制药废水预处理试验研究

朱家伟

（凯发新泉水务（常熟）有限公司，江苏 苏州 215533）

制药废水通常具有组成复杂，有机污染物种类多、浓度高、B/C比值低的特点，毒性大，色度深，含盐量高，特别是生化性很差，且间歇排放，含有难生物降解和有抑制作用的抗生素等毒性物质，带有颜色及异味，属难处理的工业废水。

本研究采用混凝法处理某制药厂的生产工艺废水，为研发简便、高效的净化制药废水的处理方法,确保污水达标排放探索了一条可选择的新途径。

1 实验部分

1.1 混凝实验操作方法

在室温条件下，用100mL的烧杯量取50mL的水样至小烧杯中，投加混凝剂置于双向磁力加热搅拌器上，在不同加药量、不同pH值和不同反应时间下进行正交试验，搅拌后过滤取过滤后的清液稀释进行分析测试。在确定处理制药废水效果良好的混凝剂品种后，经混凝单因素处理，选择混凝处理制药废水的最佳条件。

1.2 试验水质

本试验采用泰州某制药有限公司生产工艺综合排放废水，废水COD值为2780mg·L-1，pH值为4～6。

2 混凝试验结果

2.1 混凝正交试验

本试验对混凝剂投加量、混凝剂种类、反应pH值、搅拌时间4个因素，按照L9（34）正交表进行三水平正交试验。实验结果见表1。

由表1中Rj值可知，四因素影响顺序依次是混凝剂种类＞混凝剂投加量＞pH值＞搅拌时间。由Ki值可知，最佳投加量：20mg·L-1，搅拌时间：30min，pH值为7，混凝剂种类选：FeSO4是混凝试验的最佳工艺组合。

表1 混凝正交实验结果Tab.1 Coagulation orthogonal test results

2.2 混凝单因素试验

想达到最佳的混凝效果，除了选择合适的混凝剂外，关键在于各种混凝条件的选择。在影响混凝处理效果的众多因素中，其中pH值、投加量、搅拌时间等是主要的影响因素。下面分别用上述影响因素中的一个因素作为变量加以试验，以确定FeSO4处理制药废水的最佳条件。

2.2.1 FeSO4投加量对混凝效果的影响 在选定混凝剂后，处理效果的好坏直接取决于加药量。如果加药量不够，达不到最佳效果；如果加药过量，不但增加处理成本，而且会导致胶粒产生再稳现象，降低处理效果。实验结果见图1。

图1 FeSO4投加量与COD去除率的关系Fig.1 Relationship of FeSO4amount with COD removal rate

从图1可以看出，投加量为25mg·L-1时对制药废水中的COD去除率最高。当投药量高于25mg·L-1时，对COD的去除率反而呈逐渐下降的趋势。这是由于投加量太少时混凝剂水解反应不充分，不能够充分降低电位，随着投药量的增加，消除胶粒电位小于范德华引力以至失去稳定性，去除率随着投加量增加而增大，当投药量过多时，去除率反而下降，水中的胶粒又会重新获得稳定。另外，由于混凝剂投加量的增加，会增加处理废水的药剂成本，增加工程运行费用，所以根据试验最佳投药量可取25mg·L-1。

2.2.2 pH值对混凝效果的影响 每种试剂都有其适宜的pH值范围。因为混凝剂水解后产生使胶体和悬浮物沉淀的物质，而pH值直接影响混凝剂的水解平衡及水解产物的存在形态。所以必须确定试剂处理废水的最佳pH值范围，使试剂处于水解平衡的最佳范围内，试剂才能发挥最大作用。实验结果见图2。

图2 pH值与COD去除率的关系Fig.2 Relationship of pH value with COD removal rate

由图2可知，当pH值范围在6时，试剂对制药废水中COD的去除效果好，且絮体沉降速度快，COD去除率达90%以上。

2.2.3 搅拌时间对混凝效果的影响 化学法对制药废水处理的效果，关键在于保证水中胶粒始终保持较高的碰撞次数以求得较大的凝聚速度，故搅拌是影响处理效果的一个非常重要的因素。

选择合适的搅拌时间，才能保证试剂与废水中溶解性有机物充分接触，发生凝聚作用，也才能保证试剂与废水充分反应后产生的絮体不被破坏，从而达到净化废水的目的。实验结果见图3。

图3 搅拌时间与COD去除率的关系Fig.3 Stirring time with COD removal rate

搅拌的目的是为了使混凝剂迅速扩散于制药废水中,使处理的效率提高。由图3可见,随着搅拌时间的增加,COD的去除率明显增大,故搅拌时间选为在该搅速下，搅拌35min为最佳搅拌时间。

3 结论

（1）本试验用FeSO4去除制药废水中污染物，COD的去除率最高可达到90%以上，相对常规试剂硫酸铝及PAC对制药废水的处理效果更好。

（2）利用FeSO4处理制药废水的最佳工艺参数为：pH值控制在6左右，投加混凝剂25mg·L-1，搅拌时间为35min。

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