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制药废水的特征是有害物质浓度高,色度深,毒性强,可生化性差,处理效率低,直接排放造成的污染会严重影响人们的生活质量。合作企业排放废水为富含苯并咪唑的化工制药废水;由于水质成分复杂,毒性大,造成现有生化工艺效率低,降解不彻底,处理成本高等问题;本文针对企业难题,从实际运行可操作性、处理效率及成本的角度出发,开发设计了高效环保的铁碳-Fenton联合工艺,可将废水化学需氧量(COD)从31200 mg/L降至4730 mg/L,生化需氧量(BOD)/化学需氧量(COD)从0.15提高至0.47,显著提高废水可生化性,结合企业现有生化处理工艺,可使出水达到国家排放标准,本论文主要工作如下: (1)选用铁碳微电解对富含苯并咪唑类物质的制药废水进行降解,首先根据主要影响因素,如铁碳微电解填料种类、反应停留时间、进水pH值、曝气方式等;通过正交实验确定影响废水COD去除率及可生化性的优化条件及范围,研究表明在选用比表面积大于1.2 m3/g的微电解填料a,进水pH为3,填料废水体积比为1∶1,反应最佳停留时间为100 min,曝气的工艺条件下废水COD从31200mg/L降至16180 mg/L,去除率可达48.1%;同时研究发现该反应器负荷较高,对于高浓度废水长时间运行均能保持较高的降解效率。 (2)分别选用铁碳微电解、Fenton氧化、电解电催化氧化、铁碳微电解-Fenton联合工艺、铁碳微电解-电解电催化联合工艺对相关废水进行降解,优化出铁碳微电解-Fenton联合技术为最佳处理工艺。在此基础上,优化Fenton过程的最佳工艺参数,当进水pH为3-4,加入的H2O2与亚铁摩尔比为3∶1,反应时间为90 min,经过铁碳-Fenton联合工艺二次预处理后,废水COD可从31200mg/L降至4730mg/L,BOD/COD从0.15提高至0.47,可生化性大为增强。 (3)动力学研究表明微电解反应为一级反应,对应的线性模拟方程为ln(C0/C1)=0.035t+0.00578,R2为0.9913;由一级反应动力学规律可知反应速率只与物质浓度的一次方成正比,随着反应进行,被降解物质浓度降低,反应速率变慢,降解效率下降,因此结合上下运行工艺,优化出最佳反应时间,此时出水COD浓度最小,处理成本最低;对处理后的废水由紫外-可见光谱图分析可知,该组合工艺可高效降解废水中的醛酮等有害物质。