生化性低的有机污染物处理效果很差,芬顿法用于生化处理前的预处理阶段可W显著増加污水的可生化性一,保证进步的生物法的降解效率。Fenton试剂氧化法虽然具有反应速度快、设备投资少、王艺简单及操作简便等优点,一en一但是单的Fton氧化在实际用过程中也存在许多不足;是在反应过程中不能使有机物充分矿化3+?OH,而使部分反应物转化成中间产物,并可能与Fe形成络合物,从而阻碍自由基的生成;二是反应过程对H202的利用率不高,造成H202的浪费,从而提高了成本。因此,现阶段研巧者们更倾向于将光辖射、絮凝、微电解等方法与Fenton试剂联用的研巧上。37[]Fen周营营等采用ton试剂对含酌类和甲酸的污水进行氧化反应,结果发现:在’=2+2+=pH3.29,Fe浓度为lOOmg/L,P(也〇2)/p(Fe)8,反应温度为65C条,苯酶和甲件下90酸的去除效果最好,去除率均可达到%W上。JiahuaM等Pq分析了在可见光照射下,利用光-Fenton去除有机化合物受到活性染料的影响,发现活性染料的存在大大加快了水杨酸、苯横酸钢、H氯艺酸等有机物的降解速率。3+同时还发现电子由活性染料分子转移至Fe。,8 青岛科技大学研巧生学位论文39[]喻亚静研究了微电解-Fenton法处理石化污水,在铁碳微电解反应阶段投加少量的H=301也〇2有助于提高污水的处理效果,在.0,.%,氧化lOmin后p双氧水的投加量为,可使出水总有机碳<5mg/L。40[]B-edouiAhotoFenton等利用p法对橄横油加工行业的高浓度废水进行处理,考虑2+=也〇2浓度、Fe浓度、反应初始pH、反应温度等条件。实验结果表明,在托〇23g/L、[]’F==[巧30mg/L、初始pH3.0,巧始温度为26C时,处理效果最佳。WI1-于海霞等i〇2光催化电Fenton法处理浓度较高的印染污水采用T,用Fe为阳极,石2墨为阴极,,讨论了协同作用对废水处理效果的影响。研究发现,当电流密度为12mA/cm初始H值为3时,印染废水中90.3%的CODcr和98.2%的色度可被有效降解。p1.2.2.3光催化氧化法一一光催化氧化法是种简单。它在、高效且很有前途的污水处理技术定的时间里可W将几乎所有的还原性物质氧化,它的主要优点有具有能源利用效率高、除色效果显著、没有剩余污泥、不会产生二次污染。42[]二,李耀中等使用二氧化铁放入流化床反应器中使用氧化铁催化治理制药污水,发现光催化反应的去除效率与反应条件有很大关系。他们得实验结果是:待处理污水CODcr浓度相应是巧6、861mg/L时,使用不同的实验前提下,光照射两个半小时后本工序处理后的污水CODcr浓度降到113、124mg/L,CODcr的去除效率相应达到81.0%、85.6%,更重要的是B化的值也能够由0.2提高到化5,污水的可生化程度显著提高。但光催化氧化法仍然存在不足,,现在使用最多的二氧化铁催化剂具有较高选择性且难于分离回收。所W研制髙效率催化剂才是光催化氧化法普遍使用于污水处理行业的前提。12..3生物法生物法是通过微生物将污水中的有机物转变为可W被自身生长代谢所需要的营养物质,或通过代谢作用生成无机小分子物质,主要利用的是体内各种酶,因为酶在某些条件下会失活,比,所W采用此种方法处理污水时,需要人工提供合适的微生物生长条件如温度、pH等。同常,城市污水处理厂二级处理过程采用的都是生物法,针对不同的水质培育不同的微生物:,控制不同的生长条件,从是否需要氧气角度看,可分为两大类厌氧法(不需要曝气)和好氧法(需要曝气)。131.2..好氧生物法,是使用好氧型微生物,把污水中的有机姐分化解为小分子无机物好氧法-此过程需一要不断曝气,从而保证好氧微生物正常的新陈代谢。般地,制药废水通常都含有高浓度,,的有机物,不利于微生物成长,而且可生化程度低不能被好氧菌利用故要与其他方法43理[]。:联合,先提高污水的可生化程度,即对原水进行预处常见的好氧生物处理法主要有活性污泥法,生物膜法,生物流化床法,氧化沟法等。(1)活性污泥法活性污泥法是最常用的好氧生物处理方法,,是天然生物处理法中水体自净的人工化9 溜博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧微生物在反应器内呈悬浮状,通过活性污泥的生物聚集、吸附巧氧化作用,分解去除污水.中的有机污染物。该法能分解大量有机污染物,而且运行费用低I处理后污水的出水水质。好,非常适合处理含高浓度有机物的石油化工污水(2)生物膜法生物膜法是指在填料表面滋生各种各样的生物菌,利用它们生长代谢和繁殖过程中的一活性污泥将污水中有机污染因子去除掉的种方法。生物膜法净化污水是利用生物膜吸附污水中的有机污染物,然后外层好气菌对有机污染物进行好氧分解,再进入内层进行厌氧分解,,处于流动状态的水层负责将已经老化失活的生物膜不断冲去,便于新的生物膜再生W几个过程反复循环,最终使污水净化。而脱落的生物膜则在沉淀池中沉淀下来与水分离。一般情况下,,中小型的污水处理厂适合使用生物膜法处理污水,该法可独立使用也可与其他工艺组合净化污水。氧化沟法(巧一种改进的活性污泥法一氧化沟也是,氧化沟的曝气池有别于普通活性污泥法,它是一种无终端渠形封闭结构。污水和活性污泥起存在于环状的曝气沟渠中,通过机械充氧和水流的作用,使污水和活性污泥不停地循环流动。氧化沟处理工艺采用推流态和完全混合态相结合,溶解氧浓度梯度十分明显,工艺流程相对简单,效果稳定,出水水质较好。氧化沟法的污水净化过程主要包括好氧、厌氧及兼性H种机理虽然氧化沟中微生物的抗冲击负荷能力比较强、污泥活性相对稳定、对氮磯的去除效率较高、出水水质好等优点。氧化沟在现实工程应用中,还是有活性污泥膨胀和活性污泥上浮等问题没有有效解决。.132.2..厌氧生物法厌氧生物处理法是使用厌氧微生物,将废水水中难W进行普通生化反应的分子量大的有机污染因子转化为小分子的易降解化合物,最终变为CHU和C〇2的废水处理方法。目前45[]普遍认为厌氧过程分为水解发酵阶段、产氨和乙酸阶段W及产甲烧阶段。该法目前仅用于对有机污染物含量高的废水的处理。目前国内外处理有机污染物含量高的污水W厌氧生物法为主,但单独使用巧氧生物治理的污水CODc,r浓度仍然较大,所W必须后处理好氧一43生物处理便是后处理的[]种。在制药废水中使用较成功的方法有复合式厌氧反应器、上流式巧氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀颗粒污泥床等。巧氧生物处理法具有能耗低、负荷高、运转费用少,可回收利用沼气、占地面积小,47心1[1、l产泥量少耐冲击负荷,应用范围广。Pate、规模大等优点等采用厌氧固定膜反应器对含有酸性污染物的工业污水进行治理硏巧;0.4k/,通过实验得出在有机负荷为2g3‘(md),污水上的CODcr可在多室反应器中被有效去除:在pH为2.5,有机负荷3‘为21.7kg/md时,单室反应器COD。去除率达95%左右,两者去除效率相当。()1.2.3.3SBR法SBR法有很多的优点,比如:可W使水质均匀、不需要回流污泥、生化系统抗冲击性强、活性污泥效率高、运行状态平稳。这些优点决定了SBR法对间歇性排放、污水质量和10 青岛科技大学研巧生学位论文排放量波动大的污水处理效果好。现在很多制药行业的污水治理有很多该方法的成功案例,比如含賴胺等制药污水的处理SBR。余宗建等对含多种抗生素的混合污水使用法进行治理?,当原水CODc浓度范围是9H3280m/L,16h条件下,处理后的污水rg时在曝气一水CODcr含量均在350m/LW下,去除率84.6%,最高CODc去除率为90.6%,g般达r处理后的污水BODs和SS皆可W达到国家规定的排放标准限值。124-..3.厌氧好氧处理法及其与其他处理法的組合工艺制药污水的特点是含有复杂各种成分、CODcr浓度普遍很高且可生化性很差特点,仅使用好氧法或者厌氧法治理通常不易达标排放,因此需要多重处理技术的组合。在这坚组合方法中1),比较热口的是物理化学法和生化法组合。包括:(物化法与好氧生化技术进行组合;(2)物化法与厌氧生化技术进行组合;(3)物化法組合生物处理技术。李董等对制药污水使用厌氧加好氧组合工艺进行治理,他们得出的结论是,处理前-进水的固体悬浮颗粒物浓度是1000m/L、CODc10/L、NHN含量为gr浓度是000mg3-OD-3500mg/L时,经过厌氧好氧组合工艺后的出水色度、Ccr、NH3N相应的可W下降到化和^NTU、500mg10mg/LW下,浊度98%可去除、95%的CODcr可被降解、S8%W上的NH3-N可被除掉。污水经过厌氧反应后,水质有明显的提高,污水中有毒有害污染物的含量有所下降,缓解了污水对后续好氧反应的冲击,能够有效缓解膜生物反应器内难降解污染物的积累问题。张书海等对污水水量d—一一41100mV的制药污水,使用UASB兼氧接触氧化气浮个阶段连续处理,研究证实,此工艺对污水污染物降解效率较高A,处埋后的污水可y满足GB—89781996中的二级排放要求。张形炬等^]采用水解酸化法与深井曝气为主体的工艺对含激素的制药污水进行治理,?污水产生量为3000mVd,工程运行结果:待处理的污水水质为CODcr浓度菊围是8000??10000m/L、BOD48006000m/L、H46、300m/Lgs浓度范围是gp值范围是氨氮含量是g左右时,经过该组合工艺处理后的污水CODcr浓度《500mg/L,可生化性达到0.6上,-H级^处理后的污水水质可<满足《污水综合排放标准》(GB89781996)排放要求。1^口1赵庆良]利用加压溶气气浮-完全絕合推流式生化法沮合对高浓度的制药污水进行了-有效的治理,实验结果乐观。杨志勇等人使用气浮法SBR法后接滤池对制药污水进行治理,该工艺抗冲击性强、不产生污泥膨胀问题,经过处理后的污水水质CODcr含量低于100m/L、BODm/L、SS70m/L,gs浓度不高于30g浓度小于等于g此工艺运行成本不高、操作方便口]、便于维修和养护。赵艳锋使用接触氧化+气浮+生化处理对污染物含量高的制药污水进行治埋,工程运行后污水CODcr、SS、BODs降解率相应为95.7%、%.8%、99.8%,实验证明该方法对污水中污染物的去除率高、系统抗冲击性强、运行稳定。肖利平等人研一一SBR法巧了微电解预处理法厌氧水解酸化法处理化学合成制药污水的工艺,研究表明改方法对水质和水量不稳定的制药污水有很好的治理效果86%-92%COD,的cr能够被有效M+水解+接触氧化工艺处理化学制药污水[syBF+CA工除去。其它如气浮、气浮+USS艺处理高浓度中药提取污水PW[57][58]、厌氧+好氧+气浮过滤及吸附混凝+高级化学氧化法11 溜博某制药厂島浓度头巧类污水处理工艺的研充处理制药污水等均取得较好处理效果。1.3企业概况1.3.1产品及原辅料2750/-该企业生产规模t/a抗生素中间体,分别是lOOOtaAE活性酷,原材料是氨喔朽酸,、精品DM(二苯并唾嗤硫離)、亚磯酸H乙酷、H乙胺辅助材料是丙酬、甲醇和二氯-800--甲烧t/a头袍曲松钢,原辅料是7ACA氨基头袍烧酸、S嗦环、AE活性醋、醋酸;。)二500-钢、H氣化娜、乙腊、H乙胺、丙爾、己醇、氛甲烧;t/aN乙基双氧呢嗦,原材料是N-乙基己二胺50t/a、草酸二己酷,辅助材料是石醇、二氧化碳、异丙醇和己酸乙醋;1-ACA-头抱化朽盐酸盐,原材料是7、六甲基二巧烧胺、AE活性醋、H甲基贿桂烧、甲醇、-丙鋼300t/a,7ACA、PC15、DMAC(二甲基乙醜;头抱巧辛酸头抱味辛酸主要原辅料是胺)、SMIA(甲基亚胺基巧喃乙酸按)、15%氨氧化钢、6mol/L盐酸、甲醇、冰醋酸、碳酸二甲醋、CSI(氯横骄异氯酸醋)、二氯甲烧。主要的原辅材料消耗见下表。表M主要原辅料消耗统计表Tab-le11Themainmaterialconsumptionstatistics ̄ ̄产品原辅料名称年消耗量(t/a)氨喔朽酸^1159.2原料亚稱酸H乙醋620AE-活性醒S乙胺128丙爾62.4辅料甲醇68.8二氯甲抗1如7-ACA3巧醋酸销102原料S嗦环198.4AE-活性醋388二胺<<7头抱曲松巧—〇80/〇左腊.4150〇12/〇氨水780辅料乙醇164丙爾1的.7二氯甲烧142.1.1.32药品生产工艺流程介绍-乙基双氧贩嗦与头抱化朽盐酸盐的过程中没有产生污水因为生产N,在此仅对产生12 青岛科技大学研巧生学位论文AE-活性酷和头抱巧辛酸H个产品的合成过程做简述污水的头抱曲松钢、。12.3..1头抱曲松钢合成(1工艺流程简述)7--①头抱曲松中间体ACT(7氨基头抱兰嗦)制备工序°’ ̄-.7ACA、H1在干净的反应罐里添加嗦环和艺腊,反应温度保持在0C0C,添加°’BF3化腊的络合物 ̄15C305。,反应温度保持在C,反应时间为1.小时将反应液转移到’’= ̄ ̄结晶蓋,C15CH273.1。添加预冷却的^化水,控制反应温度为0,继续添加氨水至p.物料排放到离也设备中,分别使用己腊和纯化水进行顶洗离也和干燥后,再使用丙丽进行顶洗,然后离也。将研磨后的湿粉送到双锥,真空条件下干燥到含水率<5%,制得一7-工序工序粗蒸ACT干品。固体物料去下;母液含有乙腊和水等,去溶剂回收用于洗,料;剩余乙騰水依据瑞阳制药有限公司签订的《溶媒回收处理协议》送瑞阳公司处理;洗涂液含有异丙醇并入结晶用异丙醇废液中一并处理。②头抱曲松钢缩合工序一在缩合蓋内先加入及良好的异两醇,、二氯甲烧降温至定的温度,再将上工序得到7-ACT固体结晶加入到缩合蓋内-的,开后揽拌。然后再加入AE活性酷I,最后滴加S乙胺一升温至定的温度,自然沉降后经过滤器过滤除去机械杂质后送去头抱曲松钢结晶蓋。⑤头抱曲松钢结晶工序将上工序得到的头抱曲松钢溶液转移至结晶蓋内,,加入成盐剂醋酸钢水溶液、异丙醇一一定得温度,维持段时间后,放至离必机甩滤降温至、采用丙酬溶液洗洛、甩干后在真空状态下干燥。干燥后的物料即为最终产品经包装后送成品仓库储存、外售;母液、洗洛液去溶剂回收工段粗蒸,母液粗蒸得二氯甲烧和异丙醇,分别用于头抱曲松钢缩合和结晶;洗涂液粗蒸得丙醜用于头抱曲松钢洗漆。剩余异丙醇、水、丙丽,依据瑞阳制药有限公司签订的《溶媒回收处理协议》送瑞阳公司处理。(2)溶剂回收装置①乙膀的回收7-ACT结晶工序过滤得到的母液主要含有乙腊和水,经过简单蒸馈蒸出部分乙睛和水7-ACT共沸物,,用于初洗剩余部分去外协加工。②二氯甲烧、异丙醇的回收头抱曲松钢结晶工序分离出的母液含有异丙醇,、二氯甲焼、水化及副产品等母液经粗蒸,得到含有少量异丙醇的二氯甲烧液用于头抱曲松钢的缩合,得异丙醉用于头抱曲松一钢的结晶,剩余主要含有异丙醇及少量二氯甲院和水的混合液去外协单位进步加王。⑤丙爾的回收头抱曲松钢结晶工序的洗涂液主要成分为丙爾,该洗涂液收集后去回收车间粗蒸得丙酬用于头抱曲松钢洗缘,剩余洗緣液去外协单位加工。-12.3..2AE活性醋合成13 湛博某制药厂髙浓度头抱类污水处理工艺的研巧C1)生产原理将二氯甲烧和丙醜投入到反应罐,加热到特定温度,边攒拌边投加氨嚷朽酸,再将H乙胺用滴加的方式添加DM亚磯酸H乙醋持续一,,冷却后加入,再滴入段时间然后进行特定阶段的养晶E-,晶体进行过滤、然后进行洗涂,最后干燥后就是产品A活性酷。(2)工艺流程简述一,首先往常压反应益内投加定量的二氯甲烧,打开、丙丽揽拌器。而后添加氨嗟朽酸’,DM乙醋,OC滴加H乙胺再添加,最后滴入亚憐酸H,进行结晶,持续固定时分冷却到,AE-放料到离也机采用甲醇洗涂,经过包、真空干燥。干燥后的物料就是最终产品活性醋装后送到成品库贬存、销售;离也母液移到溶剂回收工段,回收得到的的二氯甲烧、丙丽、甲醇循环利用。(3)溶剂回收装置①甲醇的回收甲醇在送里用作淋洗,,含有二氯甲烧、丙丽和水等杂质,¥醇和水可抖形成共沸物寻常的精傭难W提取出甲醇,,企业使用萃取法回收甲醇。将甲醇液移到萃取反应罐向罐内添加萃取剂?,把萃取分层后的底部部分抽到污水塔去蒸馈,蒸出残留甲醇和萃取剂循环利用,,,萃取出的有机液相用累抽送至甲醇精馈设备蒸馈脱水后的萃取剂循环使用萃取后的纯甲醇回到反应系统。⑤二氯甲烧的回收母液中主要含有二氯甲惋等,由二氯甲烧回收索送至二氯甲烧回收蓋,用蒸汽升媪,一二二输送到冷凝器的气体分别经次冷凝液冷却水,再使用次冷凝液低温盐水,级冷凝后的二氯甲烧回到反应系统重复利用。⑨丙丽的回收首先往丙丽粗蒸塔中加入物料,液面达到50%时,打开蒸汽阀,蒸汽上升,精馈塔回流半小时后采出料液,保持回流速度为500L/h,按照塔中、底部和顶部的温度,调节溜分流出量和蒸汽使用量,进,。粗蒸塔采出物料时除掉杂质的丙爾到丙酬中间储罐启动物料70泉向丙爾精馈塔送丙丽,液面上升到塔蓋的%,打开蒸汽阀口,蒸汽上升有回流,开始2,。完全回流,塔平衡小时,开始加大进料量,加大蒸汽量控制塔顶塔中和塔底温度1.3.2.3头抱巧辛酸合成(1)头抱巧辛中间体MDCC合成二甲烧二DMAC(N-二甲醜氯罐中加入氯、五氧化磯控制温度滴加,N基醜胺)、巧喃较盐保温反应,加水萃取H。,水层进入污水罐调节p值后进入蒸溜罐醜氯罐有机物进入溶解罐--。溶解7ACA罐中加水和7ACA,滴加15%氨氧化钢,直至固体料溶解。再加入水萃取,水解罐中水相合并后加入头抱茵素酷水解酶,控制好pH值,,水层进入水解罐攒拌15分钟后在进入结晶罐,结晶罐中加入二氯甲烧等,用15%的HCI调pH值,降温。经过离也机过滤,母液进入整流罐回收溶剂。离也湿料经过双锥回转真空干燥机干燥。14 青岛科技大学研巧生学位论文(2)第二步工艺流程MCCCSI,氨甲醜化反应罐中加入碳酸二甲醋和Di控制温度加入反应完毕。料液转入水解罐中,加入纯化水水解,水解完成后,再次加入纯化水进行水解。经过萃取后有机层进入有机相罐,经过减压蒸溜收集碳酸二乙酷用。萃取水层转入水相罐,用17%盐酸调节pH值,结晶后过滤经过真空烘干机烘干,离也母液套用。15 溜巧某制药厂高浓度头抱类汚水处理工芝的硏巧1.4源头污水产生环节1.4.1乙腊回收液、丙爾污水7-ACA、Z嚷环1rJ己赌?7-ACT合成,r溶讓蒸…水?7-ACT结晶、己醉 ̄ ̄,IXiI1乙。占iW臓回i'*j水?「、乙醇过滤、洗絡收污?1I水X_!I—■7-ACTI[洗液粗蒸……,[-?AE活性醋?头抱曲松納缩合I[丙丽二?、氛甲抗头饱曲松钥结晶?y2过滤、干、恣丙觸^置*母液粗蒸 ̄'術嫌液rI—粗蒸rjj粉尘—包装jW2两麵汚水,头抱曲松納-图11头袍曲松钢工艺流程及产排污环节图巧-呂.11Ceftriaxonesodiumrocessandblowdownproductionlinkp16 青岛科技大学研究生学位论文1.4.2氨嘘朽酸污水亚硝酸钢、.;二-*IT[—亚硝r化/化/乙、浓硫酸^—i?硫酸.=:甲酷、甲化。,控化…醇、碳酸納?,I1霸气现翊化魏觀化納1W3數嚷>肝酸污水?甲醇、醋酸顿、^碎口硫厮、碱液1Ii1g----—甲醇^环合駆离屯、、干燥^水、碱液、盐氷解酸、活性炭1*包装氨曠巧酸-图12W3污水产排污环节图F-12hsrionlinig.GrapofW3ewageblowdownoductkp17 猫博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研究..143氯甲污水甲基横醜款i-A比甲田化此合2-咪哩烧丽1I纯化水0甲味结品?过滤纯化水、洗涂、干燥jIiW4氛甲……*H光气?氯甲醜物合成污水I-*.-*P比惦熟甲酷物结晶ki--…己醇?过滤、;化冻、干燦牲装氯甲酷物图-13W4氯甲污水产排污环节图F-ig.13GraphofW4chloromethanesewageblowdownroductionlinkp四股源头污水汇总如下:表レ2生产污水汇总表Tab-le12Summarofroductionsewaeypg污水名称产生部位产生量主要污染因子检测值W1乙腊回收H=4头抱曲松钢溶户口p,色度833,氨氮8705,2楠醒、有机物液污水剂乙脂回收cODcrlOSOMH=4自P’75D胃M159’W2麵就麵麻雜物液粗蒸^C^OD^cr2g919W3氨嘻鸦=pPH5,色度1250,氯离子氨唾朽酸炫化60t/d氯离子、有机物?10497,CODc122598酸污水rH=氯甲醜物结晶1250一fp,色度,氯罔于k<TST3左W4氯甲巧水6t/d氯罔子、有机物。,/。15243COD19460,cr^18 青岛科技大学研巧生学位论文由表-11可知,4股污水中的原辅料或中间体都是不易回收的,CODcr很高;此外,W1乙腊回收液污水的氨氮,W3氨喔脂酸污水、W4氯甲污水的氯离子浓度髙。污水总产生量约为190t/d。W2丙丽污水的产生量大占大部分,但其CODcr、氨氮浓度相对于其他3股污水不大。15企业.现有污水处理工艺及存在问题因之前的生产污水与外公司签订协议外部处理,目前为发展需要建立自己的污水处理厂。首先将4股污水集中进行混合稀释,再进入污水设施。该企业污水处理厂的处理能力一++十+A2++500t/d,主体工艺采用预氧化体池曝气调节两级USFB+深曝兼氧/0氧化池终沉池。处理工艺流程为!19 溜博某制药厂髙浓度头袍类污水处理工艺的研巧高浓度污水格栅井事故污水预氧化一体池脱水机。外运处置个I’I\t.事?水池^气调节池汚泥浓缩池个I!I一!级USB反应器污泥!I循环累IiI'口^除硫循诗沉淀池—--ji提:i升I1;二USFBi级反应器Ii1i,,;Hi厌氧沉淀化剩余污泥1iII;鼓风机—深曝池气剩余污泥y出水与其他污水水混合进入兼氧池污水管线鼓风管线污泥管线加药脊线图-41离浓度污水预处理系统工艺流程示意图F-4Pliramtratonretntemig.1ro化巧fowdagofhighconcenisewageretametsp巧20 青岛科技大学研巧生学位论文生活污水.格井I曝气节池外运处置水提I升I经预处理后的高浓度污水\JI混含区螺旋脱水机木II.I>兼氧池>I污泥浓缩池剩余污泥个I一’鼓风机生活污水II■i化池竿^剩余污泥II中沉池沉淀污泥1II,'I复合氧化剂复合4化池IIII'’I终沉祀J化学污泥法A敵污水管线鼓风管线污泥管线加药管线图^5综合污水处理系统工艺流程示意图F-W.15Processmi打0diaramofcomrehensivesewaettggpgtreatmensyse工艺流程说明;4股源头污水混合后其CODcr、氨氮浓度还是很高,统称为高浓度污H一一水。高浓度污水混合后用工业片碱调节,然后经格栅进入体池p预氧化,预氧化体池’里添加了2t科迈隆碳填料,采用下进上出的进水方式,预氧化出水进入中间水池,再进入银凝沉淀池,海凝沉淀池为多级反应和斜管沉淀池的合建设备。污水在预氧化池内削除CODcr等大部分污染物质的同时提高可生化性,么后进入曝气调节池均匀水质和均衡水量,然后由聚提升进入两级USFB反应器进行厌氧处理;在厌氧反应器内实现大分子物质降解21 满博某制药广髙浓度头抱类巧水处理工芝的研巧9为小分子物质的转换,同时提高污水的可生化性;厌氧处理后出水经沉淀后进入深曝池;深曝池出水和部分生活污水混合后进入兼氧池;兼氧池出水和部分生活污水混合后进入A2/0综合污水处埋系统;最终经中沉、复合氧化和终沉处理后排放。该企业污水最终去向是进入旁边的城市生活污水处理厂,依据《污水排入城镇下水道》口]J343-20-水质标准(C,1310)的B级排放规定该厂污水末端出水水质应满足表限值。表^3工程设汁出水水质巧准Tab-walel3Effluent化rualiS化ndardofenineerindesinqtyggg项目单化出水水质最宵指務化H僮炼外)1CODcrmg/L5002L400姑mg/3NHa-NmL45g/-?4pH6.59.5企业对各环节出水的检测数据见表-14:表^4企业检测巧据Tab-!el4En化rprisetestingdataCO各工段水祥皆去除卒(%)氮氮(mg/L)去除率(%)pH/;(mg/L)—2707—4预氧化池进水48336.1149248—2836—4预氧化池出水.52高浓度调节池.1869662.097265.7690一——级USFB出水I11617J8I802—7二级USFB出水7.52184681.211082.深曝池3329.098511.077215.07.兼氧池31924.936802—A/0池31461.49667.89—7中沉池31011.4982.86终沉池301094/77.81^^-4可由表,48336m/L,2707m/L,1见预氧化池进水CODcr为g氨氮浓度g预氧化出水CODcr49248mg/L,氨氮2836mg/L,经过预氧化W后,CODcr和氨氮浓度反而增商,分析主要原因有:经过预氧化,本来测CODcr时测不到的大分子被打开,变成了小分子,使COD。增高;从预氧化池出来的污水经过末端出水和生活污水冲稀,冲稀率50%左右,然后进入两级USFB反应器,二级USFB反应器出水CODcr浓度为18468mg/L,去除率1.22%,一〇7m/L比之些3329m/L去除率达到81.97%,氨氮浓度Hg前还高。深曝池出水CODcr为g,2氨氮936m/L,去除率11.02%。从深曝池出来的污水先后经过兼氧池、A/0和中沉池,gCODcr与氨氮变化不大。总体来说,该套工艺流程中对CODcr去除率影响最大的是涕曝池,其他生化部分基本失效。出水的CODcr含量为3010mg/L,氨氮含量为936mg化,远超过出水水质要求一。分析原因:深曝池属于厌氧反应,对高浓度污水有定的处理效果,但是’好氧反应对髙浓度污水处理效果不明显一;其次其他生化部分基本不起作用的原因是源头22 青岛科技大学研巧生学位论文污水中氯离子浓度高,影响了微生物对污水CODcr的降解,二是源头污水中氨氮的浓度太,高,致使出水氨氮超标。因此应该首先去除源头污水中的氯离子和氨氮减轻其对后续生化处理中微生物的影响。1.6研究内容和研究目的了解企业实际情况的基础上■2014年3月5日,采集了原始四股生产污水水样,分别是乙腊回收液污水、丙爾污水、氨喔肪酸污水和氯甲污水;W及污水处理厂各工段分别采U2取了原水泡合水、预氧化池进水及出水、髙浓度调节池出水、二级SFB出水、A/0出水和末端出水115。,共采集种水样。对采集的水样进行初步检测,检测结果见表^表^5实验室检测数据Tab-le15Testinda化inlabora化rgy各工段水样CODcr(mg/L)BODs(mg/L)NHj-NCmg/L)pHW—970641乙腊回收液污水105080W29-2丙丽污水191594--5W3氨嗟肝酸污水122598--W4氯甲污水1964012原水混合水65580——9预氧化池进水48622--5预氧化池出水48409--5高浓度调节池340555700-5900-6二级US-FB出水18570035712--8A/0出水4120末端出水3m ̄S8Jl通过企业检测数据与实验室检测数据对照,都可显示出企业污水处理厂现有的工艺对,不能满足对出水水质的要求污水的处理效率不高。 ̄W00m由实验室检测,BOD约为5700/LB/C约化17高浓度调节池出水sg,为,属于难生化的,大大降低了生化系统的处理效率,因此首先要解决的就是提高污水的可生化性。针对企业和实验室污水实际检测情况及查阅相关文献,采用的方法是对四股原水分开治理:高氨氮污水(W1己腊回收液污水)进行氨氮吹脱,降低污水中氨氮的含量;对含高盐的污水(W3氨嗟巧酸污水和W4氯甲污水)进行蒸发除盐,去除氯离子含量,W降低氯离子对后续生化处理效果的影响;氨氮吹脫和1发除盐后的污水与W2丙丽污水混合;eon--海合后的污水先经过FM、Fenton絮凝、Fenton铁碳微电解等方法处理,降低CODcr,BODCOD提高s/cr值。通过对比选出最优的处理方法。再结合现有的设备基础上调整相关'1-6构筑物的功能,进行生化处理,从而达到出水水质的要求:。实验设计流程见图23 溜博某制药厂高浓度头抱类巧水处理工芝的研巧镑盐回收W1乙睛回收液污水W3氨嗟朽酸污水W4氯甲污水'',,加碱II*酸液r^f,吸收…塔.氨氮吹脱塔一A二电现fIJIJ二效蒸发器吹脱脱氮水蒸发k■—.除盐水,,W2丙丽巧水?.▼4r蒸馈残渣危 ̄ ̄; ̄废处理IFentonFenton-Fenon-试剂铁碳微t絮凝处理处理电解处理i‘选择一个优化的处理方法]VJW改进企业原有生化处理设施\/-图16实验流程设计图F-i.16GrahofexerimerUa豆rocessgppp24 青岛科技大学硏巧生学位讫文2高氨氮和高盐污水预处理实验由于该企业生产过程中共产生四股源头污水,其中污水W1乙腊回收液污水含高浓度的氨氮,W3氨嗟肪酸污水和W4氯甲污水含高浓度的盐。按照企业现行处理方式,混合后简单的调节酸碱就直接进行生化处理,高浓度的氨氮和盐离子对生化处理系统冲击很大,运行效果差。因此,应该先去除每股源头污水的特征污染物,去除氨氮和盐离子后的混合污水,所含的主要污染物是CODcr,经高级氧化处理后提高可生化性再进入生化系统。本章节主要研巧氨氮吹脱治理高氨氮污水和蒸发法治理高盐污水。2.1实验试剂、仪器设备及测定方法?2丄1实验试剂2-实验所用的试剂如表1所示。表2-1实验所用的主要试荆T-able21Reagentsusedinexperiment'试剂厂家规格浓硫酸莱阳经济技术开发区精细化工厂分析纯硫酸录河北邢台化学试剂有限责任公司分析纯硫酸亚铁按天津市大茂化学试剂厂分析纯重络酸巧天津市博迪化工有限公司分析纯,硫酸银天津市赢达稀贵化学试剂厂分析纯邻菲巧晰烟台H和化学试剂有限公司分析纯硫酸亚铁天津市北方天医化学试剂广分析纯氨氧化钢天津市博迪化工有限公司分析纯硝酸银烟台H和化学试剂有限公司分析纯络酿钟天津市广成化学试剂有限公司分析纯规化钟天津市恒兴化学试剂制造有限公司分析纯概化亲福建省福州市友邦化工科技有限公司分析纯酒石酸钟巧天津市瑞金特化学品有限公司分析纯氯化锭天津市福晨化学试剂厂分析纯盐酸烟台H和化学试剂有限公司分析纯轻质氧化镇上海埃比化学试剂公司分析纯漠百里敢蓝天津市广成化学试剂有限公司分析纯棚酸莱阳市康德化工有限公司分析纯过氧化氨30%天津博迪化T股份有限公司分析纯铁屑机械厂加工废料山东某机械厂活性炭颗粒状市销聚合氯化错上海山浦化工有限公司实验试剂25 消博某制药厂离浓度头抱类汚水处理工艺的研巧聚丙婦酷胺上海山浦化工有限公司实验试剂聚合氯化铅铁黄岛新世纪环境工程有限公司实验试剂2丄2实验仪器实验所用的仪器如表2-2所示表2-2实验所用主要的仪器Tabl2-2Insetrumentsusedinexperiment仪器名称型号产地SPX--生化培养箱100BZ型上海博迅实业有限公司医疗巧备厂电子天平YP202N上海精密科学仪器有限公司强力电动拨拌机化90-D型上海标本模型厂气粟SP-780型中山市日胜电器制品有限公司?数显恒温水浴锅HH-2常州国华电器有限公司调温恒温加热套HDM-250常州国华电器有限公司分光光度计T6新世纪北京普析通用仪器有限责任公司2丄3分析测定方法本实验所运用的分析检测方法如表2-3所示。表2-3分析方法Tab-me化odsle23Analysis项目单位分析方法.B005mg/L稀释接种法CODcrmg/L重络酸钟法N西-Nmg/L纳氏试剂分光光度法SSmg/L过滤恒重法阳-pH试纸稀释倍数法竺竺2.2吹脱法预处理高氨氮污水实验2.2.1实验装置本实验根据实验室的实际情况,W数显恒温水浴锅、气泉为主要实验仪器。实验过程中,H值、温度对污水的、反应时间进行监测p,获取吹脱过程中的各个分析参数的变化情况,为反应过程提供基础数据。2.2.2实验方法26 青岛科技大学研巧生学位论文-(1)COD、NHN、SS、H、色)测定污水的水质(cr3p度!(2)取污水250mL置于500mL吹脱装置中;(3)加入工业片碱调污水的pH到指定值;并记录加入工业片用量;(4)将烧杯置于水浴锅中,调节污水温度到指定值;一〔5)控制定空气流量向吹脱装置中通入空气;(6)密切观察吸收装置中的反应情况;一(7)吹脱定时间后取样,测定氨氮浓度;(8),重复上述步骤根据设计的正交实验表;(9),选取不同的pH值、根据单因素实验设计方案、不同的试验温度不同的反应时间,重复W上试验;(10)在选择的最优实验条件下测定吹脱法对于CODcr的影响。2.2.3吹脱法正交实验实验测的氨氮乙腊污水的各项指标结果如下。表2-4巧氮乙腊污水水质分析结果Tab-le24AnalysisresultNH-CODaNH。p^^浓度(mg/L,除押、色度外)105080970685004本实验根据实验室的实际情况,WpH值、温度和反应时间3个因素为考察因素。由于各个因素都有自己不同的水平,为了对各因素进行系统的分析,均选用3个水平。该部-分实验因素水平正交实验分配方案如表25所示。表2-S正交实验因素水平表Tabk2-5Fac化rsandlevelsoforUiogonalexperimenttK平pH温度/C吹脱时间/nUn810301%21235120314^32-5根据表,选用L93正交实验进行统计分析并计算级差R的值,W找出该方法对()汚水中氨氮去除效果的最佳实验工艺条件。考察pH值、温度和反应时间3个因素对于吹2-6脱的不同影响效果。正交实验结果及分析见表。27 湛博某制药厂高浓度头抱类污水处理王艺的研巧表2-6吹脱正交实验方案及禁果T--ntable26Analysisofammoniairogenremovalrateoforthogonalexperiment’C吹脱时间/m-实验号pH吹脱温度/inNH3N去除率/%110309064.721035120903.3104015091.84.12301208785123515096.36124090945.7143015094.9814359089.69.1440120953均值184.03384.23387.200均值292.86792.0的91.1333W.26793.均值.86794333极差9.2349.6349.633由极差值可看出,氨氮吹脱实验中影响实验结果的各因素影响大小关系依次是:温度>吹脱时间>比但极差差别不大。从理论上讲,H值、温度、反应时间越大,氨氮去9p除效果越理想,但实际操作并不允许,考虑到处理成本、设备承受力等各种实际条件的限制,,各种因素条件并不能无限增大。这是正交实验的目的找到最佳的实验条件。不过此次正交实验设计略有偏颇,pH设计的过高导致极差差别不明显。2.2.4吹脱法处理高氨氮污水的单因素实验i本实验根据实验室的实际情况,^?H值、温度、和反应时间3个因素为考察因素。lp一通过改变其中的个因子,固定其余的实验条件,考察这3个影响因素的最佳反应条件。2.2.4.1Hp值对氨氮去除率的影响口9表2-7不同阳值条件下N出分布系数1Tab-Ie27Distribud加coefficientofNH3underdifferentpHvalueH579n13p值NH3分布系数00060.3570.9020.993^£-由表27,可见,当水的H值为7时水中游离态的氨的比例在1%^下。当13时,p(押为游离态的氨的比例达到99%W上。在酸性条件下,水中的氨氮主要存在形式是较离子,无法’W气体形态进入空化泡去除,导致去除率比较低。故吹脱法需在碱性条件下实验。‘控制污水温度30(:、曝气时间120〇1如调节污水911至碱性,改变)札进行吹脱实验,{-NN也-N去-测定NH3,通过除率选择最优实验条件。设计方案及结果如表28所示。289 青岛科技大学研巧生学位论文表2-8pH值对巧氮去除率的影响-2-tTabretonitroenIe8EffecofHonthemovalraefammoniagpa-N-NpHNOH投加量/吹脱湿度/r曝气时间/m化NHa/m/LNBb去除率/%gg101619301203..426647?11184430120306968.8412I乂%3012015271320.6830120120587.6422.270120109088813.实验结果如图2-1所示。100-1…。:80-公7。-/!?^〇60-?P50-C點’〇…-40■*a30I^020-S-I100I■'I.IIIII1131011214Hp2-图1pH值对氨氮去除率的影响F--rei2lEffecofHvalueonammonianitroenmovalrateg.tpg=由上图可W看出氨氮去除率随着H值增大而増大,但在Hl2之后氨氮去除率呈缓慢pp上升的趋势,考虑到企业的经济效益,选择最佳pH值为12,此时氨氮去除率达到84%。2.2.4.2温度对氨氣去除率的影响‘控制废水pH为12、曝气时间120min,改变曝气湿度,由室湿至40C,进行吹脱实验,-N--测定NH3,通过N曲N去除率选择最优实验条件。设计方案及结果见表29。表2-9温度对気氮去除率的影响Tab--le29Effectoftempera化reontheremovalra化ofammonianitrogenH--p吹脱温度/r巧气时间/mmNH3N/mg/LNHsN去除率/%’...12室温205C12024巧4749()1225120166282.91230120152784*3120942901253]21208^^^-实验结果如图22所示。29 灌博某剌药厂高浓度头袍类汚水处理工艺的研巧-1001是册-/■I-S。麵S赛-4。占t-I20巨.I0Ii?厂.■.■III20巧3日巧地?了empcrature/C图2-2温度对氨氮去除率的影响-F-i22Effectoftemeratureontheremovalratefammonianitroeng.pog从图2-2可W看出,,氨氮去除,反应温,氨氮去除率与温度关系很大温度越高率越大°’度为20C时氨氮的吹脱去除率为74.9%,反应温度为35C时90.3%的氨氮可W被去除,然而反应温度继续升高时,氨氮去除率提髙的幅度很小。由于温度上升时,各类气体在污水中的溶解度是下降的,所W,提高反应温度对氨氮吹脱治理制药污水时有利于污水中的氨氮的去除一。另个方面来说,反应温度的増加降低了污水中气体的溶解度、使得污水表面的。张为减小,蒸汽更易于进入空化泡,削弱空化强度,而使反应速率变慢、反应产率下降在二者的联合作用下,肯定有最佳氨氮吹脱的反应温度使各方面条件最优。从本实验结果°‘C得知,尽管40C的反应温度比35反应条件下更有利于对氨氮的去除,但氨氮去除率提高很小,并且随着温度的升高必定会受到各种实际条件的限制,。权衡各方面因素巧用氨氮’吹脱法对高氨氮含量的制药污水进行处理时,最隹反应温度应保持在35C上下。2.2A3反应时间对氨氮去除率的影响’CNH-控制污水pH为12、曝气温度30,改变曝气时间,进行吹脱实验,测定3N浓度,-通过NHN去除率选择最优实验条件。设计方案及结果见表2-10。3表2-10时间对巧窃■去除率的影响Tabk2-10-Effectoftimeon化eremovalra化ofammoniankrogenH//mh--XiNHN/mLNHN/%p吹脱温度;曝气巧间3g/s去除率1235303054.368.51235601988.679.5123590116028805..123512053894.51235150309.496.82-3实验结果如图所示:30 青岛科技大学研巧生学位论文-100190-?一孤■i^7。:|—SO麵P50-吕-t930-心麵-I100■■.??I■IIIIII*I2040閒的1001201401朗Timc/min图2-3时间对氨氮去除率的影响-巧2-Effecnrotofdmeo化eremovalateofammonianiteng.3fg2-3从图可知,氨氮去除率随着吹脱时间的延长而逐渐提高,调节pH值至12后反应30min时氨氮去除率为68.5%,而在反应120min是氨氮去除率高达94.5%。而在120min后提高不大,厮考虑到经济化W后的实验吹脱历时选择120min。根据实验结果,各影响因素的最佳实验工艺条件巧在实验的边界,从理论上讲,pH值、i应时间越大,氨氮去除效果越理想,但实际操作并不允许,考虑到处理成本、温度ii?及反59]1设备承受力等各种实际条件的限制,各种因素条件并不能无限增大。将W上各个影响因H=素和实验条件相比较,氨氮吹脱法治理该高浓度氨氮污水时最佳反应因素是:12p,反°应温度35C,吹脱反应时间是I20min。,实际生产中,乙賄回收污水产生温度大约7(TC,因此,不需要加热直接调节pH后进行吹脱,氨氮去除率会更高。因此该过程经济费用仅为添加氨氧化钢的费用和吹脱曝气消耗的电的费用。工业氨氧化钢2300元每吨,处理It污水,需要添加20kg,经济费用46元/t;=XX=20kW24h0.8h子241662元/吨电费每时耗电元/kW吨元/吨。总运行成本。225..吹脱法对污水CODcr的影响°H=从单因素实验可W得出12、反应湿度控制在35C、反应时间120min是最佳反应p状态,此时945%,COD,.氨氮可W被去除掉。在此条件下考察吹脱法对于cr的影响此污水原始CODcr为105080mg/L,而经过吹脱处理后93269mg/L,去除率为11.24%。2.3H效蒸发法预处理高盐污水实验高含量的盐分会严重抑制微生物的成长过程。因为细胞会在高含量的驻分产生的高渗透压中发生脱水,使得细胞原生质和细胞膜剥离,细胞内的脱氨酶的活性会因为髙浓度盐-产生的盐析作用而下降,并且高含量的CI也会对细茵产生毒害,这些持点决定了生物法治31 *湛博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧理高浓度的含盐污水效率低。目前高浓度含盐污水的治理工艺有电解、离子交换、膜分离等,在除盐技术上最佳的方法无疑可考虑滤膜法分离与渗透之类的方法,该方法虽然对高浓度盐分的去除率比较高,由于工程投入和运行期间的费用相对也很高,过高的治理成本通常使企业在经济可行性方面很难接受,膜的二次污染与过滤后对膜的清洗也很难处理,因此不予考虑这个方案。企业实际生产中,W3氨喔肝酸污水60t/d、W4氯甲污水的总产生量为6t/d左右,氯离子浓度分别为19497mg/L、15243mg/L。同比生产规模混合后的污水氯离子浓度为18510m/L。本实验先在实验室模拟蒸发污水g,初步探索该方法的可行性。实验室模拟蒸发实验,先将W3和W4按照10:1混合,取lOOmL混合后的污水加入°到H曰烧瓶中,用电加热套00C加热蒸馈,约30mi。,1n蒸馈出90mL经测量蒸溜前污水中氯离子浓度为18510m/L.蒸发冷凝水中氯离子浓度为345m/L,987%gg.1的氯离子可被去除。实验结果证实蒸发法处理高盐污水是技术可行的一。为了进步减少盐含量,企业实际处理中可选择使用H效蒸发器进行处理。H效蒸发的原理就是使用蒸汽对污水进行升温,水份蒸发,剩余的就是富集了高含量有一机污染物和盐分的蒸糖残液,。。蒸发液流到下个蒸发器时水分又会被蒸发,盐份会升高盐分及有机物会析出,,最后[^半固态形式排出大幅度降低了排放污水的含盐率。脱盐处理一后的污水可进入后续污水处理单元,进步处理最终排放要求。H效蒸发器是套蒸发器-4、冷凝器、盐分离器、辅助设备等串联而成(如图2所示)。一这个设备进水和出水都是连续运行的:高浓度的含盐污水先被打进效结晶。其运行过程为蒸发器进行强制循环蒸发,污水在负压下加热后进入结晶室。,此时污水压力降低迅速沸腾一二从效蒸发器出来的蒸汽被效强制循环蒸发器再次利用,将进入二效蒸发器的污水升湿。一=高浓度的含盐污水从效流到二效,,、再进入效在这个过程中污水持续的被蒸出没有被蒸发的巧水中盐含量持续升髙,当蒸发残液中残留的盐份达到近饱和状态,蒸发残液便可W持续的抽出到集盐室里二一。盐份去除后的污水用泉输送到效强制循环蒸发器重复效的流程,污水在整个系统内被蒸发H次,从而实现水与盐的最终分离。32 青岛料技大学研巧生学位论文不凝汽?二次蒸汽 ̄ ̄^冷却水一]一一——窩盐巧水^第效第二效_第兰效II'—I燕汽铜n却而II却]]il ̄ ̄M ̄ ̄MmlIIIIIIIIL[^\/除盐水q ̄ ̄蓋残液蓋残液^残液图2*4H效蒸发器工艺流程示意图-Fig.24Proce巧。0Wdiagramoftripleefectevaporator高盐污水经过H效蒸发器蒸发后,会产生熬馈液和含有高浓度盐、高浓度有化污染物的蒸溜残液,蒸溜残液按危险废物WH02处理,委托有资质的危险废物处置单位进行处理处置,淡化水进入后续污水处理设施。在众多的高盐污水处理技术中,H效蒸发器除盐法虽然目前污水治理投资较大但其技术,在国内发展前景广阔成熟、可治理污水种类多、占地面积小、污染物去除率高。经济可行性分析:66t/d,因此请H效蒸发器厂家根据提供的条件高盐污水产生量,设计一个处理量3t/h的H效蒸发器。 ̄3t1.该H效蒸发器的蒸发量/h.2t/h压力03.5MPa(,蒸汽耗量,蒸汽0饱和蒸汽);H效‘’’2??蒸发器总换热面积240m;冷却水进水温度32C35C,冷却水出水温度38:C40C,冷却水循环量50t/h;机组总功率25kW。成本计算按蒸汽1.2t/h,电费按0.8元/kWh,每吨蒸汽按200==2X==X/hX2/E25kWX2仙0.8460.8元计,蒸汽费E11.t4h200t5076元;电费2元/(kWh)元+E2=,1l/66t83.89元/t元;若不计人工费及维修费合计成本为吨水处理费用为巧)。2.4本章结论°综上所述,氨氮吹脱的最适条件为pH选择12,反应温度35C,曝气时间120min,此时氨氮去除率达94.5%,W1氨氮浓度为538m/L。明显低于企业原工艺经生物系统处理后的g一末端出水,与其他股污水混合后氨氮浓度还会进步降低。企业实际处理该污水时,因该’版污水湿度为7〇C,可不用加热直接吹脱,氨氮去除率更高。吹脱出的氨气由酸液吸收,镑盐回收。W3、W4蒸发除盐后,蒸发冷凝水中含盐量大幅度降低,这在很大程度上降低了后续33. 湛博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧工段污水的盐分。W1进行氨氮吹脱后,氨氮去除率达94.5%,剩余氨氮浓度为538mg/L。一处理后的污水再与W2混合,再次降低了氨氮浓度。比之企业原有工艺的出水氨氮浓度还低一。为提高进入企业污水处理厂处理设施前污水的可生化性,需要进步对混合后的污水进行处理,降低CODcr的值。¥34 青岛科技大学研巧生学位论文3混合污水的处理实验经过吹脱处理后的含高氨氮的污水、H效蒸发后的高盐污水和未预处理的W2丙丽污水,此时它们的主要污染物是高浓度的CODcr。此H类污水同比企业实际产生量混合后如'3-图1示。具体水质情况为:H为9,CODc/L。所pr为52653mg本章节主要研究该混合污水使用局级氧化法对CODcr的去除。.'r罗辨郑叫伊’:峯,1:3-图1混合把水样品F-ig.31Thesampleofmixedwas化water3.1Fenton法处理混合污水实验3丄IFenton法正交实验研究lOD本实验ilC,经过探索实验确定了影响Fentoncr去除率作为主要指标试剂法的主要2+工艺参数分别是反应系统pH值、化化投加量、反应时间、Fe/H2〇2(摩尔比)4个因素。为了确定适宜的实验条件,应用正交试验进行4因素3水平的实验。按照拉下组合规则,43--正交表132采用k()。正交实验因素水平表见3,正交实验结果分析见表。35 消博某k药厂商浓度头抱类巧水处理工艺的研究3-表1正交实验因素水平表T-able31Factorsandlevelsoforthogonalexperiment水平因素"&〇e/H2〇2H值反应时间(min)2投加量Fp(mL/L)(巧尔比)/2110113023013460/3690^哈?表3-2正交实验结果分析T-able32Analysisofresultoforthogonalexperiment'魏编号实验因素"&化投加量Fe)H2化pH值反应时间COD。去除(mL/L)(摩尔比)(min)率(%)1101/123022.812101346040.60/310!巧69015.184301/1490沁.455301/363013.346301/526029.29750]/166019.128501/329032.769501巧43015.58-均值126.19724.7932828717.230.—225..均值.0132888729543巧.67022-均值3.48720.0171586726.797.38-1367610.440极差^.^-2en由表3的正交实验结果可W得出,Fton法实验结果的影响因素主次关系为:pH>+一2〇>反应时间冲6/托2(摩尔比)祀〇2投加量。需进步通过单因素实验确定最适实验条件。3丄2Fenton法单因素实验研巧2+1)Fe/H2〇2(摩尔比)对混合污水处理效果的影响=,H4,也〇2添加量是5mL/L,取1L混合污水调节混合污水的p1时分别加入不同量2+的F巧〇4,使Fe/H2〇2(摩尔比)分别为1/1、1/2、1/3、1/4、1店,反应60min后,停止攒拌OD3-2,静置后过滤,取过滤液测定污水的Ccr,实验结果如图所示。36 青岛科技大学研巧生学位论文如140-■、?、.《占、3。-I8/IIr/送■-100I.■??■II,II0.20.40.60.81.0"Fe/HA2+3-2FeH()COD園/2〇2摩尔比对cr去除率的影响2+F-i32Effe。ofthemolarratioofFendHOonremovalraeofCOD。.g.a22t2+-2中/H2(从图3看出,当Fe〇2摩尔比)小于1/3时,随着FeS〇4投加量的增加CODcr2+的去除率逐渐增大;当Fe/3时,CODc,39.8%也〇2(摩尔比)等于1/r的去除率最大分别为;2+当Fe/H2〇2(摩尔比)大于1/3时,随着FeS〇4投加量的増加CODcr的去除率反而减小。2++’2浓度过低时’因为Fe是催化产生OH的必要条件,当Fe,生成的OH少,反应过程较慢;2+2++’3e-当F浓度过高时,由于Fe是OH的清除剂,会发生式114的反应,同时生成的Fe()口0]2+-浓度过高也是托〇2的清除剂,会发生式011反应,降低了H2O2的利用率。另外,Fe,)2+二。Fe/H〇比)在消耗试剂的同时增加污泥量和出水色度,易造成次污染本试验中22(摩尔最适值为1/3。2)H202投加量对混合污水处理效果的影响‘1L混合污水H4〇,〇取,调节混合污水的p值为,分别加入不等量的托2使也2的浓2+度为5、10、15、20、25mL/L,Fe/H2〇2(摩尔比)为1/3,反应60min后,停止揽拌,-静置后过滤,COD33取过滤液测定污水的。,实验结果如图所示。37 權傅某制药厂高浓度头袍类污水处理工芝的研究50-|45-40-■、巧-一U?口/〇如-/U?/〇巧-/玄/2扣./*■3II10;5-51015202530DosaeofHO/mLg^^3-3成〇图2投加量对COD。去除率的影响-Fi.33巨ffectoflgdosageofH2O2onremovarateofCOD。由图3-3,混合污水CODc,可见r的去除效率会随着H2O2添加量的增大而有所升高20mL一*但当添加量增到/L后CODcr去除效果反而下降。这是因为在在定范围内,〇H量的生成随着双氧水的添加量而增加;,混合污水CODcr去除率逐渐提高而当过了最佳添-1-加量后,含量较高的祀〇2不仅会造成其自身分解反应的加快,根据式12,0H也能被()H0去除?’OH22,使参加反应的£?量减少,降低了对漏合污水中有机物的氧化能力,使2+3+得CODcr的去除率降低。并且此〇2具有氧化化大量的比化还会把Fe氧化变成Fe,3+‘OH的生口WFe催化了反应的进行,降低了产效率。此外,投加量过高会增加混合污水的处理成本。因此,在本实验中味〇加量是20mL/L。2的最佳投I3)H值对混合污水处理效果的影响p2+取化混合污水,添加访〇220mLiFe/H2〇2(摩尔比)为1/3,分别调节污水的阳'203050值为.、.、4.0、.、6.0,反应60min后,停止攒拌,静置后过滤,取过滤液测定污水的CODc3-4r,实验结果如图所示。如"I班-§\?XIS占20-誦I-10>■■■■04、尸■厂■.I■I、23456pH图3^初始pH值对CODa去除率的影响F-i34EffetofHvalonremovalrateofCODrg.cpuec389 青岛科技大学研巧生学位论文3-4;[HCOD,H值由图中可y看出,随p值的升高,cr去除率呈先升高后下降的趋势p为4,H值为4D.0时,CODcr去除率为最高然后去除率随pH值升高而下降。在p.0时,COcr+去除率达到41.4%,这是由Fenton试剂氧化机理决定的,pH值较低,印H浓度较髙时,3++,2-FOH的反应式,(111)受到抑制,e不能顺利地被还原为Fe.同时也抑制产生从而影响H值较*2+到Fenton试剂的氧化能为,根据反应机理不利于OH的Fe;而当p高时产生,且和3+Fe会形成氨氧化铁和氨氧化亚铁沉淀,减弱甚至是完全失去催化作用。另外较髙的pHHO生无效分解,〇HPe]值会使22自身产,。因此,,使的产生量大大减少降低催化效率在本实验中最佳反应pH值为4.0。4)反应时间对海合污水处理效果的影响+2H1L混合污水,20mL/L,Fe/此〇2(摩尔比)为1/3取吐〇2的投加量为,调解污水p值为4,分别反应15、30、60、90、120min后,停止揽拌,静置后过滤,取过滤液测定污-水的CODc,35所示。r实验结果如图如145-40-一?-I〇-30/-!/.I/现1;/-I15■之■-105-0?.■■?I'?IIIIII02040前80100120Tiime/mn图3-5反应时间对COD。去除率的影响'-F.ilCODi35Effectofreactiontmeonremovarateofcgr-提高由图35,COD,前Ih可知,随着反应时间的増加cr的去除效率不断内提高的速度较快;60min时CODcr的去除率达到40.5%;60min后时间继续增加,去除效果增加也一F2+不明显,Ft。e。从整个反应时间来看enon试剂的整个反应过程分为两个阶段第阶段的‘OH自由基产生量和产生速率最高的阶段,故CODc和吐O2的反应阶段是r的去除率也高;3+2+’二阶段是Fe,此时的Fe已基本耗尽OH自由基浓度低第和化〇2的反应阶段,故,对’口《]有机物的降解也缓慢。另外,反应过程中可能产生中间产物了难W被OH蜂解。经过60min,,,60min。的反应后氧化过程也基本完成所1^本试验最适宜的反应时间为3丄3验证实验L混=2+=(H4,;Fe31,取1合污水,在单因素实验得出的最佳条件下p&〇2:吐〇2投加量为20mL/L),进行H沮平行实验,反应Ih,用来验证该条件下对污水的CODcr去除3-3效果。结果见表。39 溜博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧■表3-3实验结果分析-menTable33Experitresult.实验序号123平均值CODcr去除率(%)38.6139841739.75££通过验证实验可导知,在实验测定的最佳条件下,CODc,的处理效果与探究最佳条件时的效果接化处理后的污水CODc洽量降低39.75%。3」4.实验结论本实验通过对源头污水单独处理后的混合污水进行FeMon氧化,得出在pH为4,札〇2:2+=Fe3,.:1,吐〇投加量为20mL/L条件下,CODo的去除率最高75%。但单纯2平均达到巧F一的使用enton试剂处理污水,是处理成本会增大许多,二是即使这样也不能使污水达到排放标准enton试剂与铁碳微电解法或絮凝沉淀法联合对污水进行联合。因此下面将使用F处理。32F-t.enon铁碳微电解法处理混合污水实验微电解法是一种使用原电池的原理来治理污水的工艺,首先要有金属背负式形成电极。铁碳在污水内形成微电池,可W自发的进行电化学反应,使污水中污染因子通过发生["1氧化还原、吸附,。、絮凝、电泳沉淀等反应而被去除能改善污水中污染物的可降解性同时物料只是使用废铁屑和碳,可达,不需要电力等能源辅助到废治废之目的。首先对铁屑进行预处理:铁屑在10%的NaOH溶液加热lOmin,去除表面的油污,然后用蒸馈水冲洗干净,加入体积分数为0%30mi去除表面氧化物,用蒸傭1的稀硫酸浸泡nfw水反复冲洗直至中性,置干燥箱内干燥备用。纖图3-6实贈用废铁屑F-i.36Exerimentw化hironshavinsgpg40 青岛科技大学研巧生学位讫文3.2.1预实验(1)铁碳微电解实验:铁碳体积比为2:1,总体积为1500m^投入到lOOOmL混合,H值为5,,然后取上清液污水中用硫酸溶液调节p曝气处理化,测定CODcr含量。2+2 ̄=()F州ton,4,HF(1高级氧化实验;过滤上清液在脚为32〇2/e摩尔比)3:|hF.H1793L0%20mL反应时间I,eS〇472〇投加量为.g/,3讯〇2投加量为/L,处理水样为300mL,处理之后取其上清液,测定预处理后污水的CODcr含量。:先用铁碳微电解处理混合污水(COD653m/L),预实验处理结果cr为52g测上清液的CODcr为40247mg/L,得该步的CODcr去除率为23.56%;接着用Fenton处理上清液或过滤液,测得处理后的水样CODcr为34998m/L,计算得总去除率为33.53%。综合上预实g—,,Fenton工艺治理较高CODc验结果在通过上述实验结果可W初步推断铁碳微电解r含量的混合污水是有一定程度的效果的,铁碳微电解、Fenton高级氧化的组合工艺作为对混理是有一合污水的预处理方法,,,对CODcr的处定效果但因处理效果不是特别明显后续实验继续探索先用Fenton,后用铁碳微电解的组合方式处理混合污水,考察该种组合方式COD?对cr去除的效果。322Fenton—..铁碳微电解法正交实验"=H=(nFenton预处理混合污水:在条件;pH值3,2〇2/Fe(摩尔比)3:1,H2O2-投加量为20mL/LiL混,FeS〇47H2〇投加量为17.93/L,反应时间为45mn,处理OOOmgl合污水。,。用重络酸钟氧化法测定水样的CODcr处理完成后取上清液或过滤出水样供后续铁碳微电解实验使用。平行处理5姐lOOOmL混合污水,供后续实验使用。(2)铁碳微电解处理上清液:①正交实验验设计:本实验W初始pH值,Fe/C(体积比),反应时间(min)作为考察因素,WCODcr为指4正交表标,采用L93,做正交实验W确定微电解法的最佳处理条件。因素水平正交实验()3-4分配方案如表。取200mL絕合污水于烧杯中:调节pH值;将按比例分配的铁屑(经过预处理)和活一H性炭混合均匀;,,加入到污水中曝气定时间后,过滤汚水,加入氨氧化钥颗粒调节p9 ̄-1030,COD。37。为,静置分钟,取上清液测定。实验装置如图所示表3-4正交实验的因巧水平分配表Tb--ale34DesignofFac化rlevelsofolihogonal巧enmentp因素水平ABC反应时间/minFe/C(体积比)初始pH值1601:232901:15*327^41 猶博某制药广高浓度头抱类污水处理工艺的研究表3-5正交实验设计Tab-le35D扮ignoforthogonalexperimen化I实验序号ABC ̄实验1Mh23实验2601:15实验3602:17实验490i:25实验5901:1769023实验:1实验71201:27实验8120It13实验91205^正交实验结果及分析采用L9(巧正交表,因素包括初始pH值,Fe/C(体积比),反应时间(min),WCOD。去除率处理指标-,极差分析结果见表36。表3-6正交实验结果Ta-ble36Theresultsoforthogonalexperiment反应时间/minFe/C体积比pH值COD。去隙率(%)()实验1:225.061603实验260It1512.12360211.0实验:708实验4901:258.72实验590I:I7位80实验6902:1318.25实验71201:277.35实验8口01:1320.97实验91202:1519.61K115.75313.71021.427K213.25715.29713483.K31597715.98010077..T2211.350}^£^由极差分析可知,在本实验条件下,影响铁碳微电解处理经过混合污水(经过Fenton预处理的污水,其f)H值为4.0的因素中影响实验结果的各因素顺序为:值时间,),反应铁碳体积比。42 青岛科技大学硏巧生学位论文,’'、二麵户J感*''■'**"■'-?'PlW;m雜-%/<?’1!f赴:?幣'号1就?,图3-7铁碳微电解法实验曝气装置图F---ig.37Theaewtor垃r化6researchonFeCmicroelec比olysis3nn-.2.3Feto铁碳微电解法单因素实验HFC及反。在确定了最佳实验组合后,探索初始p值,e/应时间对处理效果的具体影响①初始pH值,在相同条件下设定初始pH值3、4、5、6、7,考察CODcr的处理效果。③Fe/C(体积比),在相同条件下,设定Fe/C为1/3、1/2、1/K2/K3/1,考察CODcr的处理效果。⑤反应时间(min)为30、60、90、120、150,考察CODcr的处理效果。单因素实验结果及分析一在正交试验确定最佳反应条件的基础上,通过单因素试验进步考察各因素对处理效果的影响。1)初始pH值的影响固定处理污水(经Fenton预处理过的污水的过滤液)体积200mL,铁巧体积为250mL,=VFe/VC、,l,铁碳混匀后投入污水中,用浓硫酸调节污水H值依次为34、5、6、7()()p=曝气反应h ̄COD1.5,反应后用NaOH固体颗粒调节pH910,静置半小时,测定。浓度,。-3-738结果如表,图所7F。表3-7H值单因p素实验结果Tab-Ie37ValueofHforslefactor化Stresultsinpg实验序号12345pH值34567CODcr去除率56.055,852.050.548.3%/3-8由图可知,铁碳微电解的最佳反应条件是酸性,因为此时铁屑在富含氨离子的环436 溜博某制药广高浓度头抱类污水处理工艺的研究境中最容易薇发电子,反应向着有利于阴极的方向进行。酸性条件下,活性巧表面的负电荷随着氨离子含量的増加而被中和掉,因此,活性炭的表层被更大程度的活化,使之吸附性能增强;然而进水的酸性越大对反应反而不利,太小的pH条件下,铁会被大量的溶掉,二COD用[W。因W二价铁离子的形式存在,过量的价铁离子对污水cr的降解有抑制作为氨离子含量太高时,对铁碳微电,对W氨氧化铁和氨氧化亚铁为作用因子的絮凝体造成破坏解治理的装置造成侵蚀,不仅加重了成本,还对后期治理造成负担。用Fenton高级氧化法处理完后的水1^值为4.0,可(^;1直接不用调节口11,节省工艺操作。综合考虑,确定适宜口H4的进水p值为.0。‘1001奶-妨-70I;〇60-。■■"■--S—50-巧S40-I30-I^20:-10_J■'■■"--------0II'rTI.I34567Hp3-8H值COD图对cr去除效果的影响p*-.38EftofHlf巧ecva山e0打!emovara化SoCODc£rp2)反应时间的影响固定处理污水(经Fenton预处理过的污水的过滤液)体积200mL,铁碳体积为250mL,=V(FeyV(C)l,铁碳混匀后投入污水中,保持过滤液的pH值为4不变,分别曝气反应30、60、90、120、I50min,-H=9 ̄,i,38,反应后用NaOH固体颗粒调节p10静置30mn测定CODcr。结果如表图3-9所示。,表3-8反应时间单因素实验结果Table3-8Thereactiontime化rsingle拉C化rt扮tr扮山ts5实验序号1234反应时间/min306090120150CODcr去除率48.056.056.656.3%.5/%微电解反应时间对CODcr影响:反应开始主要是由于活性炭的吸附作用,将有机物吸-附到活性炭的表面,然后因为铁活炭原电池作用使污水中微电解加强,使有机物含量持续in降低,微电解反应进行30m是原电池系统中铁碳的活性己被激活,治理成效显著增加,44 青岛科技大学研巧生学位论文60min微电解,随时间增加去除率先降低,然后几乎去除率几乎不再增长,后。据分析反映初期,微电解是在酸性,但、铁电极较活泼的条件下进行随着反应时间延长铁不断释放电子,污水中难被重络酸钟氧化的大分子物质被降解为小分子物质,CODcr数值増大或几乎不在减小,去除率下降或几乎不再増加。综合考虑,为使大分子物质被降解为可生化60min讲解的小分子物质,取反应时间为为宜。1001e卵.80-7-0式如-■■香■拥i;I40-之30-20--102040朗80100120140160Time/min图3-9反应时间对降解效果的影响巧-祇g.39巨ctof化actiontimeon化edegradation3)Fe/C(体积比)的影响固定处理污水(经Fenton预处理过的污水的过滤液)体积200mL,铁碳体积为250mL,VFVC=铁碳体积比依次为(e)/()3/li2/1,1/1,1/2,1/3,铁碳混匀后分别投入污水中,保=H4 ̄不变,曝气反应60min,NaOH固体颗粒调节H910持过滤液的p值为反应后用p,--30min39,310静置,测定CODcr.。结果如表图所示。表3-9铁碳体积比单因素实验结果Tab-le39Volumeof化eiractivatedcarbonforilefac化r化strlt加化sngesus实驗序号I2345VFe/VC1:31:21:12:13:1()()CODr..454057454.7c去除率515352..%/-W310:1。:由图可W看出,COD。在铁碳比为2时被最大去除分析原因认为当铁屑一定时,和活性碳总体积,随着铁屑和活性炭之间比的增大,系统中内微原电池数量变大一当总数提高到定值后,铁屑和活性炭碳的比再上升,系统中微原电池数量不増反降,对污染物可降解程度有改善。由于Fe是微电池中的活泼电极,微电池的活性在很大程上取*决于Fe的量,正常情况下,在酸性富氧条件时,铁碳微电池会生成氧化能力极强的OH(沒2+]+F一?片-自由基e+化〇2Fe+OH+031)()++22但是当Fe的用量过多时,Fe生成速率过快溶液中瞬间积存大量Fe这部分过量的45 猫博某制药厂髙浓度头抱类污水处理工艺的研巧2+?Fe又可W与0H发生如下反应2+?-*3+-F++-e0HFe0H(32)一?=消耗部分OH,从而使降解效果下降,故取V(Fe)/V(C)2^为最佳条件。1孤1故-sS朗-"一■"■一I■‘40-聖20--10.■1■'I■I?IIII0.51.01.5么02.53.0Fe/C3-图10铁碳体积比对降解效果的影响-Fi1rg.30Effectofvolumeoftheiontoactivatedonthedegradation3.2.4实验结论(1)影响读碳微电解反应的主要因素包括:pH值、V(Fe/V(C、反应时间(固定铁碳的))50 ̄总体积为2mL,00mL浸没铁碳l2cm)污水体积为2。通过正交实验显著性分析,在本实验条件下,影响铁碳处理污水(Fenton处理过的过滤液)的因素由大到小依次为:pH值、反应时间、V(Fe)/V(C)。2H一()分别对p值、反应时间、V(Fe)/V(C)H因素进行单因素试验,进步确定最佳工H艺条件为:p值为4.0,反应时间为60mm,铁碳体积比为2:1。3-.3Fenton絮凝沉淀法处理混合污水实验本实验主要侧重研巧Fenton试剂最适体积比时,絮凝剂种类,絮凝剂投加量及反应3-时间(min)作为考察因素93正交表,enton,WCODcr为指标,采用L()做正交实验W确定F絮凝法处理末端出水的最大影响因素。3.3.1正交实验本实验(^絮凝剂种类,絮凝剂投加量及Fenton试剂反应时间(min)作为考察因素,3-WCODc,3r为指标采用L9()正交表,做正交实验从而得出Fenton絮凝法处理污水的最大3-影响因子。因素水平正交实验分配方案如表10。2+F=(1通过预实验,确定Fenton试剂的最佳体积比为比〇2:e3:1。)46 靑岛科技大学研巧生学位论文30033200 ̄300口烙取mL末端出水于己经编号为1、2、的个烧杯中,调节脚至..,VH0VF2-l53730%,按22;e3:的比例加入.b水合硫酸亚铁颗粒和6mL过氧化氨分()(>g0m ̄别在攒拌器下揽拌2in、30min、40min后,调节H至7.08.0然后将3个烧杯中水样p,平均分配到己编号的9个lOOmL烧杯中,根据正交表分别加入相应絮凝剂种类及添加量,处理相应时间后lL容量瓶中加入蒸馈,各取lOmL上清液(上清液较少时需过滤)于OOm水稀释至刻度,测定CODcr。表3-…正交实验设计T-able310Desinoforthoonalexperimetalgg ̄因素絮凝剂种类巧凝剂投加S(mL)攪拌时间(min)1PAM3020实验.实验2PAM4.0303PAM240实验.0实验4PAC1.030实验5PAC1.540实验6PAC2.020实验7PAFC1.040实验8PAFC1.520实验9PAFC^^-极差分析结果见表311。3-表11正交实验结果Tab-le311Theresultsoforthogonalexperiment ̄ ̄因素絮凝剂种类絮凝剂投加量(mL)巧拌时间帅n)CODcr去除率(%)实验1PAM3.02034.90实验2PAM4.03031.30实验3PAM2.04028.524PAC.实验103032.88■5PAC.实验154030.54实验6PAC2.02028.的实验7PAFC1.04042.67实齡8PAFC1.52041.98实验9PAFC2.03045.12lU31.57336.81735170.jK230.68334.607:36.463jK343.2873412033.910.jR126042.6972..553j由实验结果图表可见,絮凝剂种类对CODa去除率贡献最大,其次是絮凝剂投加量,Fenton试剂反应时间(即视拌时间)。47 溜博某制药厂高浓度头抱类巧水处理工艺的研充3.32.单因素实验在确定了最大影响因素后,探索絮凝剂种类,絮凝剂投加量及Fenton试剂揽拌时间(min)对污水治理效果的具体影响。一1攒拌时间定,确定絮凝剂最适用量()使用Fenton试剂对污水进行处理的效果和经济可行性,主要取决于絮凝剂的投加量。。絮凝剂便各类絮凝效果最大的影响因素就是絮凝剂的添加量絮凝剂的添加量不足的话,一不能充分的和水中的污染物完全接触产生絮凝作用,,絮凝体下沉后污水中仍有些胶体。00mL2、3微粒没有凝聚,因此污水浊度没有完全去除各取5末端出水于己经编号为1、2+= ̄3H至2l的.003.00VH0:VFe3:95硫酸亚个烧杯中,调节p,按(22)()的比例加入义g0mL ̄铁颗粒和130%过氧化氨,分别在揽拌器下揽拌20mm后,调节脚至7.008.00,然后将3个烧杯中水样平均分配到己编号的15个lOOmL烧杯中,分别添加PAM絮凝剂2.5mL、3.0mL、3.5mL、4.0mL、S.OmL;PAC絮凝齐y0.5mL、l.OmL、1.5mL、2.0mL、2.5mL,25mL一PAFC液0段时间后,各取lOmL溶.5mL、l.OmL、1.5mL、2.0mL、.,反应上清液于lOOmL容量瓶中加入蒸溜水稀释至刻度,测定COD。。本实验各种絮凝剂用量与出水CODcr去除率的关系如下所示(其他条件为V(H202):2+=VFe)3:1,反应时间20min。()3-口表PAM投加里对出水COD。去除率的影响T-12flt化aWe3臣fecofPAMdosing加COD。removalraPAM加量(mL)2.54.5投^^^CODc%t825.5r去除率(2)^^把郎仙_/■I.120-旨&..-10■—■-0,I■■■1?1I12.53....0354045DosaeofPAM/mLg()3-图11PAM投加量对出水COD。去除率的影响F-i311EffectofPAMdosinonCODcremovalrateg.grFn-PAMCODento,絮凝实验,投加量与出水cr去除率的关系如上图所示实验中可观察到,当PAM投加量53mL时,絮凝体的数量随着絮凝剂的投加量而变大,当投加量超多489 青岛科巧大学研巧生学位论文临界值3mL时,絮凝体的产生量不再随着絮凝剂的投加量而变大。聚丙帰醜胺是能够溶于水的大分子聚合态非天然化合物,PAM所携带的电荷与污水中颗粒物表面携带的电荷电性相反,。他们之间存在静电引力,自然就会产生吸附作用吸附架桥理论就是指起到架桥作一一一一用的絮凝剂的头连接在,另污染物微粒上个污染物微粒上头连接到另,因此絮凝剂在不同的水体污染物之间起到桥梁的作用。这样的吸附剂能够连接很多个颗粒微团,使*[]之连成巨大的立体网状,产生大规模的絮凝体。当絮凝剂的吸附量为理论饱和吸附量的.一,PAMCOD半时絮凝效果最好,且吸附量太大的话,溶解在处理水样中导致出水cr高一?于实际情况。因此本实验的结果显示,PAM,PAM投加量存在个最佳效果值,最佳投加量为3mL,CODcr去除率最高,为31.7%。3-13PACCODc表投加畳对出水r去除率的巧喃Tab-!e313EffectofPACdosinonCODcremovalragr化PAC巧加里mlQ0.5U2.5(当CODcr去除率(%)2t228.0^^^-50n化--40杳35-■、-Io巧-么卓20-5i巧-窒10-5-0-.-..1'I■1,11I1j050152.02.5.1..DosageofPAC3-图12PAC投加量对出水CODc影响r去除率的-F.vlri312EffectofPACdosinonCODqremoaategg-312可W看到PAC投入量达到化5mL时从图,处理水样里开始有比较少的悬浮,当0PAClmL物产生,且悬浮物的产生量与絮凝剂添加量成正比。实验结果表明,当.5含投加量5%的COD时,悬浮物増多,,34.3r,CODcr的去除率也会随之增加当投加量达到ImL时c>l的彼有效去除,当PAC投加量mL时,CODcr去除率不再增加反而下降。按照电中和理N+2+3+CA论,在待处理污水中加入PACa、a、l些离子所带,絮凝剂会提供大量的,由于这,的电荷与污水中颗粒表面所带电荷为异性电荷,可使得中和污水中的污染物电荷污水中颗粒物所携带电荷数量降低,可大大减少电荷间的静电斥力,这时对聚沉的发生有效。当悬浑颗粒在相应的不带电荷的分散介质的悬浮系统时,在这个时候系统是最不稳定的,,此时凝聚效果最佳,不利于水中污染物质会结块明显。若PAC过量,会造成正电荷过多的聚沉,,因此找到最佳的投加量至关重要。综合各因素考虑,PAC最佳投加量是ImL时r去,CODc除效果较好。49 溜博某制药广高浓度头抱类污水处理工艺的研巧'-4表31PAFC投加量对出水CODc去除率的影响Tab-le314EfectofPAFCdosinonCODcremovalrategrPAFC投加g(mL)0.512.5^^^CODcr去除率%30.%36.6731.9831.2128.51()5045-?40-/V■?g冶巧-u2-201?巧誦:K-105--01?'.■',1111050.51.01.52.么DosageofPAFC/mL3-图13PAFC投加量对出水CO化f去除率的影响*-Fi.3ffdil13EectofPAFCosnonCODcremovarateggr3-由图13可知,较少的PAFC使用时,就可W产生比较好的去除结果:。实验现象是形成大的絮凝体且絮凝体比较紧实,沉降时间短,所PAFC的效果更好,但絮凝沉淀后污水色度变大。由实验结果可得,PAFt投加量为ImL时,CODcr去除效果最好,为36.67%。(2)在最适絮凝剂用量条件下,确定最佳Fenton试剂反应时间300?1、2、3、4、55H至2.00300,各取mL末端出水于己经编号为的个烧杯中,调节p.2+VV=l37mL30按讯〇2:Fe3:的比例加入0.835硫酸亚铁颗粒和.0%过氧化氨,分别使()()g20m ̄用揽拌器反应in、25min、30min、35min、40min后,调节pH至78,然后将5个烧杯中水样平均分配到己编号的15个lOOmL烧杯中,分别将3mLPAM、IraLPAC、ImLPAFC溶液加入到各个攒拌时间的烧杯中一,反应段时间后,各取lOmL上清液于lOOmL容量瓶中加入蒸馈水稀释至刻度,测定CODcr。实验结果如下。表3-15反应时间劝出水COD。去除率的影响*Tab-tODle315EffecofieactiontimeonC。removalrate攒拌时间(min)絮凝剂种类絮凝剂投加量(mL)COD。去除率(%)10PAM338.80PAC13532.PAFC1462.715PAM339.81PAC13738.PAFC.1475320PAM340.9850 青岛科技大学研究生学位论文PAC138.74PAFC148.9125PAM344.63PAC139.13PAFC151.2530PAM342.74PAC140.62PAFC14849.—?—PAM60A--PAC-65泌^立昏?仁二三二二一 ̄二二:zr"^r1:一二〇35-U〇30-U225-.20I6-I1-105--■DI■I■*II1rI10巧20巧30Ti/iineinn3-图14反应时间对出水CODcr去除率的影响-Fi.34EfectofreactiontimeonCODcremovalrateg1r一也要求一作为种污水处理方法,它不仅要求对污染物要有较高的处理率,定的时间、enton效率,即要求高效即时等特点。F试剂在治理含难降解污染物的污水所需要的反应-W时间主要由0H产生率及其和有机物的反应速率大小决定。本实验反应时间与出水V2+=CODcr去除率的关系如上图表所示巧他条件为V化化);(Fe)3:1,PAM投加量为3mL,PAC投加量为ImLPAFC投加量为ImL。,)-4所示5m31in,COD本试验选择反应时间如图,在反应2之前cr的去除率是增加的,PAFCImLi时,去除率51.25%。超过25mn后最大值为投加量,去除效果不升反降。说明在反应进行了25min时,Fenton试剂反应已经作用完成,故最佳反应时间为25min,反应在较短的时间内就能达到较好的CODcr去除率,这对于工程有很好的参考作用,取反应的最佳反应时间25min。(3)絮凝剂最适剂量及Fenton试剂最适反应时间条件下,确定最佳絮凝剂种类H至2 ̄00mL1.003.00,0.835量取3末端出水于个烧巧中,调节p加入g硫酸亚铁颗mn ̄3.粒和.07mL30%过氧化氨,用揽拌器揽拌25i,调节pH至7.00800,然盾将烧杯中水样平均分配到已编号的3个lOOmL烧杯中,分别将3mLPAM、ImLPAC、ImLPAFC溶液一加入到各个烧杯中,lOmL上清液于lOOmL容量瓶中加入蒸馈水稀,反应段时间后各取COD-,316释至刻度,测定cr同时做平行实验。结果见表!51I 溜博某制药厂高浓度头抱类汚水处理工艺的研亢3-OD。表16絮凝剂种类对出水C去除率的影响ab-Tle316EffectofrfocculanDrealraesotofltonCOcrmovt絮凝剂种类絮凝剂投加量CODcr去除率(%)均值(%)PACImL41.6243.3242.47PAM3mL43.0545.7744.41PAFC50.6353.7552.19^—,H定时,PAFC的投加量对CODc根据上表可看出pr去除效率的影响跟PAC、PAM>PAM>PACCOD:PAFC。的絮凝效果作比较,H种絮凝剂对出水cr去除率的效果为结果—FC样具有去除CODc,但少量的PA表明,虽然PAC、PAM与PAFCr的效果就可W使CODcr等指标显著下降,该絮凝剂可W使污水中的污染物聚集成大而紧实的絮凝体,因此沉降时间短,处理的污染物种类多,因此性能更好,PAFC为无机絮凝剂,价钱较便宜,经济性可行性较好。3.4验证实验-en-通过Fton铁碳微电解实验和F州ton絮凝沉淀实验结果的比较,W及考虑到铁屑和碳Fenn-填料比较易得,最终选择使用to、絮凝沉淀后污泥难脱水处理等因素铁碳微电解法对混合污水进行处理。将四股源头污水分别经过氨氮吹脱和H效蒸发除盐后,连同生活污水,按照企业实际生产产生的量的比例进行混合-1Lenton,取混合后的污水进行F铁碳微电解综合处理。经2+==Fenton试剂(H4.0也〇2;Fe3:1讯〇2添加量20ml7L60minp,,,揽拌反应时间为的H=4.0条件下)处理的混合污水:1,,曝气,在单因素试验得出的最佳条件(铁碳比为2p时间为60min)下,进行3组平行实验,用来验证该条件下对CODcr去除效果。结果见表-317。表3-17最佳条件下CODcr去除率-DTW17COelra化undertae3。rmovaoimumconditionsp实验序号12.3平均值处理后CODcr浓度233巧216422079522830(mg/L)处理后BOD5浓度9>10096009800S500(mL)g/一源头污水经过单独处理后对CODcr的去陈率有定的影响,经检测,混合后的污水52653L3--COD打为m/]7可见经巧Fenton,混g,由表,铁碳微电解法处理后合污水水质变化明显,CODc法除率达到57.35%,经处理后污水的B化提升至0.42,污水的可生化性有很大52 青岛科技大学研巧生学泣论文,减轻后续的生化处理的负担程度的改善。3.5经济性分析n-对混合污水采用Feton铁碳微电解法进行处理的经济可行性进行分析,由于铁屑是从t钢铁加工厂要来的废下W料,碳使用的是企业已有的碳填料,因此只对Fenon试剂进行费’用计算即可。3-表18每吨混合污水的理絶处理费用Ta-ble318Thetrtmtchfe"onttrea州argeowasewaep试剂m每吨污水用量费用(元)30%H2〇2900元/吨2.2kg1.98?FeS〇47H20300办吨17.9k5.37gH2SCM98%)2000元/吨250g0.5工业用电0.8元/kWh1kWh0.8合计8.65一--F吨的费用是865从表318可W看出,采用enton铁碳微电解法处理混合污水.元,该方法经济可行。53 溜博某制药厂髙浓度头抱类污水处理工艺的研巧4污水处理工艺优化设计企业将产生的4股生产污水直接混合进入污水处理厂处理,但氨氮浓度、CODq都很高,超过污水处理设施的负荷,使得污水处理厂各污水处理工段除深曝池外几乎不起作用,出水水质远远达不到排水要求。依据污水处理现状及企业、实验室检测数据设计实验,W3、W4蒸发除盐,W1进行氨氮吹脱后的污水与W2混合按照企业产生量同比混合,混合后的污.1enton试剂联合铁碳微电解的方法提高混合污水可生化性,W在水再选择F。结果表明°H=%4,温35C120min,94.5,p度为,曝气时间为时,吹脱效果最好氨氮去除率为剩余氨538m/L345m/L去除氨氮和盐分的污氮浓度约为盐污水蒸发冷凝液氯离子浓度为;将g;高g=2+=水与W2按照实际产生量的比例混合后用高级氧化处理:在pH4,揽拌60min,也〇2;Fe3:1,投加量为20mUL时,用Fenton试剂处理CODcr去除率为39.75%;在Fenton试剂处理最优-巧%条件下,曝气60min,铁碳比为2:1时,Fenton铁碳微电解处理CODcr去除率为.35;F-用enton絮凝方法处理污水时,加入Fenton试剂后攪拌25mhi,选择PAFC作为絮凝剂,投OmLF-COD加量l/L,CODcr去除率为51!25%。经比较得出,etUon铁碳微电解处理污水污水。值去除率较高,处理效果最好。一依据实验检测结果,本文设计了个对山东某制药厂的头袍类抗生素制药污水进行处理的王艺,旨在降低污水的氨氮、氯离子和CODcr,将污水中难降解的分子量大的有机污染物物分解为易生化的小分子有机物,降低污水的生物处理难度。首先对W1脱氮处理,W3-、W4蒸发除盐,预处理后的污水与W2混合,然后再经过Fenton铁碳微电解处理,最后再结合企业自有的污水处理厂的各级构筑物中。企业整体改进方法是1乙;W腊回收液污一一4水出水后增加套氨氮吹脱设备,W3和W出水后増加套H效蒸发器。预处理后的污水进入位于企业南口的污水混合池enton,该污水池之前的作用仅是进行酸碱调节,现在改成F氧化池,原来的预调节池内再添加铁屑,改成铁碳微电解池,生化部分基本已决效,将现-有的污泥抽出,换上新的污泥,其他部分保留。改进后总的污水处理工艺流程图见围41。一经过。4-段时间的运行后,出水CODc巧氨氮排放达标出水结果见表1。表4-r工艺改进前后出水氷质Tab-forerocenle41WaterualitbeandafterssimrovemetqyppWCODn(mg/L)氨氮(mg/L)改进前出水水质3010937改进后出水水质28531标准3004554 青岛科技大学研巧生学位论文W4氯甲污水尾气吸收W1乙腊回收液污水W2丙丽污水W3氨嗟肪加碱个I*盐酸鼓风^屏与^1一観吹誘^’r蒸发冷凝水苗饱M袖:化:较盐4I蒸溜残渣作’回收危废处理,,F州ton-铁碳微法理泥作危.Ly等(污嫌義2▼T二级US巧反应器I、-JIJ剩余污泥f圧占!仙I厌氧沉淀池I^JIII驾舉---WT^.{]j ̄鼓风机—^II;2—4。品池—……―/>(I—* ̄,化学污泥i^终沉池J排水图4-1污水处理工艺流程图-Fig.41Proce巧flowdiagramofsewagetreatment55 潘博某制药厂高浓度头抱类污水处理工艺的研巧5污水处理厂安全危险性分析9污水处理厂不仅要污染物排放符合环境标准,对污水处理过程进行日常风险管理和分析也是非常有必要的,是保证污水处理正常。对污水处理厂安全风险进行有效管理和控制运行与达标排放的重要手段。在对该拓水处理厂相关资料充分了解和分析的基础上,W污水处理厂的方案设计为主要依据,对污水处理运行过程中的危险、有害因素进行了辨识、分析与评价,并有针对性地提出消除、预防和减弱危险性、提高安全运行等级的对策措施。5.1物质危险性分析根据《危险化学品名录》(2015版),评价单元涉及的危险化学品有氨、硫化氨、氯气、过氧化氨溶液(30%)、盐酸、硫酸、氨氧化钢。其中硫酸、盐酸属于第8类腐蚀性物质。S-20表1列入《危险化学品目录》(15版)的危隐化学品表T-able51Thedanerousldinlchemicalsistethecataoofdanerouschemicals2015editionggg()//UN巧号危险物料名称危险性类則临界里t储存量t危捡货物编号号—1氨氧化钢第8.2类碱性腐蚀品2.5820011823—2盐酸第81类酸性腐蚀品I810131789.3硫酸第8.12001.581007类酸性腐蚀品1830430%过氧化氯第5.1类氧化性物质200551001201452.3523002氯气第类有毒气体少量10176—氨巧2.3类有窜气体102300310057硫化氨第2.1类易燃气体5少量21006105362[]》GB-《(1821820根据危险化学品重大危险源辨识14),固体氨氧化钢和盐酸溶液不作为重大危捡源评价指标。结合污水处理厂实际储存量,根据下式也+也++_a^...iQiQiQn一…—其中,,,n种危险物品现存量。qiq。q每—…,,QiQ"Qn对应危险物品的临界量。因此污水处理厂不存在危险化学品重大危险源。几类主要危险化学品性质如下。1)氨氧化销56 青岛科技大学研巧生学位论文8、氨氧化铜是.2类碱性腐蚀品。氨氧化钢与酸发生中和反应并放热。遇潮时对侣锋和锡有腐蚀性,并放出易燃易爆的氨气。氨氧化钢自身不会燃烧,遇水和水蒸气大量放热,形成腐蚀性溶液,具有强腐蚀性。氨氧化钢与侣可发生化学反应,,,,此外氨氧化钢为电解质在有水的环境下可形成电解液,,,形成原电池进而可腐蚀铁。该工程生产运行过程中氨氧化钢可对污水处理设备、管钱造成腐蚀,可导致设备、管线腐蚀、穿孔,,,若不及时维护从而引起物料泄漏进而引发火灾、爆炸、中毒等事放。2)盐酸盐酸是义一1类酸性腐蚀品。种无色、有腐蚀性的强酸。盐酸能与较多金属起化学反应,与金属氧化物、碱类和大部分盐类起化学作用。盐酸的腐蚀性体现在氨离子的氧化性上。盐酸可对该工程的生产设备、管线造成腐蚀。3)8,遇水发硫酸是.1类酸性腐蚀品,化学性质非常活泼,有强烈腐蚀性和吸水性生高热而飞瓣。与许多物质,特别是木屑、稻草、纸张等接触猛烈反应,放出高热,并可—引起燃烧。硫酸遇金属反应放出氨气与空气形成爆炸性混合物。浓度大于等于70%直到98.3%浓硫酸,可按GB18218表2中氧化性物质:危险性属于GB12268中5.1项且包装为II或阻类的物质20化考虑。4)30%,能引起灼伤30%过氧化氨溶液有氧化性和腐蚀性。含量在1^上的溶液接触皮—肤,甚至灼伤。所W旦接触到过氧化氨,会使之变白并有刺痛感;接触眼睛能引起炎症时应立即用大量水冲洗。含量不低于20%,但不超过60%(必要时加稳定剂)的过氧化氨1溶液,5.1类氧化性物质,包装类别为II82182200,企业属。查GB1表得临界量为储存一般为量5t。该污水处理厂虽不存在重大危险源,但是W上四类物质具有很大危险性.其罐区属于重要风险源。5.2设施及生产运行中的风险分析本评价项目在生产过程中主要存在火灾爆炸、中毒和窒息、触电、容器爆炸、机械伤害、高处坠落、物体打击、灼烫、噪声、淹溺、腐蚀、车辆伤害等危险有害因素。企业应重点关注的是触电、机械伤害、淹溺和灼烫,生产运行中各区域的主要危险有害因素分布见表5-2。?57 溜博某制药厂高浓度头袍类污水处理工艺的研究表S-2生产运巧灶程中的主要危险有害因素-maTabThindanmfulfatrocessfroducionle52egerandharctorsinheotpp中毒g火灾Mmis^IIffe产吟反姑tsnMj号爆炸电爆炸伤害坠落打击烫声溺蚀伤害M ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄氨脱15隻VVVVVVVV设备H效蒸发。2VVVVVi受备芬顿氧化。,3VVVVVVV池4^VVV龍生化处理,5^VVV池公巧设备6及辅助设V^竺5.3H废排放风险分析-污水排放:企业废水排放应当执行《污水排入城镇下水道水质标准》(CB432010)B级排放指标。当进水水质恶化、水量突增、有毒有害物质进入、物料泄漏、污水运行失常等情况下,,会导致污水超标排放。因此企业应当实时监控进水水质和水量、保证事故应急池能够对事故状态的污水起到缓冲作用、实时监控污水处理各工段运行情况,并对污水处理厂员工进行培训一,能够处理异常情况,保证污水达标排放。同时,下步企业应当安装在线监控设备,及时了解污水排放情况。如果出现不达碌情况,应及时汇报,查找原因,采取补救措施。超标严重时应告知作为污水接收单位的城市污水处理厂,做好事故应急措施,防止超标排放的污水对他们的污水处理系统造成严重破坏。废气排放:改进后的整个污水处理系统中涉及的废气污染物有:氨、氯化氨、硫化氨、-二氧化硫,这些废气都是无组织排放。执行《大气污染物综合排放标准》(GB162971996)63表2规定的排放限值[^要定期对厂界无姐织废气中上述污染物的排放进行监测,必要的话采取一定措施保证废气达标排放。固体废弃物排放:该企业污水处理过程中产生的废气物有蒸溜残液、污泥。蒸溜残液0…属危废(HW巧、污泥(HW49)。这两类危险废物不可按照般工业固体废物处置,应当64【]-执行《危险废物胆存污染控制标准》(GB185%200)1,建立专口的危废仓库胆存,危废仓库要做好防渗和危废标识,委托有资质的危废处理单位进行处置,防止危废对环境和心J人体健康造成的有害影响。58 青岛科技大学研巧生学位论文5.4H级防护体系和应急措施企业厂区内设有事故应急水姬。为避免事故工况下泄漏物料外排对外环境造成恶劣影响,建立了完善H级风险防控体系,具体包括:一""级防护措施:认真落实建设项目H同时管理制度。环境保护设施与主题工程同时、设计,、同时施工同时投入生产使用;在罐区周围设置围退防止物料泄露;重要风险源周围配备有效的环保、个人防护设备和器材。二级防护措施:厂区设置事故应急池、污水一池,将事故污水,、消防污水、前期雨水等通过防渗管沟导入事故应急池及污水池级防66[护失效时禁止污水外排《》(GB50014-2006)011年版)总则;根据室外排水设计规范哈1.0.4条,建立了雨污分流系统。H级防护措施:对厂区污水及雨水总排口设置切断措施,封堵污染料液在厂区范围之内I防止事故情况下物料经雨水及污水进入地表水水体。若W上H级防控未及时到位,导致事故污水流入道路雨排水系统进入排洪沟时,立即联系协助单位在相应的排洪沟后动拦截设施,,放下拦截闽板进行隔断、封堵,同时采取回收等可能采取的措施,坚决杜绝污染物质流入厂界外环境。企业建立了完善的公司突发环境事件应急沮织,落实责任制。制定实巧性、可操作性强的《突发环境事件应急预案》,,并认真組织相关人员学习演练提高应急处理能力,应急预案己到当地上级主管部口备案。5.5本章结论.该污水处理厂不存在重大危险源,其风险属于可W接受的程度。在W后的生产运行中,要加强安全管理和安全检查,确保各种安全设施在工程运行过程中处于正常状态。在此基础上,严格执行各项操作规程运行管理机制理的事故应急预案,加强安全,制定科学合,有效地减少危险,、有害事故的发生则可W在最大程度上保证工程在设计服役期内安全、"H废"平稳运行,确保达标排放。59 溜博某制药厂商浓度头抱类污水处理工艺的研究6结论一世界上工业污水处高浓度的制药污水是类公认的较难处理的有机污水,是我国甚至理领域的难题和重点一^前。猶博某制药厂是个专口从事头抱类制药中间体生产的企业,1企业产生的污水直接排入其临边的城市污水处理厂,由于其污水中污染物含量很高,对城一市污水处理厂负荷太大,同时为了企业自身发展需要2013年开始企业自建了座处理能,力500t/d的污水处理厂,主体工艺是预氧化池+曝气调节+两级USFB+深曝+兼氧+AVO+氧+终。H化池沉池源头产生的污水混合后调节p,然后进入预氧化池,接着进行生化处理,出水CODCJ343-200)。cr和氨氮远远超过《污水排入城镇下水道水扇标准》(1的要求再,我们对企业生产和污水处理各环节进行调研,现场采样此基础上,检测各水样水质。提出改进措施,实验室实验验证W下措施的可行性。首先对源头污水单独治理,去除氨氮和氯离子,对含高氨氮的己腊污水进行氨氮吹脱预处理去除氨氮;对含高盐的氨^塞朽酸污水和氯甲污水进行H效蒸发预处理去除盐;其次将预处理后的污水同比企业实际产生量的比例海合:,对混合污水进行高级氧化处理降解CODcr。实验结果表明’=20m1)氨氮吹脱法的在最适条件是pH12、反应温度35C、吹脱时间1in,氨氮吹脫-法处理乙腊污水可使NH-N浓3N去除率达94.5%,剩余NH3度为巧8mg/L;2)通过实验室模拟蒸发餘盐实验,蒸发lOOmL高盐污水,30min后,蒸溜残余量为L左右一lOm,检测蒸溜出水的氯离子浓度为345mg/L,氯离子去除率为98.17%。设计套3t/h的H效蒸发器,去除氯离子。蒸发后的残液作为危废处理,蒸溜出水与其他源头污水混合后做进一步处理。2+=3F-=)enton铁碳微电解处理混合污水实验结果表明;经Fenton试剂(pH4,H202:Fe3:lO/1,讯化添加量mLL,揽拌反应时间为60min的条件下)处理的混合污水,再经过铁碳=4达到微电解(铁碳比为2:1|pH,曝气时间为60min条件下)处理,CODcr去除率57.35%。Fen-PAFC25mton絮凝实验结果表明:在投加量Img/L,反应时间in时处理效果最好,CODcr〇-去除率达到52。ont-.19/〇综合比较,F州t铁碳微电解法处理效果优于Fenton、Fenon絮凝法,经处理后巧水的B/C提升至化42。实验证实改进方法技术可行。一本文设计的个处理工艺,首先是将高盐污水蒸发除盐、高氨氮污水用氨氮吹脱后再与丙醜污水混合,再用Fenton试剂联合铁碳微电解的方法处理混合污水,处理的污水可生化性提高,且相对于后续处理污水处理负荷也会大幅度降低。企业原有的污水生化处理设施更换新的污泥并驯化一,预处理后的源合污水与生活污水同进入生化处理部分。2015年3工艺修改后的污水处理厂试生产。生产过程中对出水的检测显示月,经过处理后的污,《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-20水能够满足10)规定的限值。对污水处理厂进,评价单元风险性较小,行安全评价得知。但是作为备受关注的抗生素类污水的排放不能放松警惕,为了确保污水排放不超标,企业应当安装在线监测设备,实时监控污水水质。60 青岛科技大学研巧生学位论文不仅要对常规污水项目进行检测,还应当检测出水中抗生素类物质的浓度。本论文仅从末、端治理的角度对该企业污水进行处理研究,还应当从清洁生产的角度,对企业生产过程设备,、原辅材料、能源、技术工艺、管理等八个方面进行分析从源头上削减污水的产生量或者污水中污染物的含量。61 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溜搏某制药厂高浓度头袍类污水处理工艺的研究独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加W标注和致谢中所罗列的内容W外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请一的论文或成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。一申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担切相关责任。"本人签名曰期;〇月曰>1\占年1关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解青岛科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可W将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可W采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为青岛科技大学。保密的学位论文在解密后适用本授权书()本学位论文属于:保密□,在年解密后适用于本声明。不保密因1""(请在W上框内打V)专6U本人签名;曰期:年月曰导师签名^日船年如A心勇戶68'