固体废弃物预处理中药制药废水的实验解析
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作者:宋天成 傅科平 辜碧
摘要：利用铁屑等固体废弃物对中药制药废水实施预处理干预，并通过检测COD去除率与脱色率去考评预处理效果，分析废水酸碱度、试剂使用量等对以上两项指标形成的影响，以设定最佳预处理工艺条件。研究发现，在偏酸性条件内电解处理效果较优良，若能将入适量过氧化氢（H2O2）有益于优化COD与色度去除效果。预处理中药制药废水的最适宜工艺条件是：废水pH为5.0～6.6，铁屑、H2O2投用量依次是3g、1ml，反应持续35min后，加入0.9m石灰乳并将混合液pH调整至9，在以上工况中，废水COD去除率与脱色率分别达到73.2%、96.1%，且处理期间资金投入较少。
关键词：固体废弃物;中药制药废水;预处理;实验研究
中图分类号：X787 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）05-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.017
Experimental analysis on pretreatment of traditional Chinese Medicine pharmaceutical wastewater with solid waste
Song Tiancheng1，Fu Keping2，Gu Bi3
（1.Hangzhou Zhongmei East China Pharmaceutical Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310011，China;2.Hangzhou Zhongmei East China Pharmaceutical Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310011，China;3.Zhejiang Huazai Environmental Technology Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310000，China）
Abstract：Using solid waste such as iron scraps to carry out pretreatment intervention on pharmaceutical wastewater of traditional Chinese medicine，and by testing the COD removal rate and decolorization rate to evaluate the effect of pretreatment，the effects of pH and reagent usage on the formation of the above two indexes were analyzed，so as to set the best pretreatment process conditions.The results show that the electrolysis treatment in the condition of partial acidity is better，and the addition of hydrogen peroxide （H2O2） is beneficial to optimize the COD and chroma removal.The most suitable technological conditions for pretreatment of traditional Chinese medicine pharmaceutical wastewater are：the pH of wastewater is 5.0～6.6，and the dosage of iron chip and H2O2 is 3 g、1ml， in turn should last 35 min， add 0.9 m lime milk and adjust the mixture pH to 9， in the above working conditions，the removal rate and decolorization rate of wastewater reached 73.2%，96.1%，respectively，and less investment during the treatment period.
Key words：Solid waste;Traditional Chinese medicine pharmaceutical wastewater;Pretreatment;Experimental research
中藥是中华民族在数千年发展期间积累下的璀璨瑰宝，药效持久、标本兼治、副作用少且轻微，故而在国际医学领域中占据独一无二的位置。在社会经济及中药医学快速发展的大背景下，我国中药生产厂家陆续建设，建厂数目已经高达2000家，其在运营阶段造福人类的同时，形成的中药废水也滋生出环境污染的问题，文章在浅谈中药废水污染特征的基础上，对相关处理工艺开展较详细研究。
1 中药废水污染特征
中药废水主要产自生产车间洗泡蒸煮药材、制剂等流程中，废水类型以加工生产期间的原药洗涤水，原药药汁残液、过滤等操作时形成的污水，设备设施洗涤与地板冲洗用水等。污染物成分以糖类、蕙醒、木质素、色素及其水解产物等为主[1]。中药废水特征有有机污染物浓度偏高、悬浮物较多、色度偏大、水质及水量波动较大等。
2 实验研究
2.1 试剂与仪器
重铬酸钾、30%H2O2等，以上均是分析纯;外购市面上的生石灰，并依照一定比例将其配制成饱和石灰水。
实验期间中药废水由某中成药制药厂的废液中提取，呈现为棕黄色，测得其pH、COD范围依次为4.2～5.3、800～1 270㎎/L。由某零部件加工厂废弃堆中取适量铁屑，并进行目筛处理。使用浓度为0.1%盐酸去除铁屑上附有的油渍、铁锈等杂物，随即使用蒸馏水予以清洁处理。针对本实验中使用的炉渣，使用粉碎设备予以成分粉碎处理后，提取120目筛下物。仪器有光度计、振荡器以及pH计。 2.2 实验方法
精确量取50 mL废水并将其放置于250 mL碘量瓶内，依次加入适量铁屑、炉渣以及H2O2，并要求在恒温条件下对其振荡处理一定时间，随即掺入适量石灰乳，历经充分搅拌后使其均匀，静置4min以后予以抽滤操作，提取上层清液，使用分光光度计检测吸光度，选定于340nm位置。测算实验废水持有的脱色率;COD指标采用重铬酸钾予以检测，随后测算废水的COD去除率。
3 统计实验结果并分析
3.1 不同方法处理中药废水的情况
针对本次研究中提取的中药废水，采用铁屑法、炉渣法、铁屑+炉渣法、铁屑+炉渣+H2O2法、铁屑+炉渣+H2O2+石灰乳法进行处理。设定的实验条件如下：量取废水50ml，加入3g铁屑、6g炉渣、1ml的H2O2，混合以上物料后，于35℃条件下充分予以振荡，石灰乳使用量为0.9ml。经实验期间系统的处理后，紫外—可见吸收光谱见图1[2]。废水处理效果见表1。
对图1及表1内囊括的信息予以分析，发现在临近紫外区域中原废水持有较强的末端吸收，历经不同方法处理后其COD与色度均有不同程度被剔除，末端吸收期间会形成蓝移。栽吸光度1.81A位置，除炉渣法之外的其他四种处理方法末端吸收蓝移距离相互贴近，和炉渣法相比较均大概高出1倍。对其成因予以分析，主要是由于因为铁屑中的微电池或铁屑与炉渣两者相互触及后建设的原电池，可以形成较多、较强的活性的Fe2+与新生态，对废水内污染物分子结构与发色基团形成较明显的破坏作用，进而提升末端吸收蓝移的效果[3]。和炉渣法、铁屑法两种处理工艺相比较，铁屑+炉渣法持有的COD去除率与脱色率水平均有一定提升，但整体去除效果欠佳，可以通过添加适量H2O2加以改善，通常能使COD去除率、脱色率分别有12%、17%的提升幅度，这主要是由于H2O2能和铁-炭内电解。
共同产出的Fe2+组建了Fenton试剂，该试剂持有较高的氧化性，进而促进了铁-炭反应进度，较明显地提高了污物去除率，故而COD去除率、脱色率指标也会相应提升。石灰乳+铁屑+炉渣+H2O2法对废水的处理效果明显优于其他方法，故而本文以該处理方法为目标对象予以研究。
3.2 废水pH对去除效果形成的影响
采用稀盐酸或氢氧化钠调整废水初始pH值，稀释倍数为1。将7g的铁屑、炉渣分别加入50ml废水内，35℃条件下持续振荡35min，而后投入石灰乳0.9ml。结果发现废水pH指标会对COD去除率、脱色率形成一定影响，在弱酸性条件下处理效果较优良，废水pH在5.0～6.6区间取值时，处理效果较好，和文献研究结果之间有较高相似度[4]。伴随pH跌落过程，COD去除率、脱色率均有不同程度降低。
3.3 反应时间对去除效果形成的影响
将7g的铁屑、炉渣，1ml的H2O2加入50ml废水，35℃条件振荡处理，随后加入0.9ml石灰乳处理。发现伴随反应时间拖延，废水COD去除率、脱色率均有提升，30min后以上两项指标表现出较稳定态势，提示以上处理方法处理中药废水速率较高[5]。当反应时间充沛时，废水内有机物灰更加充分的接触原电池，反应效率也油酸提升，故而处理效果偏好。考虑处理工艺简便性、经济性因素后，拟定将反应时间设定为30min。
3.4 铁屑投入量对去除效果形成的影响
经分析后发现，伴随铁屑使用量增多，COD去除率、脱色率均有一定提升，当铁屑投入量>3g时，以上两项去除率指标均达到峰值且表现出一定稳定性。故而，本次实验中将铁屑投入量设为3g。
3.5 H2O2、石灰乳加入量对去除效果形成的影响
伴随H2O2投入量的增多，COD去除率有先增后降、脱色率有先略微增加而后趋于平稳的表现。当H2O2加入量<1ml之前，COD去除率的增幅明显大于脱色率，间接提示COD去除是铁—炭内电解与Fenton试剂氧化共同作用的结果;当H2O2投入量为1ml时，废水COD去除率、脱色率均达到峰值，故而选定H2O2的用量为1ml。
实验中发现，不添加石灰乳时，处理水呈浅黄色，不易沉降;添加适量石灰乳以后，出现了絮凝沉淀，且经处理的水透明度有提升。石灰乳能较明显的吸附废水内的有机物[6]。这提示在处理中药废水过程中，采用铁屑+炉渣+H2O2法并添加适量石灰乳，能进一步优化COD去除及脱色效果。当石灰乳投入量为0.9ml时，废水COD去除率、脱色率均达到最高点，测量后的此时pH临近9。故而，拟定石灰乳的投用量为0.9ml。
4 结束语
利用固体废弃物处理中药制药废水时，最适的工艺条件为：废水pH为5.0～6.6，铁屑、H2O2投用量依次是3g、1ml，反应持续35min后，加入0.9m石灰乳并将混合液pH调整至9，在以上工况中，废水COD去除率与脱色率分别达到73.2%、96.1%。且实践中发现以上工艺具有运行成本低、操作流程、取材便捷等诸多优势，持有较高的推广价值。
参考文献
[1]许彦明，蒙海宁，敖林，等.我国工业固体废弃物磷石膏预处理及综合利用综述[J].商品混凝土，2020，41（Z1）：33-36.
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[3]韩静.中药制药工程科技创新方略及其工业转化探析[J].农家参谋，2018，14（16）：214-215.
[4]刘冠柱.预处理+A/O工艺替代厌氧工艺对中药制药废水的处理[J].安徽化工，2017，43（06）：99-100.
[5]袁浩然，廖艳芬，汪小憨，等.可燃固体废弃物的高值化预处理调质和源头控污机理[J].科技资讯，2016，14（06）：162-163.
[6]李默.有机固废厌氧消化技术研究进展[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016，42（05）：170-171.
收稿日期：2020-03-11
作者简介：宋天成（1985-），男，本科学士，MPA，工程师，研究方向为三废治理、环境管理。
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