CN118439701A - 一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 - Google Patents
一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118439701A CN118439701A CN202410349343.2A CN202410349343A CN118439701A CN 118439701 A CN118439701 A CN 118439701A CN 202410349343 A CN202410349343 A CN 202410349343A CN 118439701 A CN118439701 A CN 118439701A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ozone
- flocculation
- electro
- pharmaceutical wastewater
- catalytic oxidation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 62
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 14
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 32
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 7
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 7
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 7
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000009297 electrocoagulation Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 239000000149 chemical water pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- ARYKTOJCZLAFIS-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;ozone Chemical compound OO.[O-][O+]=O ARYKTOJCZLAFIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000002846 particulate organic matter Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- -1 suspended matter Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电絮凝‑臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法。本发明通过电絮凝工艺产生的絮凝体，原位强化去除水中悬浮物，减轻了悬浮物对臭氧催化氧化的负面影响，阳极牺牲产生的铝、铁、锌多羟基氧化物催化臭氧分解产生·OH，原位催化臭氧氧化净化制药废水中难降解有机污染物，与固相催化臭氧氧化协同作用，强化对制药废水中残留药物的降解、脱毒和矿化，外加电场即可以实施电絮凝，也可以通过阴极提供电子催化臭氧氧化，进一步强化制药废水中残留药物的降解，实现悬浮物和难降解有机物的同步去除以及制药废水深度净化。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向制药废水残留药物去除的电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法，属于水污染控制领域。
背景技术
近年来，随着制药行业的快速发展，大量制药废水的排放成为社会广泛关注的议题，制药废水处理一直备受关注。由于制药过程的复杂性和多样性，其排放的废水具有成分复杂、有机污染物浓度高、难降解物质多、COD和BOD值高且波动性大、悬浮物和氨氮浓度高、含有毒性物质等特点。在过去，制药行业废水的排放标准要求符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。然而，2008年后，《制药工业废水污染物排放标准》(GB21904-2008)发布，进一步提高了制药工业废水的排放标准。这一更新的标准对制药行业废水的处理和排放提出了更严格的要求，由于制药废水的复杂性和高度变化性，对其进行有效的处理面临着挑战。
电絮凝工艺是一种利用电化学方法去除水中悬浮物、胶体物质和有机物的技术。在电絮凝过程中，施加外部电压会在电极上产生正负电荷，导致水中的颗粒物和有机物受到电荷影响而发生凝聚和沉淀，最终形成较大的固体颗粒，有利于后续的固液分离。电絮凝过程是多种因素相互耦合的复杂过程，包括电化学反应、传质过程和气浮等。废水中的有机物主要通过絮凝气浮、网铺卷扫、氧化还原、共沉淀以及电性中和等作用被有效去除，实现了降解和净化的目的。此外，该技术还能够有效地减少水处理过程中所需的化学药剂投加，降低处理成本，并且在实际应用中也易于控制和调节。因此，电絮凝工艺在水处理领域受到了广泛关注和应用。
臭氧氧化技术是一种利用臭氧氧化作用来降解水中有机物和其他污染物的技术。在臭氧氧化过程中，臭氧分子(O3)与水中的有机物、细菌、病毒等目标污染物发生反应，产生羟基自由基等高活性氧化物质，进而将有机物氧化降解为无害的小分子或无机物，从而实现对水质的净化和处理。然而也存在一些缺点，该技术需要大量能量产生臭氧气体，因此能耗较高，增加了运行成本，且气液传质速率较慢。催化臭氧氧化技术是在传统的臭氧氧化技术基础上引入催化剂，以提高氧化反应速率和效率的一种技术。通过引入合适的催化剂，可以降低活化能，促进氧化反应的进行。同时，催化臭氧氧化技术因能产生大量高氧化性自由基(·OH)氧化污染物而广泛用于有机废水处理。臭氧配合催化技术可显著提高臭氧化的氧化效率，降低运行成本。然而，制药废水具有成分复杂、污染物浓度高毒性强以及难降解物质含量高等特点，单一的臭氧催化氧化技术在复杂环境下的去除效果无法达到要求。同时，制药废水中大量的SS会对臭氧催化氧化过程产生抑制作用，进一步影响处理效果。
通过将电絮凝协同臭氧催化氧化技术，可以有效弥补单一臭氧氧化技术在处理制药废水时的缺陷。在现有技术中，专利CN117682605A提出了一种电絮凝-紫外-臭氧一体化污水处理装置集成了絮凝工艺、紫外工艺和臭氧工艺，使得絮凝、紫外、臭氧集成在一起，实现一体化设置，提高了对于污水的深度处理效果，能够同时去除污水中的悬浮物、胶体、有机污染物和微生物等污染物，并有效去除污水中的异味和色度，提高了对污水的净化效果。但装置结构复杂，包括将电絮凝处理结构、紫外处理结构、臭氧处理结构等组件，造成设备投资、维护以及运行成本较高。专利CN 110510710 A提出了一种电絮凝耦合臭氧处理垃圾渗滤液中难降解物质的方法及装置。利用电絮凝过程生成的絮凝剂作为“催化剂”，与反应体系中的氯离子等反应生成活性物质，能有效解决臭氧氧化效率低的问题，并且电絮凝耦合臭氧氧化过程能有效去除垃圾渗滤液中的难生物降解物质，但仅靠电絮凝产生的活性物质催化臭氧效果有限，且难以促进分解臭氧。同时臭氧在气液传质速率减慢，臭氧利用率降低。专利CN 212559577 U提出了一种电絮凝-催化臭氧-双氧水反应器，将电絮凝与催化臭氧化结合，电絮凝产生的活性物质能够催化臭氧产生具有强氧化性的自由基，同时发生催化臭氧反应、类芬顿反应、过臭氧化反应、直接臭氧分子反应和电絮凝等反应，能极大地提高自由基的产生速率，提高废水电化学体系的传质效率，但过氧化氢的投入会增加工艺的运行成本，且在与废水中的污染物反应时可能产生一些副产物。专利CN 114380364 A提出了一种电絮凝耦合臭氧催化氧化反应器，其电絮凝系统的电极棒和圆柱形电极板分别与外接电源的正负极相连，瓷球、陶粒、拉西环为臭氧氧化催化剂，相较于电絮凝与臭氧催化氧化工艺的简单组合工艺以及其它污水处理工艺，降低了投资成本，节省了占地，提高了反应效率，但催化剂效率不高，不能提高活性物质的生成效率，进而抑制臭氧的分解和反应速率。专利CN 112321037A提出了将多电极催化氧化和臭氧催化氧化结合起来，臭氧催化氧化化的同时，利用其产生的氧气和残留臭氧进一步电催化氧化，使难降解有机物更加彻底完全矿化，但同时运行多对电极需要额外的能源供应，增加设备的运行成本。上述专利中的电絮凝-臭氧催化氧化水处理方法在一定条件下能够有效去除难降解有机物，但存在一些问题，如仅依靠电絮凝产生的活性物质来催化臭氧效果有限，臭氧利用率不高，导致资源浪费。
本专利将以上众多优势原位结合，阳极为铝片、铁片或锌片，阴极采用对应同种金属电极、不锈钢电极、碳基气体扩散电极铁，利用阳极牺牲产生的铝、铁、锌多羟基氧化物催化臭氧分解产生·OH，同时提供高效的催化效果，有助于加速有害物质的降解和去除。通过奇数对电极的排列方式，可以实现更均匀的电场分布，提高了反应区域内的反应效率和均一性。采用(正负正)和(负正负)的方式电极连接顺序，相比于一对电极有助于增加电极表面与溶液之间的接触面积，从而提高反应速率，加快物质传输和反应过程。结合原位催化臭氧氧化净化制药废水中难降解有机污染物，与固相催化臭氧氧化协同作用，强化对制药废水中残留药物的降解、脱毒和矿化，外加电场即可以实施电絮凝，也可以通过阴极提供电子催化臭氧氧化，进一步强化制药废水中残留药物的降解，实现悬浮物和难降解有机物的同步去除以及制药废水深度净化。
发明内容
本发明涉及一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法，其特征在于通过电絮凝工艺产生的絮凝体，原位强化去除水中悬浮物，减轻了悬浮物对臭氧催化氧化的负面影响，阳极牺牲产生的铝、铁、锌多羟基氧化物催化臭氧分解产生·OH，原位催化臭氧氧化净化制药废水中难降解有机污染物，与固相催化臭氧氧化协同作用，强化对制药废水中残留药物的降解、脱毒和矿化，外加电场即可以实施电絮凝，也可以通过阴极提供电子催化臭氧氧化，进一步强化制药废水中残留药物的降解，实现悬浮物和难降解有机物的同步去除以及制药废水深度净化，可按照如下步骤构建与运行：
(1)电絮凝工艺特征：工艺所需阳极为铝片、铁片或锌片，阴极采用对应同种金属电极、不锈钢电极、碳基气体扩散电极铁，对电极板间距为3.5cm，电流密度控制在10mA/cm2；
(2)电极数量与排列方式：工艺采用奇数对电极，排列顺序按照(正负正)和(负正负)的方式依次竖直且平行放置；
(3)催化剂与电极位置：催化剂可填充至反应器的上端、中端、下端三个位置；(4)臭氧催化氧化工艺特征：臭氧浓度、催化剂填充率、待处理水体中难降解有机污染物浓度和接触时间分别为5～20mg/L、5～20％、0.0635mmol/L和30～120min；
(5)臭氧催化氧化催化剂有2种类别：①赤泥负载钴和赤泥负载铈，②铝土矿负载铁和铝土矿负载锰，③火山石负载CuMn2O4和MnO2-Co3O4催化剂，④活性炭负载CuMn2O4和MnO2-Co3O4催化剂；
(6)适用制药废水电解质种类与浓度：以Na2SO4、NaNO3、Na3PO4和NaCl四种及其多种组合形式，电解质浓度为25mmol/L～100mmol/L，总溶解性固体为4000mg/L～4500mg/L；
(7)使用制药废水悬浮物和有机物条件：初始SS为300mg/L～960mg/L，初始COD为100mg/L～630mg/L；
(8)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用同时发生，具体为制药废水在电絮凝单元与臭氧催化氧化单元同步开启运行；
(9)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用顺序发生，具体为制药废水在电絮凝单元处理后，开启运行臭氧催化氧化单元；
(10)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：一体化技术装置应用于制药废水尾水中残留药物深度处理的工艺流程是制药废水-格栅-沉砂池-初沉淀池-生化池-二沉池-电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置处理-膜分离-消毒-出水。
本发明提出了面向制药废水残留药物去除的电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺及其深度净化制药废水方法，在处理制药废水方面具有创新意义和重要应用价值。相比传统处理工艺，该方法充分利用了电絮凝产生的絮凝体原位强化去除水中悬浮物，从而有效降低悬浮物对臭氧催化氧化过程的干扰，提高了处理效率。同时，通过采用奇数对电极来增加电场均匀性，进一步提升了电絮凝效果，从而更有效地去除悬浮物。此外，通过协同臭氧催化剂的使用，并优化催化剂的填充率及填充位置，进一步增强了臭氧催化氧化的效果，有效降解了残留药物和有机污染物，实现了制药废水的深度净化。耦合电絮凝和臭氧催化氧化工艺，可同时或顺序进行处理，简化操作流程，实现了对制药废水中悬浮物和难降解有机污染物的有效去除。根据不同的废水水质情况，该方法还可以灵活调整电解质种类和浓度、悬浮物和有机物条件等参数，进一步优化处理效果，适用范围广泛。
附图说明
图1一种面向深度净化制药废水方法的电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺图；
附图标记
1-电极片，2-电源，3-出气口，4-电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置，5-催化剂，6-催化剂上端承托层，7-催化剂中端承托层，8-催化剂下端承托层，9-出水口，10-曝气板
图2电絮凝-臭氧催化工艺用于制药废水尾水中残留药物深度处理；
附图标记
1-格栅，2-沉砂池，3-初沉池，4-生化池，5-二沉池，6-电极片，7-出水口，8-电源，9-出气口，10-电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置，11-催化剂，12-催化剂上端承托层，13-催化剂中端承托层，14-催化剂下端承托层，15-曝气板，16-臭氧发生器，17-膜分离装置，18-消毒池
具体实施方式
结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明不局限于以下实施例。
实施例1电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺在处理制药废水中的顺序应用
电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺处理制药废水的应用方法本实施例通过运行装置实现，如图1所示，电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用顺序发生，具体为制药废水先进入电絮凝单元，其中包括正极和负极电极。通过施加适当的电流和电压，电极之间形成电场，促使废水中的颗粒物和有机物聚集成絮凝体，这些絮凝体可以被有效地去除。随后，废水进入臭氧催化氧化单元。在这个阶段，废水与臭氧混合，并通过催化剂的作用进行氧化反应。臭氧分解有机物，降解残留药物和有机污染物，将其转化为较低毒性和易降解的物质，实现废水的深度净化。
该工艺通过以下几个步骤实现：1)将铝片、铁片或锌片阳极和铝片、铁片、锌片、不锈钢电极或碳基气体扩散电极铁阴极插入反应器中，设置极板间距为3.5cm，电流密度为10mA/cm2，经预处理的废水首先通过电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置去除SS；2)工艺采用奇数对电极，排列顺序按照(正负正)或(负正负)的方式依次竖直且平行放置；3)臭氧浓度、催化剂填充率、待处理水体中难降解有机污染物浓度和接触时间分别为5～20mg/L、5～20％、0.0635mmol/L和30～120min；4)催化剂可填充至反应器的上端、中端、下端三个位置；5)电解质以Na2SO4、NaNO3、Na3PO4和NaCl四种及其多种组合形式，电解质浓度为25mmol/L～100mmol/L；6)最后废水经过电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置的电絮凝程序处理后，关闭电絮凝单元并开启臭氧催化氧化单元再次处理完成对难降解有机物的去除。
实施例2电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺在处理制药废水中的同步应用
电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺处理制药废水的应用方法本实施例通过运行装置实现，如图1所示，电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用同时发生，具体为制药废水在电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺中同时同步运行，使得废水可以经历连续、高效的处理过程，最大限度地提高了废水的净化效率和处理质量。
该工艺通过以下几个步骤实现：1)将铝片、铁片或锌片阳极和铝片、铁片、锌片、不锈钢电极或碳基气体扩散电极铁阴极插入反应器中，设置极板间距为3.5cm，电流密度为10mA/cm2，经预处理的废水首先通过电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置去除SS；2)工艺采用奇数对电极，排列顺序按照(正负正)或(负正负)的方式依次竖直且平行放置；3)臭氧浓度、催化剂填充率、待处理水体中难降解有机污染物浓度和接触时间分别为5～20mg/L、5～20％、0.0635mmol/L和30～120min；4)催化剂可填充至反应器的上端、中端、下端三个位置；5)电解质以Na2SO4、NaNO3、Na3PO4和NaCl四种及其多种组合形式，电解质浓度为25mmol/L～100mmol/L；6)最后废水在电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置中同步开启电絮凝单元与臭氧催化氧化单元，以同时发生的方式运行，经过连续的处理过程，并在一个装置中完成电絮凝和臭氧催化氧化的操作。
实施例3电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置用于制药废水尾水中残留药物的工程应用
应用于制药废水尾水中残留药物深度处理的工艺流程：制药废水-格栅-沉砂池-初沉淀池-生化池-二沉池-电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置处理-膜分离-消毒-出水。如图2所示，制药废水经过沉砂池后，进入初沉池进行进一步的沉淀和固液分离。在初沉池中，废水中的较大颗粒物和沉积物会沉降到底部，从而减少废水中的悬浮物含量。经过初沉池处理后的废水进入生化池，通过生物菌群的作用，将废水中的有机物质转化为较为稳定和环境友好的产物。随后，废水流入二沉池进行进一步的沉淀和固液分离。废水进入电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置进行深度处理，通过电絮凝和臭氧催化氧化的联合作用，通过在体系产生的羟基自由基作彻底降解残留的药物和有机污染物，提高废水的净化效率。最后，处理过的废水经过膜分离和消毒处理后，达到排放标准，可以安全地排放或再利用。整个工艺流程对制药废水尾水中残留药物进行了深度处理，实现了废水的有效清洁和环境友好排放。
以上所述具体实施例仅是本发明的优选实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (1)
1.一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法，其特征在于通过电絮凝工艺产生的絮凝体，原位强化去除水中悬浮物，减轻了悬浮物对臭氧催化氧化的负面影响，阳极牺牲产生的铝、铁、锌多羟基氧化物催化臭氧分解产生·OH，原位催化臭氧氧化净化制药废水中难降解有机污染物，与固相催化臭氧氧化协同作用，强化对制药废水中残留药物的降解、脱毒和矿化，外加电场即可以实施电絮凝，也可以通过阴极提供电子催化臭氧氧化，进一步强化制药废水中残留药物的降解，实现悬浮物和难降解有机物的同步去除以及制药废水深度净化，可按照如下步骤构建与运行：
(1)电絮凝工艺特征：工艺所需阳极为铝片、铁片或锌片，阴极采用对应同种金属电极、不锈钢电极、碳基气体扩散电极铁，对电极板间距为3.5cm，电流密度控制在10mA/cm2；
(2)电极数量与排列方式：工艺采用奇数对电极，排列顺序按照(正负正)和(负正负)的方式依次竖直且平行放置；
(3)催化剂与电极位置：催化剂可填充至反应器的上端、中端、下端三个位置；
(4)臭氧催化氧化工艺特征：臭氧浓度、催化剂填充率、待处理水体中难降解有机污染物浓度和接触时间分别为5～20mg/L、5～20％、0.0635mmol/L和30～120min；
(5)臭氧催化氧化催化剂有4种类别：①赤泥负载钴和赤泥负载铈，②铝土矿负载铁和铝土矿负载锰，③火山石负载CuMn2O4和MnO2-Co3O4催化剂，④活性炭负载CuMn2O4和MnO2-Co3O4催化剂；
(6)适用制药废水电解质种类与浓度：以Na2SO4、NaNO3、Na3PO4和NaCl四种及其多种组合形式，电解质浓度为25mmol/L～100mmol/L，总溶解性固体为4000mg/L～4500mg/L；
(7)使用制药废水悬浮物和有机物条件：初始SS为300mg/L～960mg/L，初始COD为100mg/L～630mg/L；
(8)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用同时发生，具体为制药废水在电絮凝单元与臭氧催化氧化单元同步开启运行；
(9)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置工艺采用顺序发生，具体为制药废水在电絮凝单元处理后，开启运行臭氧催化氧化单元；
(10)一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法的应用条件为：一体化技术装置应用于制药废水尾水中残留药物深度处理的工艺流程是制药废水-格栅-沉砂池-初沉淀池-生化池-二沉池-电絮凝-臭氧催化氧化一体化装置处理-膜分离-消毒-出水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410349343.2A CN118439701A (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410349343.2A CN118439701A (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118439701A true CN118439701A (zh) | 2024-08-06 |
Family
ID=92332390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410349343.2A Pending CN118439701A (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118439701A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118619503A (zh) * | 2024-08-12 | 2024-09-10 | 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 | 一种电絮凝-电氧化-臭氧-气浮-膜过滤高效复合集成装置及含盐工业废水的处理方法 |
| CN119241008A (zh) * | 2024-12-06 | 2025-01-03 | 山东华瓷环保设备科技有限公司 | 一种制药废水的处理工艺及处理装置 |
-
2024
- 2024-03-26 CN CN202410349343.2A patent/CN118439701A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118619503A (zh) * | 2024-08-12 | 2024-09-10 | 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 | 一种电絮凝-电氧化-臭氧-气浮-膜过滤高效复合集成装置及含盐工业废水的处理方法 |
| CN119241008A (zh) * | 2024-12-06 | 2025-01-03 | 山东华瓷环保设备科技有限公司 | 一种制药废水的处理工艺及处理装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN118439701A (zh) | 一种电絮凝-臭氧催化氧化水处理工艺、装置及其深度净化制药废水方法 | |
| CN102701338B (zh) | 一种焦化废水深度处理工艺 | |
| CN107473435B (zh) | 一种低浓度生物难降解工业有机废水处理的催化氧化方法 | |
| CN110845057A (zh) | 一种电化学耦合臭氧微纳米气泡处理系统及废水处理方法 | |
| CN101734750A (zh) | 一种基于紫外光强化电化学深度处理垃圾渗滤液的方法 | |
| CN106495369B (zh) | 一种电芬顿法处理有机废水的方法和装置 | |
| CN107500399B (zh) | 一种三维电化学偶联三维电生物污水处理装置 | |
| CN102897960B (zh) | 工业污水处理器 | |
| CN206767867U (zh) | 一种难降解有机污染物废水处理系统 | |
| CN107522267A (zh) | 一种用于废水治理的多段异相三维电化学反应装置 | |
| CN104710059A (zh) | 一种造纸废水的深度处理方法 | |
| CN111470679A (zh) | 一种废乳化液的预处理方法 | |
| CN113371798B (zh) | 一种臭氧耦合电芬顿催化去除废水中化学需氧量的方法 | |
| CN104710058A (zh) | 一种造纸废水的处理方法 | |
| CN108358350A (zh) | 高铁集便废水的深度处理装置和方法 | |
| CN106830209A (zh) | 一种提高焦化废水可生化性的方法 | |
| CN115215492A (zh) | 一种面向制药废水残留药物去除的电絮凝-臭氧催化氧化-陶瓷膜耦合水处理技术 | |
| CN211946615U (zh) | 一种电化学耦合臭氧微纳米气泡处理系统 | |
| CN104710057A (zh) | 一种造纸废水的处理装置 | |
| CN102674505B (zh) | 一种利用电芬顿反应处理有机污水的专用设备 | |
| CN102432127A (zh) | 一种难生化降解有机废水的深度处理系统及方法 | |
| CN111333235A (zh) | 一种垃圾渗滤液处理系统和工艺 | |
| CN115557556A (zh) | 一种面向初期雨水和城市溢流污染的电絮凝耦合臭氧催化氧化快速净化水处理技术 | |
| CN1316857C (zh) | 介质阻挡放电诱导半导体光催化处理有机废水方法及设备 | |
| CN1872716A (zh) | 液相等离子体联合负载型TiO2催化处理废水的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |