含銅制藥有機廢水的處理研究
中小型制藥企業生產過程中產生的含銅有機廢水,對水生生物、農作物以及水體自凈會產生較強的毒害作用,給環境造成嚴重污染。當廢水中銅濃度超過1.0mg/L時,對廢水的硝化反應會產生抑制作用。由于含銅制藥有機廢水大多難以采用單一方法簡單處理,而復雜工藝處理費用又較高,中小型制藥企業難以承受,所以多數中小型制藥企業仍將生產過程中產生的含銅有機廢水直接或簡單處理后排放,所排放的廢水中銅濃度及COD超標嚴重。本文著手研究了含銅制藥有機廢水的處理方法,以解決含銅制藥有機廢水排放產生的環境問題。
1 試驗部分
1.1 廢水水質情況
某小型制藥企業生產過程中產生大量含銅廢水,其廢水水質情況見表1。
表1 廢水水質情況
廢水水量(t/d) COD濃度
(mg/L) BOD5濃度
(mg/L) Cu2+濃度
(mg/L) pH B/C 3 12900 2967 150 5~6 0.23
1.2 處理方法
1.2.1 處理工藝流程的選擇
該廢水Cu2+濃度及COD嚴重超標,需要選擇合適的方法去除Cu2+和COD。由于生物處理成本較低,為使處理方法經濟有效,我們準備采取化學沉淀去除Cu2+、生物處理去除COD的辦法。但是,從B/C值分析該廢水屬于難生化廢水。所以,我們準備先采用化學沉淀法去除Cu2+,然后對廢水進行酸化水解,提高其可生化性。酸化水解是關鍵工段,它的主要目的是將廢水中非溶解性有機物轉變為溶解性有機物,特別是將難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物,在去除一定量COD的同時提高和改善廢水的可生化性,以利于后續的好氧生物處理。水解后的廢水再經好氧生物處理,降解廢水中的COD,使廢水達標排放。處理工藝流程如圖1所示。
1.2.2 處理過程
(1)投加硫化鈉除銅往廢水里投加硫化鈉使Cu2+形成CuS沉淀析出,達到去除Cu2+的目的。離子反應方程式:
Cu2++S2-=CuS↓
(2)投加液堿調pH 廢水里投加液堿調pH至輕微偏堿,同時使剩余Cu2+進一步形成Cu(OH)2沉淀析出,達到進一步去除Cu2+的目的。離子反應方程式:
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
將除銅后廢水進行化驗檢測,水質情況見表2。
表2 除Cu2+后廢水水質情況
廢水COD濃度(mg/L) 廢水BOD濃度
(mg/L) B/C Cu2+濃度
(mg/L) pH 12900 3998 0.31 0.29 7~8
(3)酸化水解
經除銅后的廢水B/C值為0.31,屬于可生化但不易生化的廢水。我們通過酸化水解改善了廢水可生化性,經酸化水解后廢水的B/C值為0.42。
(4)好氧生物處理
將酸化水解后的廢水進行好氧生物處理。其COD去除率見表3。
表3 生化處理效果
平均進水COD濃度(mg/L) 酸化水解平均出水COD濃度(mg/L) 好氧生物處理平均出水
COD濃度(mg/L) 總COD去除率
(%) 3050 2718 338 88.9
1.3 結果與討論
1.3.1 試驗結果
(1)采用化學沉淀法去除Cu2+,出水Cu2+濃度降至0.29mg/L,Cu2+排放達標。
(2)將除銅后的廢水進行生化處理,COD平均出水濃度為338mg/L,COD總去除率為88.9%,容積負荷為2kgCOD/m3·d。
1.3.2 藥劑成本測算
硫化鈉投加量為0.15g/L,液堿投加量為10ml/L。硫化鈉按9元/500g計算,液堿按0.54元/kg,則藥劑成本為每噸廢水8.1元,其計算方法如下:
1000×0.15×9/500+1000×0.01×0.54=8.1元/噸水。
2 結論
采用化學沉淀法處理含銅廢水,處理后Cu2+濃度低于1mg/L,達到了含銅廢水Cu2+達標排放的目的。經除銅后的廢水進行生化處理,經酸化水解—好氧生物試驗考察COD平均去除率在80%以上。試驗表明,先采用化學沉淀法除銅,然后采用生物處理去除COD的辦法處理含銅廢水是可行的。
參考文獻:(略)
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