O3高級(jí)氧化技術(shù)處理黃連素制藥廢水研究.pdf

1、制藥廢水污染物種類多、成分復(fù)雜、毒性大，是廢水處理中的一大難題。僅采用生物方法難以達(dá)到預(yù)期的處理效果，需要進(jìn)行有效的預(yù)處理，提高其可生化性。預(yù)處理技術(shù)主要有氣浮法、混凝沉淀法、吸附法及高級(jí)氧化法(AOPs)等。其中，AOPs能有效氧化去除水體中高穩(wěn)定性、難降解的有機(jī)污染物，降低該類污染物的負(fù)荷，進(jìn)而降低廢水毒性并提高其可生化性。
　　臭氧（O3）高級(jí)氧化技術(shù)屬于AOPs的范疇。該方法通過O3與一種或多種其他處理方法聯(lián)合使用，包括紫

2、外（UV）、過氧化氫（H2O2）、超聲（US）和固體催化劑等，催化O3轉(zhuǎn)化為氧化性更強(qiáng)而反應(yīng)選擇性更低的羥基自由基（·OH），解決了單獨(dú)O3氧化的選擇性和有害中間產(chǎn)物等問題，提高了O3的氧化效率。
　　本文將O3氧化法與 UV聯(lián)用，以黃連素廢水為代表性制藥廢水，著重研究O3、UV/O3、UV/H2O2/O3等高級(jí)氧化聯(lián)用技術(shù)對(duì)難降解黃連素制藥廢水的處理效果和工藝影響，通過處理效果評(píng)估和經(jīng)濟(jì)分析，確定了處理黃連素廢水的最優(yōu)氧化工藝，

3、并對(duì) O3高級(jí)氧化的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)做了初步探討。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)O3氧化工藝對(duì)廢水的處理效果較低，處理所需時(shí)間長(zhǎng)，UV和H2O2皆能強(qiáng)化O3氧化產(chǎn)生更多的活性組分·OH，O3耦合的工藝越多，O3高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)廢水的處理效果越好。對(duì)于低濃度的黃連素廢水，各種O3氧化技術(shù)對(duì)其均具有很好的處理效果，對(duì)于黃連素濃度為300 mg/L、pH值為7.0的模擬廢水，采用UV/H2O2/O3工藝的最佳操作條件為：30％的H2O2投加量為2.

4、00 mL/L，O3投加量14.05 mg/L/min，pH值>7.0，即需要堿性環(huán)境，O3和H2O2的摩爾比0.3。當(dāng)pH值＝11.0，反應(yīng)45 min時(shí)，黃連素去除率高達(dá)96.49%。但對(duì)于較高濃度的黃連素廢水，綜合考慮處理效果和經(jīng)濟(jì)成本，UV/O3氧化工藝是一種較好的預(yù)處理技術(shù)。對(duì)于初始黃連素濃度為1000 mg/L，初始pH值＝5.0的模擬廢水，O3/UV工藝最佳操作條件為：進(jìn)氣流量為3.0 L/min，進(jìn)氣O3濃度為14.05

5、 mg/L/min，反應(yīng)時(shí)間為45 min（O3投加量為279 mg/L），黃連素的去除率可達(dá)81.2%。該條件下，采用UV/O3工藝處理實(shí)際黃連素廢水，廢水的可生化性從0.02提高到了0.26，提高了約16倍。
　　反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明，在最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，O3高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)廢水中COD和黃連素的去除為一級(jí)反應(yīng)，二者濃度變化符合：ln ln Ct=k C0-0，COD和黃連素的反t應(yīng)速率常數(shù)分別0.00794 min-1和0.0