光催化臭氧法对化工制药废水的解毒和降解研究

2023-02-16

光催化臭氧法指的是将紫外光与臭氧辐射相结合, 从而达到高级氧化的目的。在紫外光照射条件下, 臭氧能够分解出大量次生氧化剂, 使有机物得到氧化。1840年, 德国化学家发现了臭氧的存在, 现阶段, 它已经被广泛应用于化工药物废水的处理、空气消毒、水净化之中。

一、化工制药废水的具体情况

光催化臭氧法已经被广泛应用于水处理中, 并吸引了更多人的关注, 即使是可生化性很低的废水, 光催化臭氧法也能够在其中发挥重要作用。本文主要以某化工厂废水处理方法为依据, 对其工业制药废水方法进行研究。

1. 废水产生原因

该化工厂主要从事奥美拉唑、盐酸倍他司汀等原料的生产, 生产出的废水主要来源于各个车间, 其中主要包括中间体萃取洗涤废水、中间体离心母液废水、酯化废水、回收蒸馏水等。

废水浓度非常高, 其中所包含的有机物含量得到提升, 其中的化学需氧量值在11000mg/l至120000mg/l之间, 环氧甩氯废水需氧量约为255000mg/l, 盐废水需氧量为450000mg/l。废水中不仅存在未完全反应的原料, 而且其中也包含很多碱、盐、酸等无机物, 除此之外, 还有成品物质单体的残留。在地面冲洗水中, 滴漏物质较多, 废水内的需氧量在1500mg/l至5500mg/l之间。整个化工厂每天废水量的平均和约为358吨。

2. 以往处理废水的具体措施

该化工厂采取了相应措施对废水进行处理, 首先, 将废水送至调节池内, 使其中和混合, 对酸化池采取水解措施, 经好氧池、沉淀池与气浮池等步骤后, 将废水排放出去, 不过这种废水处理技术并不能够将污水排尽, 制药废水中含有很多化学物质, 例如甲醇、水杨酸、甲醛、甲磺酸、异丙醇、柠檬酸、正己烷等, 甲磺酸与水杨酸均具备杀菌功能, 能够抑制微生物的生长, 且存在毒性, 若处理废水时, 没有将将其中具有毒性的物质处理完全, 必定会导致生化系统遭到破坏。以往处理废水的方法存在很多局限性, 必须采用新的废水处理措施, 才能够将其中的有毒物质处理完全。

二、光催化臭氧法在化工制药废水中的具体应用

目前的臭氧消毒技术已经变得越来越先进, 臭氧剂在废水处理中, 对有机物的氧化主要有两种表现形式, 臭氧分子可直接开始进攻, 或通过分解后, 导致自由基反应的形成。通常情况下, 臭氧分析会以直接进攻的形式存在。若在紫外光照射条件下实现臭氧氧化, 则有利于使臭氧分解速度加快, 原因在于在紫外线照射下, 臭氧经分解后, 自由基数量变多。

1. 光催化臭氧法实验的实施过程

现阶段, 该化工厂主要利用光催化臭氧法对化工废水进行处理。管理者首先实施相关的实验, 使化工制药废水处于静止状态, 并于紫外光照射条件下, 使臭氧曝气, 通过观察发现, 这种处理方法对废水需氧量产生了较大影响, 本次实验所采用的废水均为化工厂车间的工业废水, 具备较高的浓度, 且具备不可生化性, 不可生化的原因在于废水中包含很多杀菌物质, 具有较强的毒性。

2. 实验所需设备

本次实验主要应用的设备包括紫外灯罩装置、臭氧发生器。臭氧发生量在55g/h至105g/h之间, 额定功率为500W。臭氧发生器的气源为空气, 电极与高电压之间会有放电产生, 便于离解氧分子, 并产出大量臭氧。

取一个容积为10升的玻璃反应槽, 将适量臭氧置于其中, 并利用循环射流泵, 将臭氧气泡分散, 于紫外光照射条件下, 实现有机物与废水的充分混合, 并发生化学反应。

3. 实验所得结论

臭氧气体被通入后, 发现废水中的甲醇、水杨酸、甲醛、甲磺酸、异丙醇、柠檬酸、正己烷等化学物质均得到有效分解, 在分解过程中, 臭氧首先对高分子结构物质进行分解, 将这些物质分解为醛酸、醛等物质。当物质进行化学反应时, 有机酸可得到有效分解, 其主要分解为水与二氧化碳, 利用光催化臭氧法处理废水, 可使其中的BOD5值得到提升。

对于具备杀菌功能的化学物质而言, 采用以往废水处理方法, 很难将其中的有害物质处理完全, 利用光催化臭氧法则可以有效对废水进行处理, 并降低废水的毒性, 它具备解毒功能, 常被应用于生化处理中。处理有机物时, 同时也能够使有毒物质的毒性结构遭到破坏。不过利用这种废水处理方法所需要的成本较高, 因此, 化工厂必须做出全面整改, 例如对于浓度较高的废水实施光催化臭氧法, 并深度处理尾水等。