專利名稱：一種鐵碳微電解處理高濃度含銅抗生素廢水及回收銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效的廢水處理與資源化技術(shù)，該 方法能提高廢水的可生化性，與生化處理方法相結(jié)合，能彌補(bǔ)生化處理方法中的不足之處， 同時該方法作為高濃度含銅抗生素廢水處理工藝中一個重要環(huán)節(jié)，能實現(xiàn)廢水中銅的資源 化回收，從而大大降低廢水的處理成本。
背景技術(shù)：
含銅黃連素生產(chǎn)廢水屬于化學(xué)合成類藥物生產(chǎn)中較為典型的一種難降解廢水，其 含有高濃度的Cu2+、有機(jī)物和懸浮物質(zhì)量濃度高、pH值波動較大、成份復(fù)雜等特點，其中廢 水中含有高濃度的Cu2+和黃連素等對微生物活性具有較強(qiáng)的抑制作用，很難直接進(jìn)行生化 處理，必須采取合適的物化方法對其進(jìn)行預(yù)處理。因而，尋找一種實際操作可行、成本相對 較低廉且能同時削減黃連素及Cu2+濃度的工藝方法勢在必行。近年來，關(guān)于鐵碳微電解法處理各種廢水的研究報道很多。鐵碳微電解技術(shù)是利 用具有不同電極電位的鐵和碳作為電極形成無數(shù)個微小原電池，發(fā)生電極反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生 電化學(xué)效應(yīng)而去除廢水中的污染物。本發(fā)明工藝方法采用廉價的鐵粉與炭粉，通過鐵的還 原、碳的吸附以及Fe/C原電池的氧化還原等的協(xié)同作用，同時消除廢水中高濃度的抗生素 及Cu2+的含量，有利于廢水的進(jìn)一步生化處理。另外，產(chǎn)生的廢渣通過焚燒、提純和酸化處 理得到CuCl2成品，而該產(chǎn)品是生產(chǎn)黃連素必不可少的原料，實現(xiàn)了銅的循環(huán)利用，且大大 降低了廢水的處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種簡單可行、成本相對低廉、能同時削減廢水中高濃度 抗生素及Cu2+且能實現(xiàn)銅的資源化回收的處理方法。本發(fā)明提出的高濃度含銅抗生素廢水的處理方法，是一種基于“鐵碳微電解”的物 化處理方法。該方法采用廉價的鐵粉及炭粉為原料，利用處理過程中炭的吸附、鐵的還原以 及Fe/C微電池的氧化還原等協(xié)同作用，一方面消減廢水中有機(jī)物負(fù)荷與抗生素的濃度，另 一方面通過還原廢水中的Cu2+，使其從液相轉(zhuǎn)化到固相之中，從而實現(xiàn)廢水中Cu2+的去除。 同時對反應(yīng)后的殘渣進(jìn)行壓濾，濾液與生活污水混合后進(jìn)入后續(xù)生化處理工藝，而對濾渣 進(jìn)行焚燒，并進(jìn)一步提純、酸化得到CuCl2成品，CuCl2是生產(chǎn)黃連素生產(chǎn)過程中的必不可少 的一種催化劑原料，進(jìn)而實現(xiàn)銅的循環(huán)利用。本發(fā)明的反應(yīng)裝置如附圖所示。本發(fā)明的具體方法如下該方法采用間歇式的方式對廢水進(jìn)行處理。儲水槽1中的含銅抗生素廢水通過水 泵2經(jīng)由進(jìn)水口 5進(jìn)入反應(yīng)器主體3，投加一定量的鐵粉與炭粉，通過電動攪拌器4對體系 進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)完畢后靜置沉淀，打開出水口閥門6，排放處理出水并通過與生活污水 混合的方式進(jìn)入進(jìn)一步的生化處理單元，最后打開排泥口閥門7，對過程中產(chǎn)生的廢渣進(jìn)行壓濾、焚燒、提純、酸化等工藝實現(xiàn)銅的資源化利用。本發(fā)明的特點如下1.該方法將鐵的還原與碳的吸附過程綜合，使鐵碳的協(xié)同作用在一個體系中集 成。2.該方法采用廉價的鐵和炭為原料，通過回收廢水中高濃度的銅，從而大大降低 廢水的處理成本。3.該方法采用間歇式的方式對高濃度含銅廢水進(jìn)行處理，使得體系更容易控制。4.該方法能大大削減廢水中抗生素及Cu2+的含量，有利于提高廢水的可生化性， 是生化方法強(qiáng)有力的補(bǔ)充。5.該方法采用原料均為粉末態(tài)，一方面防止了生成的銅包裹于鐵的表面，使得鐵 反應(yīng)更充分，提高了鐵的利用率，另一方面有利用碳對廢水中有機(jī)物尤其是抗生素的吸附。6.該方法通過攪拌器實現(xiàn)廢水與鐵、炭粉的混合均勻，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，提高了 反應(yīng)速度與處理效率。7.該方法通過對產(chǎn)生的廢渣進(jìn)行壓濾、焚燒、提純或酸化，可實現(xiàn)CuCl2的資源化 回收。8.該方法通過把回收的CuCl2應(yīng)用于抗生素的生產(chǎn)過程，進(jìn)而實現(xiàn)了銅的循環(huán)利用。9.該方法操作簡單，設(shè)備緊湊，易于操作，切實可行。本發(fā)明方法可用于高濃度含銅抗生素廢水的處理，也可以用于其它高濃度含銅廢 水的處理及銅的資源化回收利用。


1.儲水槽 2.水泵3.反應(yīng)器主體 4.電動攪拌器5.進(jìn)水口 6.出水口及閥門 7.排泥口及閥門
具體實施例方式實施例1 某制藥廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含銅抗生素廢水，該廢水的水質(zhì)為廢水COD約為 80000mg/L，Cu2+濃度約為20000mg/L，抗生素黃連素濃度為1700 1900mg/L。當(dāng)廢水pH值 為2. 0-3. 0，鐵炭投加量分別為25g/L和30g/L，反應(yīng)90min條件后，廢水中黃連素的去除率 可達(dá)70%以上，Cu2+的去除率高達(dá)99. 9%以上。對濾渣進(jìn)行焚燒、提純、酸化后得到CuCl2 成品，該方法工藝可實現(xiàn)處理噸水回收銅18-19kg(以Cu計)。
權(quán)利要求
一種鐵碳微電解處理高濃度含銅抗生素廢水及回收銅的方法，其特征在于利用過程中炭的吸附作用、鐵的還原作用以及Fe/C微電池的氧化還原作用等，一方面消減廢水中有機(jī)物負(fù)荷與抗生素的濃度，另一方面還原廢水中的Cu2+，使其從液相轉(zhuǎn)化到固相之中，進(jìn)而提高了廢水的可生化性。對反應(yīng)后的殘渣進(jìn)行壓濾，對濾渣進(jìn)行焚燒，并進(jìn)一步提純、酸化得到CuCl2成品。CuCl2是生產(chǎn)抗生素黃連素生產(chǎn)過程中的必不可少的一種催化劑原料，進(jìn)而實現(xiàn)銅的循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該方法以高濃度的含銅抗生素廢水為處理對象，降低廢水中 抗生素與Cu2+的濃度，提高廢水的可生化性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，可以采用鐵粉與炭粉、活性炭粉或顆?；钚蕴繛椴牧?。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，處理過程中需進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，一方面使抗生素被吸附?去除，另一方面使廢水中的Cu2+完全還原成單質(zhì)Cu，進(jìn)而從液相中轉(zhuǎn)移出來。
5.根據(jù)權(quán)利要1所述，處理過程中可能產(chǎn)生一定量的H2，可以對生成的H2進(jìn)行收集，以 免造成二次污染，同時H2可作為綠色能源再利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，鐵碳微電解反應(yīng)完畢后需靜置沉淀一段時間，使固液分罔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5所述，處理后上清液應(yīng)與一定體積的生活污水進(jìn)行混合，利用 生成的Fe2+/Fe3+對混合污水進(jìn)行混凝處理后進(jìn)入后續(xù)生化工藝或者直接把混合污水排 放進(jìn)入后續(xù)生化工藝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述的后續(xù)生化工藝可采用SBR、MBR、好氧顆粒污泥等方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、6、7、8所述，過程中產(chǎn)生的廢渣需進(jìn)行壓濾，濾液與生活污水混合， 并對濾渣進(jìn)行收集。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、9所述，收集的濾渣進(jìn)行焚燒、提純以及酸化，可獲得成品CuCl2， 實現(xiàn)Cu的資源化回收。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、10所述，成品CuCl2可應(yīng)用于抗生素黃連素的生產(chǎn)工藝，進(jìn)而實現(xiàn) Cu的循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵碳微電解處理高濃度含銅抗生素廢水及回收銅的方法，屬于水處理應(yīng)用及資源化領(lǐng)域。該方法以高濃度的含銅抗生素廢水為處理對象，主要采用廉價的鐵粉和炭粉為原料，利用過程中炭的吸附作用、鐵的還原作用以及Fe/C微電池的氧化還原作用等，一方面消減廢水中有機(jī)物負(fù)荷與抗生素的濃度，另一方面還原廢水中的Cu2+，使其從液相轉(zhuǎn)化到固相之中，進(jìn)而提高了廢水的可生化性，是生化方法強(qiáng)有力的補(bǔ)充。同時對反應(yīng)后的殘渣進(jìn)行壓濾，對濾渣進(jìn)行焚燒，并進(jìn)一步提純、酸化得到CuCl2成品。CuCl2是生產(chǎn)抗生素黃連素生產(chǎn)過程中的必不可少的一種催化劑原料，進(jìn)而實現(xiàn)銅的循環(huán)利用。
文檔編號C02F1/461GK101941749SQ201010293120
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者宋永會, 曾萍, 段亮, 肖書虎, 肖宏康, 錢鋒 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院