發(fā)酵制藥廢水的脫色研究
發(fā)酵工程制藥是將人工培養(yǎng)的微生物在體內(nèi)特定酶系的作用下，利用高度復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)過程來合成特定的藥物，隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)加大對(duì)發(fā)酵類藥物的需求量，發(fā)酵制藥工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)中增長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域。發(fā)酵類藥物生產(chǎn)階段的原材料投入量很大，且產(chǎn)出比相對(duì)較小，發(fā)酵制藥廢水一般都是以間歇排放的形式為主，并且發(fā)酵制藥廢水具有顏色深、可生化性差等特點(diǎn)，其作為社會(huì)各領(lǐng)域公認(rèn)的最難治理工業(yè)廢水之一，利用三維電解可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵制藥廢水的脫色處理。
一、發(fā)酵制藥廢水的三維電解處理機(jī)制
三維電解處理主要是電化學(xué)處理綜合多種去除機(jī)理的方式，利用電極反應(yīng)可以破壞掉發(fā)酵制藥廢水中分子的穩(wěn)定性，使環(huán)狀分子開環(huán)、大分子斷鏈，并且在廢水在電解過程中可以產(chǎn)生物質(zhì)絮凝或沉淀，這樣便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行凈化脫色的處理效果。三維電解是由上世紀(jì)60年代末期提出的一種廢水處理機(jī)制，在傳統(tǒng)的二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀的工作電極材料，確保新添加的工作電極表面是帶電工作的，這樣便可以使其形成一個(gè)新的電極，這個(gè)電極的表面可以通過電化學(xué)反應(yīng)來對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行處理。三維電極法在對(duì)發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行處理過程中，其一般不使用或使用少量的化學(xué)藥品，并且該種處理機(jī)制在運(yùn)行中具有占地面積小、處理效率高、無二次污染等特點(diǎn)。三維電解處理發(fā)酵制藥廢水在本質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，活性炭碳粒要具備大比表面積和良好的電導(dǎo)體，在直流電場(chǎng)中碳粒因自身帶電可以形成相對(duì)微笑的電解槽，當(dāng)電解反應(yīng)器外加電壓達(dá)到發(fā)酵制藥廢水中污染物分解電壓的時(shí)候，便可以發(fā)生電解反應(yīng)來去除發(fā)酵制藥廢水中的污染物，三維電解便是利用這種機(jī)制來對(duì)發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行脫色處理，同時(shí)也可以降低發(fā)酵制藥廢水中的COD。
二、三維電解處理發(fā)酵制藥廢水的方案設(shè)計(jì)
1.裝置方案設(shè)計(jì):
如圖1所示，電解槽反應(yīng)器在設(shè)計(jì)過程中主要由有機(jī)玻璃板粘合制作而成，裝置的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需求來對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，電解槽反應(yīng)器底部需要安裝有均勻分布的多孔布?xì)獍，一般需要將布(xì)饪椎臉?biāo)準(zhǔn)控制為直徑1mm左右，利用布?xì)獍逑碌亩嗫撞細(xì)廛浌軄硗ㄈ雺嚎s空氣。電解槽反應(yīng)器中的陽極主要以不銹鋼板為主要材料，反應(yīng)器中的陰極主要以石墨板為主要材料，電極板在運(yùn)行中有效工作面積通過水位需要控制在50cm2左右，在反應(yīng)器具體運(yùn)行狀態(tài)下可以根據(jù)裝置大小來利用兩組電極對(duì)其進(jìn)行反應(yīng)。在設(shè)計(jì)過程中主要選用了無隔膜的電解槽，整個(gè)處理裝置中的第三極材料主要采用規(guī)格為10目的活性炭顆粒，在電解槽反應(yīng)器運(yùn)行過程中需要將第三極放置于電極板之間，整個(gè)裝置開始運(yùn)行時(shí)需要利用稀硫酸來對(duì)第三極的表面進(jìn)行活化處理，在對(duì)發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行處理的時(shí)候需要利用震蕩吸附的方式來去除其吸附能力。
2.裝置處理發(fā)酵制藥廢水效果分析:在上述裝置投入使用前來進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，將整個(gè)試驗(yàn)的初始反應(yīng)條件設(shè)計(jì)為pH為5、電解時(shí)間為30min、活性炭加入量為10g/L，在裝置運(yùn)行過程中將電流密度進(jìn)行改變，所改變的電流密度一般需要控制在10mA/cm2、20mA/cm2、30mA/cm2、40mA/cm2、50mA/cm2、60mA/cm2，試驗(yàn)過程中將固定電極板的間距控制為3cm，在試驗(yàn)中對(duì)不同電流密度下對(duì)發(fā)酵制藥廢水的污染物去除率變化情況進(jìn)行測(cè)量。該裝置在運(yùn)行過程中不斷增加電流密度可以提高污染物的去除率，當(dāng)粒子上的電壓處于小于分解電壓的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)電流，而這個(gè)階段的發(fā)酵制藥廢水污染物去除率相對(duì)較小，但是將裝置的電流密度提升到40mA/cm2的時(shí)候反應(yīng)電流便會(huì)通過第三極，而在這個(gè)階段廢水中COD的去除率有了很大提升。將裝置中的電流密度提升到60mA/cm2的時(shí)候發(fā)酵制藥廢水的污染物去除率沒有發(fā)生明顯變化，這是因?yàn)榛钚蕴侩姌O上電流密度過大則會(huì)發(fā)生一些副反應(yīng)。
三、結(jié)語
綜上所述，通過試驗(yàn)證明了所設(shè)計(jì)的三維電解處理發(fā)酵制藥廢水的優(yōu)秀效果，尤其是三維電解處理發(fā)酵制藥廢水中具備十分有效的脫色作用，確保發(fā)酵制藥廢水通過三維電解處理可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
