维生素废水中发色物质解析与降解处理方法

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维生素C生产废水是一股高有机物浓度高盐度废水。最近,制药行业新的废水排放标准的强制实行进一步增强了企业对新技术新工艺的迫切需求。被称为清洁处理法的电解技术因具有化学药剂好量少、后处理简单而被广泛应用于废水的前处理以及深度处理过程。本文针对维生素C生产废水高盐度的特点,选用了受水质波动影响较小的电解工艺作为深度处理工艺。目的在于研究电解工艺深度处理维生素C生产废水处理尾水的处理效果以及应用该工艺预处理高浓度维生素C有机废水的可行性,并应用多种分析手段初步研究维生素C生产废水中发色物质的结构特征以及在电解过程中的降解规律。  (1)在常规指标、分子量分布、有机物的分子基团等方面分析了发酵废水、维生素C生产废水生化出水、污水厂外排水的水质特征,结果表明维生素C生产发酵废水经过厌氧+好氧生物处理后,有机物能够有效去除,但亚硝态氮和硝态氮有升高,出水具一定色度,且剩余的大部分氮元素存在于未降解有机物中;出水中的物质主要为分子量1000以下的小分子有机物,有少量1000-3300的有机物,无蛋白物质;分子量3000以上的黑褐色有机物对色度的贡献大,其发色基团为羰基与羟基,应该是聚合物,且浓度较低,并与小分子有机物在结构上有很强的相似性。发酵废水与外排水离子含量高,适合电解处理。  (2)分别用铁电极和石墨电极作为阳极对发酵废水的外排出水进行电解深度处理研究。以TOC作为评价指标对电解时间、电解电流等影响因素进行了正交实验,确定了电解实验的优化参数:电解时间5 min、电流6A、进水pH7、极板间距25 mm、石墨电极。优化条件下的电解出水中,TOC,COD等超标指标均达到《发酵类制药工业污染物排放标准GB21903-2008》的排放要求,色度降至10倍以下,总磷去除率达到55.9%,总氮无明显去除。在紫外光谱扫描图谱中发现,270 nm左右的紫外吸收峰随着电解反应的进行而逐渐变小。据此,结合电解后废水色度显著降低的现象,可以认为270 nm是主要发色物质的特征波长。  (3)研究了电解氧化工艺预处理高浓度维生素C生产废水的处理效果。结果表明电解氧化工艺对高浓度发酵母液废水的TOC、COD均有去除;通过单因素试验确定的优化操作条件为:电解时间40 min、电解电流3A、进水pH7、氯盐的投加量3000mg/L。经过电解后,废水的B/C比提升了0.14,TOC和COD的去除率分别是11%、和6%。表明电解氧化工艺可以有效地改善废水水质,有利于后续生物处理。  (4)通过对比发酵母液废水电解前后的红外扫描图谱发现,电解处理对于废水中的醇羟基、氨基、亚甲基、羰基等均有破坏作用;经过电解后,废水紫外区域特征吸收峰吸收值下降了44.9%,说明废水里的有机物共轭结构被大量破坏,电解处理能够有效的破坏发酵母液中的有机物结构。
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