集光催化氧化反應－膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法

2023-05-15 03:37:11 1

專利名稱：集光催化氧化反應－膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種集光催化氧化反應—膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法，屬於製藥廢水處理技術領域。
背景技術：
抗生素廢水是在抗生素生產過程中產生的一類含有中間產物、殘餘抗生素以及有機溶媒的有機廢水。該類廢水成分複雜，含有多種難降解物質和有抑菌作用的抗菌素，其中有機物、溶解性和膠體性固體、懸浮物含量高，pH範圍大，溫度較高，帶有顏色和氣味，具有生物毒性。目前國內外對抗生素類工業廢水的處理主要採用好氧、厭氧或厭氧加好氧的生物處理方法。但由於廢水中含有的大量生物毒性物質，單純依靠生物處理，成本高，處理效果不穩定，出水很難達到行業排放標準。

發明內容
本發明的目的在於提供一種集光催化氧化反應—膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法，利用該方法處理效果顯著，處理廢水達到循環使用指標。
本發明是通過以下技術方案實現的，一種集光催化氧化反應—膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法其特徵在於包括以下過程1、廢水的預處理抗生素製藥廢水進入預處理罐，向預處理罐投加絮凝劑和助凝劑。絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵或聚矽酸鹽；助凝劑為聚丙稀醯胺或活化矽酸，投加量以廢水單位體積計算，絮凝劑加入量300～500mg/L，助凝劑10～20mg/L，在20～25℃下，攪拌，絮凝沉澱，廢水中大量粗粒物質和懸浮固體被去除，取上清液，以孔徑10～100μm的粗濾器去除上清液中細微的雜質，並用H2SO4和NaOH溶液調節廢水的pH值在6～10。
2、預處理後的廢水光催化氧化反應預處理後的廢水進入光催化氧化反應器，反應器中加入的光催化劑為顆粒二氧化鈦，當廢水體積為4L，塗敷的二氧化鈦面積為0.182m2；光源為紫外光，光強為39～45W，並且以臭氧、過氧化氫或二氧化氯作為氧化劑，其臭氧持續通入流量為40～60L/h，質量濃度為38～48mg/L，過氧化氫加入量為500～800mg/L，二氧化氯加入量為600～1000mg/L，在20～30℃及0.1MPa下，反應1～5h後，水中部分有機物被降解，有效減輕了後續膜分離單元的負擔。
3、光催化氧化反應後的廢水膜分離經處理後的廢水進入膜分離器，分離器中的膜為納濾膜或反滲透膜，廢水流量為5～10L/min，膜通量為25～35L/m2·h，在20～35℃及0.6MPa～1.0MPa壓力下，分離1～2h後，水中大部分無機鹽和有機物被截留，透過液達到循環使用指標。
本發明的技術方案集成了光催化氧化反應與膜分離技術的優點，廢水經過處理後，有機物去除率達97％，脫鹽率達98％，出水水質無色、澄清、無味。該方法能高效去除抗生素製藥工業廢水中的汙染物，實現此類工業廢水的淨化回用。


圖1是集光催化氧化-膜分離處理抗生素製藥工業廢水工藝流程的示意圖。
圖中1為預處理罐，2為制氧機，3為臭氧發生器，4為氣體流量計，5為氣液混合泵，6為液體流量計，7為光催化氧化反應器，8為增壓泵，9為粗濾器，10為高壓泵，11為液體流量計，12為膜分離器，13為收集箱。
具體實施例方式
結合附圖的工藝流程圖做說明。
實施案例1抗生素製藥廢水15L進入預處理罐1，廢水水溫25℃、色度320倍(黃褐色)、懸浮物含量850mg/L，投加絮凝劑聚合氯化鋁6750mg，助凝劑聚丙稀醯胺225mg，25℃下，攪拌10分鐘後，靜置沉澱，處理後的廢水，取上清液，CODCr由3100mg/L降至550mg/L，有機物去除率為82％，然後使用粗濾(孔徑30μm)去除水中細微的雜質，用NaOH溶液調節廢水溶液pH為9.0。
預處理後的廢水5L，經氣液混合泵5打入光催化氧化反應器7，水從放置紫外燈的反應器下部進入，顆粒催化劑TiO2擔載於玻璃載體上，玻璃載體固定於反應器中，塗敷的二氧化鈦面積為0.182m2，使用制氧機2、臭氧發生器3，鼓入42L/h的臭氧，質量濃度為48mg/L，待廢水溶液和臭氧混合均勻後，開啟40W紫外燈，在25℃及0.1MPa下，反應3h後，測得其CODCr由360mg/L降至88mg/L，有機物去除率75％。
經光催化氧化器處理後的廢水其CODCr為88mg/L，電導率為3120μs/cm，該廢水進入膜分離器，膜為聚醯胺納濾膜，截留分子量150～300，廢水流量5L/min，經增壓泵8、粗濾器9、高壓泵10進入膜分離器12，膜通量30L/m2·h，在27℃及0.8MPa下，分離1h後，測得透過液CODCr為12mg/L，有機物去除率為86％；電導率為610μs/cm，脫鹽率為80％，透過液完全可以循環回用。
實施案例2本實施案例方法同實施案例1，具體考察不同的絮凝劑和助凝劑處理廢水的效果。
抗生素製藥廢水15L進入預處理罐1，廢水水溫25℃、色度320倍(黃褐色)、懸浮物含量850mg/L，投加絮凝劑聚合氯化鐵6750mg，助凝劑活化矽酸225mg，25℃下，攪拌10分鐘後，靜置沉澱，處理後的廢水，取上清液，CODCr由3100mg/L降至750mg/L，有機物去除率為75％，然後使用粗濾(孔徑30μm)去除水中細微的雜質，用NaOH溶液調節廢水溶液pH為9.0。
實施案例3本實施案例方法同實施案例1，具體考察不同的膜處理廢水的效果。
經光催化氧化器處理後的廢水其CODCr為88mg/L，電導率為3120μs/cm，該廢水進入膜分離器，膜為聚醯胺反滲透膜，廢水流量5L/min，經增壓泵8、粗濾器9、高壓泵10進入膜分離器12，膜通量30L/m2·h，在27℃及1.0MPa下，分離1h後，測得透過液CODCr為8mg/L，有機物去除率為91％；電導率為62μs/cm，脫鹽率為98％，透過液完全可以循環回用。
權利要求
1.一種集光催化氧化反應-膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法其特徵在於包括以下過程1)廢水的預處理抗生素製藥廢水進入預處理罐，向預處理罐投加絮凝劑和助凝劑，絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵或聚矽酸鹽；助凝劑為聚丙稀醯胺或活化矽酸，投加量以廢水單位體積計算，絮凝劑加入量300～500mg/L，助凝劑10～20mg/L，在20～25℃下，攪拌，絮凝沉澱，廢水中大量粗粒物質和懸浮固體被去除，取上清液，以孔徑10～100μm的粗濾器去除上清液中細微的雜質，並用H2SO4和NaOH溶液調節廢水的pH值在6～10；2)預處理後的廢水光催化氧化反應預處理後的廢水進入光催化氧化反應器，反應器中加入的光催化劑為顆粒二氧化鈦，當廢水體積為4L，塗敷的二氧化鈦面積為0.182m2；光源為紫外光，光強為39～45W，並且以臭氧、過氧化氫或二氧化氯作為氧化劑，臭氧持續通入流量為40～60L/h，質量濃度為38～48mg/L，過氧化氫加入量為500～800mg/L，二氧化氯加入量為600～1000mg/L，在20～30℃及0.1MPa下，反應1～5h後，水中部分有機物被降解，有效減輕了後續膜分離單元的負擔；3)光催化氧化反應後的廢水膜分離經處理後的廢水進入膜分離器，分離器中的膜為納濾膜或反滲透膜，廢水流量為5～10L/min，膜通量為25～35L/m2·h，在20～35℃及0.6MPa～1.0MPa壓力下，分離1～2h後，水中大部分無機鹽和有機物被截留，透過液達到循環使用指標。
全文摘要
本發明涉及一種集光催化氧化反應－膜分離處理抗生素製藥工業廢水的方法，屬於製藥廢水處理技術領域。該方法過程包括廢水首先在預處理罐中進行絮凝、粗濾、調節pH值，然後廢水進入光催化氧化反應器，加入的光催化劑為顆粒二氧化鈦，光源為紫外光，以臭氧、過氧化氫或二氧化氯作為氧化劑，水中部分有機物被降解，最後經光催化氧化反應處理後的廢水進入膜分離器，膜為納濾膜或反滲透膜，水中大部分無機鹽和有機物被截留，透過液達到循環使用指標。本發明的優點在於，廢水經過處理後，有機物去除率達97％，脫鹽率達98％，出水水質無色、澄清、無味。該方法能高效去除抗生素製藥工業廢水中的汙染物，實現此類工業廢水的淨化回用。
文檔編號C02F1/72GK1733624SQ20051001404
公開日2006年2月15日 申請日期2005年6月28日 優先權日2005年6月28日
發明者王志, 解利昕, 顧俊璟, 樊智鋒, 王紀孝 申請人:天津大學