医药工业废水是指制造抗生素、抗菌素、抗血清及有机无机医药等工厂排出的废水。废水的水量及水质按所生产药品的种类而不相同,但蒸馏和洗瓶等工段排出的废水基本相同。抗菌素、抗血清等生产废水除含有以动物器官为主的动物性废水和以草药为主的植物性废水外,一般均含有氟、氰、苯酚、甲酚及汞化合物等有毒物质,同时含有大量的BOD、COD(母液可达数万毫克/升)及胶体物质。废水的处理方法以沉淀生化处理(如接触氧化、延时曝气、活性污泥 法及生物流化床等)方法为主。
医药废水具有组成复杂、有机污染物种类多、浓度高、毒性大等特点,是我国污染最严重、最难处理的工业废水之一。高盐废水是指含盐质量分数高于 1% 的废水,其中含有如 Cl-、SO42-、Na+和 Ca2+等溶解性无机盐物质,会对微生物的生长产生抑制,不利于采用生物处理方法,而物化处理如反渗透、离子交换等方法成本高,在实际应用中存在诸多困难。铁炭微电解法是利用铁和炭在电解质溶液中形成的原电池,基于电化学氧化还原反应的原理,对废水中有机物进行降解,同时通过电富集和混凝吸附等作用处理废水的方法。
该方法还具有处理设备构造简单、易制作、操作方便、处理成本较低、适用范围广、易于同其他方法联合使用等特点。 微电解法目前已经应用于工业废水处理,研究表明,通过微电解处理可以提高废水的可生化性,为后续生物处理提供良好的条件,说明该方法可以用于难降解废水的预处理。 通过向废水中投加无机盐的方法对微电解工艺进行强化,说明微电解法在处理高盐废水方面具有一定优势。
应用内电解法可去除废水中部分色度、部分有机物,并且提高废水的生化处理性能,增加生物处理对有机物的去除效果。
其反应机理为:
阳极(Fe):Fe=Fe2++2e E=-0.44V
阴极(C):2H++2e=H2 E=0.00V
当有氧时:
O2+4H++4e=2H2O E=1.23V
O2+2H2O+4e=4OH- E=0.40V。
实验证明,在内电解后,废水的可生化性能明显提高,这主要是由于在内电解的过程中产生的新生态氢和亚铁离子具有较强的还原性,能与废水中的难降解的有机物发生氧化还原反应,破坏其化学结构,从而提高了生物降解性能。
此外。在电极氧化和还原的同时,废水中某些有色物质也由于参加氧化还原反应而被降解,从而使废水的色度降低。
在处理过程中产生的新生态[·O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3+,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。
铁炭微电解-Fenton氧化联合技术是在铁炭微电解反应后加入适量的H2O2使微电解反应产生的Fe2+与H2O2形成Fenton试剂,Fe2+在酸性条件下催化H2O2分解产生[·OH]来进攻有机物分子,同时,铁离子参与络合反应,进一步对废水中有机物进行去除。
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