專利名稱：集光催化氧化反應(yīng)－膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集光催化氧化反應(yīng)—膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法，屬于制藥廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
抗生素廢水是在抗生素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一類含有中間產(chǎn)物、殘余抗生素以及有機(jī)溶媒的有機(jī)廢水。該類廢水成分復(fù)雜，含有多種難降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗菌素，其中有機(jī)物、溶解性和膠體性固體、懸浮物含量高，pH范圍大，溫度較高，帶有顏色和氣味，具有生物毒性。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)抗生素類工業(yè)廢水的處理主要采用好氧、厭氧或厭氧加好氧的生物處理方法。但由于廢水中含有的大量生物毒性物質(zhì)，單純依靠生物處理，成本高，處理效果不穩(wěn)定，出水很難達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種集光催化氧化反應(yīng)—膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法，利用該方法處理效果顯著，處理廢水達(dá)到循環(huán)使用指標(biāo)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種集光催化氧化反應(yīng)—膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法其特征在于包括以下過程1、廢水的預(yù)處理抗生素制藥廢水進(jìn)入預(yù)處理罐，向預(yù)處理罐投加絮凝劑和助凝劑。絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵或聚硅酸鹽；助凝劑為聚丙稀酰胺或活化硅酸，投加量以廢水單位體積計(jì)算，絮凝劑加入量300～500mg/L，助凝劑10～20mg/L，在20～25℃下，攪拌，絮凝沉淀，廢水中大量粗粒物質(zhì)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(xì)微的雜質(zhì)，并用H2SO4和NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水的pH值在6～10。
2、預(yù)處理后的廢水光催化氧化反應(yīng)預(yù)處理后的廢水進(jìn)入光催化氧化反應(yīng)器，反應(yīng)器中加入的光催化劑為顆粒二氧化鈦，當(dāng)廢水體積為4L，涂敷的二氧化鈦面積為0.182m2；光源為紫外光，光強(qiáng)為39～45W，并且以臭氧、過氧化氫或二氧化氯作為氧化劑，其臭氧持續(xù)通入流量為40～60L/h，質(zhì)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(yīng)1～5h后，水中部分有機(jī)物被降解，有效減輕了后續(xù)膜分離單元的負(fù)擔(dān)。
3、光催化氧化反應(yīng)后的廢水膜分離經(jīng)處理后的廢水進(jìn)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后，水中大部分無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物被截留，透過液達(dá)到循環(huán)使用指標(biāo)。
本發(fā)明的技術(shù)方案集成了光催化氧化反應(yīng)與膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，廢水經(jīng)過處理后，有機(jī)物去除率達(dá)97％，脫鹽率達(dá)98％，出水水質(zhì)無(wú)色、澄清、無(wú)味。該方法能高效去除抗生素制藥工業(yè)廢水中的污染物，實(shí)現(xiàn)此類工業(yè)廢水的凈化回用。


圖1是集光催化氧化-膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水工藝流程的示意圖。
圖中1為預(yù)處理罐，2為制氧機(jī)，3為臭氧發(fā)生器，4為氣體流量計(jì)，5為氣液混合泵，6為液體流量計(jì)，7為光催化氧化反應(yīng)器，8為增壓泵，9為粗濾器，10為高壓泵，11為液體流量計(jì)，12為膜分離器，13為收集箱。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖的工藝流程圖做說明。
實(shí)施案例1抗生素制藥廢水15L進(jìn)入預(yù)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，助凝劑聚丙稀酰胺225mg，25℃下，攪拌10分鐘后，靜置沉淀，處理后的廢水，取上清液，CODCr由3100mg/L降至550mg/L，有機(jī)物去除率為82％，然后使用粗濾(孔徑30μm)去除水中細(xì)微的雜質(zhì)，用NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水溶液pH為9.0。
預(yù)處理后的廢水5L，經(jīng)氣液混合泵5打入光催化氧化反應(yīng)器7，水從放置紫外燈的反應(yīng)器下部進(jìn)入，顆粒催化劑TiO2擔(dān)載于玻璃載體上，玻璃載體固定于反應(yīng)器中，涂敷的二氧化鈦面積為0.182m2，使用制氧機(jī)2、臭氧發(fā)生器3，鼓入42L/h的臭氧，質(zhì)量濃度為48mg/L，待廢水溶液和臭氧混合均勻后，開啟40W紫外燈，在25℃及0.1MPa下，反應(yīng)3h后，測(cè)得其CODCr由360mg/L降至88mg/L，有機(jī)物去除率75％。
經(jīng)光催化氧化器處理后的廢水其CODCr為88mg/L，電導(dǎo)率為3120μs/cm，該廢水進(jìn)入膜分離器，膜為聚酰胺納濾膜，截留分子量150～300，廢水流量5L/min，經(jīng)增壓泵8、粗濾器9、高壓泵10進(jìn)入膜分離器12，膜通量30L/m2·h，在27℃及0.8MPa下，分離1h后，測(cè)得透過液CODCr為12mg/L，有機(jī)物去除率為86％；電導(dǎo)率為610μs/cm，脫鹽率為80％，透過液完全可以循環(huán)回用。
實(shí)施案例2本實(shí)施案例方法同實(shí)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。
抗生素制藥廢水15L進(jìn)入預(yù)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，助凝劑活化硅酸225mg，25℃下，攪拌10分鐘后，靜置沉淀，處理后的廢水，取上清液，CODCr由3100mg/L降至750mg/L，有機(jī)物去除率為75％，然后使用粗濾(孔徑30μm)去除水中細(xì)微的雜質(zhì)，用NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水溶液pH為9.0。
實(shí)施案例3本實(shí)施案例方法同實(shí)施案例1，具體考察不同的膜處理廢水的效果。
經(jīng)光催化氧化器處理后的廢水其CODCr為88mg/L，電導(dǎo)率為3120μs/cm，該廢水進(jìn)入膜分離器，膜為聚酰胺反滲透膜，廢水流量5L/min，經(jīng)增壓泵8、粗濾器9、高壓泵10進(jìn)入膜分離器12，膜通量30L/m2·h，在27℃及1.0MPa下，分離1h后，測(cè)得透過液CODCr為8mg/L，有機(jī)物去除率為91％；電導(dǎo)率為62μs/cm，脫鹽率為98％，透過液完全可以循環(huán)回用。
權(quán)利要求
1.一種集光催化氧化反應(yīng)-膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法其特征在于包括以下過程1)廢水的預(yù)處理抗生素制藥廢水進(jìn)入預(yù)處理罐，向預(yù)處理罐投加絮凝劑和助凝劑，絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵或聚硅酸鹽；助凝劑為聚丙稀酰胺或活化硅酸，投加量以廢水單位體積計(jì)算，絮凝劑加入量300～500mg/L，助凝劑10～20mg/L，在20～25℃下，攪拌，絮凝沉淀，廢水中大量粗粒物質(zhì)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(xì)微的雜質(zhì)，并用H2SO4和NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水的pH值在6～10；2)預(yù)處理后的廢水光催化氧化反應(yīng)預(yù)處理后的廢水進(jìn)入光催化氧化反應(yīng)器，反應(yīng)器中加入的光催化劑為顆粒二氧化鈦，當(dāng)廢水體積為4L，涂敷的二氧化鈦面積為0.182m2；光源為紫外光，光強(qiáng)為39～45W，并且以臭氧、過氧化氫或二氧化氯作為氧化劑，臭氧持續(xù)通入流量為40～60L/h，質(zhì)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(yīng)1～5h后，水中部分有機(jī)物被降解，有效減輕了后續(xù)膜分離單元的負(fù)擔(dān)；3)光催化氧化反應(yīng)后的廢水膜分離經(jīng)處理后的廢水進(jìn)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后，水中大部分無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物被截留，透過液達(dá)到循環(huán)使用指標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集光催化氧化反應(yīng)－膜分離處理抗生素制藥工業(yè)廢水的方法，屬于制藥廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法過程包括廢水首先在預(yù)處理罐中進(jìn)行絮凝、粗濾、調(diào)節(jié)pH值，然后廢水進(jìn)入光催化氧化反應(yīng)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(jī)物被降解，最后經(jīng)光催化氧化反應(yīng)處理后的廢水進(jìn)入膜分離器，膜為納濾膜或反滲透膜，水中大部分無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物被截留，透過液達(dá)到循環(huán)使用指標(biāo)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，廢水經(jīng)過處理后，有機(jī)物去除率達(dá)97％，脫鹽率達(dá)98％，出水水質(zhì)無(wú)色、澄清、無(wú)味。該方法能高效去除抗生素制藥工業(yè)廢水中的污染物，實(shí)現(xiàn)此類工業(yè)廢水的凈化回用。
文檔編號(hào)C02F1/72GK1733624SQ20051001404
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者王志, 解利昕, 顧俊璟, 樊智鋒, 王紀(jì)孝 申請(qǐng)人:天津大學(xué)