對Vc母液降解實驗的研究

劉鏈

摘 要：通過分析現有Vc母液，結合現場廢水處理系統的工藝流程，參考母液和調節池水量的體積進行相應的比例混合處理?；旌虾?，利用現有污水處理系統模擬處理混合后的水樣，明確出水水樣是否達到排放標準。后續水樣經過芬頓處理實驗后，驗證了芬頓處理水樣出水合格的可能性。

關鍵詞：Vc廢母液；生物處理；曝氣時間；芬頓實驗

中圖分類號：X787 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.094

目前，國內Vc生產采用的是2步發酵工藝，以山梨酸、玉米漿、多種無機鹽、鹽酸、乙醇和丙酮等18種原料為主，經過發酵、提取、轉化、精制而成，生產工藝復雜，原料平均利用率比較低。在生產過程中，沒有利用的原料、副產物就變為高濃度的有機廢水被排放。Vc廢水主要有高濃度廢水和低濃度廢水2種。高濃度廢水主要來自5種制藥廢液，即發酵菌絲體、提取母液、轉化母液、精制母液和蒸醇殘液；低濃度廢水主要有酸洗廢水、堿洗廢水和車間沖洗水。廢水整體呈酸性，并且COD的質量濃度很高。在提取、轉化和精制的過程中，會產生大量的廢母液，廢母液中除了含有古龍酸和Vc這2種有用的成分外，還含有大量的葡萄糖、色素和有機雜酸等雜質。如果將這類廢水直接排放到外界，就會嚴重污染環境。

此次實驗的目的是研究本公司廢母液經過現有設備處理后可達到的COD值。

1 材料、方法和過程

1.1 實驗水質和裝置

此次實驗取前道車間產生的廢母液，廢母液的COD的質量濃度為800 000～1 200 000 mg/L，pH為2.00左右。實驗使用的裝置是有機玻璃材質的，系統采用底部進水、上部出水的方式完成實驗，曝氣裝置采用曝氣機配合曝氣頭曝氣。實驗裝置如圖1所示。

1.2 實驗方法

江蘇江山制藥有限公司的污水處理工藝流程為：廢水中和

后進入調節池，調節池用泵提升至加熱池，再進入一級厭氧，然后進入二級厭氧，再經過一級好氧、二級好氧串聯處理后，在末端加入專用藥劑和PAM，再進入氧化沉淀池沉淀，出水COD的質量濃度在60～100 mg/L之間。

實驗模擬現場的廢水處理工藝流程，水力停留時間、厭氧污泥數量和好氧污泥數量近似實際運行情況。取調節池進口水樣和廢母液混合，混合比例為280∶1，混合均勻后，調節pH值至7.0左右（6.5～7.8），并利用生長良好的厭氧罐區污泥以縮短啟動時間，水力停留時間設置與現場一樣——30 h。待厭氧反應結束后，取上清液，加入與現場沉降比一樣量（水量11%）的好氧污泥和一定量的毛性填料后，開啟曝氣裝置曝氣。24 h后停止曝氣，沉淀4 h后，取500 mL水樣加入0.4 mL專用藥劑后攪拌，沉淀10 min后再加入0.3 mL質量分數為0.1%的PAM溶液攪拌，沉淀30 min后，取上清液測量COD值。

芬頓實驗：取500 mL水樣，調節水樣pH值至3.00左右。分別取100 mL水樣加入一定量質量分數為8%的硫酸亞鐵溶液混合均勻后，再加入一定量質量分數為30%的雙氧水混合，待反應1 h后，加入NaOH溶液將pH值調節至10.00左右。待沉淀30 min后，取上清液測COD值。

1.3 分析方法

在實驗過程中，COD值的測定采用的是標準方法，pH值則利用雷磁PHS-3C型pH計測定。

1.4 實驗過程

實際運行數據記錄完成后，將其制成表，如表1所示。

針對第一次好氧實驗結果繼續曝氣，曝氣40 h后，水樣上清液的pH值為8.10，COD的質量濃度為425.04 mg/L。對比實驗數據發現，好氧24 h和40 h只降解了質量濃度為52.62 mg/L的COD。由此可見，單純持續曝氣效果并不理想。

鑒于此，進行第二次實驗。在實驗中，增加了少量濾料。從COD去除率中也可以看出，第二次實驗效果好于預期。由于生物的適應性能力比較強，所以，第二次實驗效果比較好。

在第二次實驗的基礎上，好氧繼續曝氣，曝氣40 h后，水樣上清液的pH值為8.10，COD的質量濃度為318.53 mg/L。此時，向水樣中加入5 mL的廢母液，測試廢母液直接通過好氧方式分解的可行性。實驗結果如表2所示。

1.5 后續實驗

使用好氧出水直接進行后續的芬頓實驗。

當好氧出水pH值為8.17，COD的質量濃度為520.24 mg/L時，好氧出水芬頓實驗確定硫酸亞鐵和雙氧水的比例如表3所示。

當好氧出水pH值為7.92，COD的質量濃度為544.58 mg/L時，好氧出水芬頓實驗確定COD和雙氧水比例如表4所示。

取芬頓實驗出水（130.81 mg/L）進行氧化沉淀實驗，溶液顏色明顯加深，沉淀30 min后無沉淀物析出。

在氧化沉淀的基礎上進行芬頓實驗。

好氧實驗出水pH值為8.02，COD的質量濃度為459.64 mg/L，氧化沉淀反應后，COD的質量濃度為290.30 mg/L，具體數據如表5所示。

2 結論

目前，工廠的廢母液因為COD的質量濃度太高，所以，稀釋280倍后，直接利用現有生物處理系統無法使其達到國家要求的排放標準，即COD≤100 mg/L。

在好氧系統中，廢母液含有良好的生物濾料和充足的填料，曝氣超過40 h后，出水COD的質量濃度為實驗中最好的數據，即318.53 mg/L。而母液直接利用好氧的方式，曝氣超過90 h也可以達到現有系統的處理效果。這證明，母液中含有難以生化的物質，如果采用常規的生物降解方式，那么，需要足夠長的時間才能達到效果。

廢母液經過實驗段的好氧系統后，COD通過芬頓實驗（雙氧水與硫酸亞鐵比例為1∶1，雙氧水與COD比例為1.5∶1）可以達到74%的去除率。在系統運行的過程中，它會受到一系列相關因素的影響。好氧出水COD的實驗效果比較好，預計出水效果可以達到國家排放標準。

芬頓實驗過后，可采用氧化沉淀實驗，因為溶液中相應的懸浮物都已去除，不適合再使用氧化沉淀反應用去除COD。如果在氧化沉淀實驗后使用芬頓，該實驗只有脫色效果，對去除COD無效果。

總之，將廢母液經過生物處理后的廢水直接進行芬頓實驗，在雙氧水與硫酸亞鐵比例為1∶1、雙氧水與COD比例為1.5∶1的情況下，芬頓效果最好。如果直接采用氧化沉淀方法，則結果不符合國家排放標準，而經過芬頓處理后采用氧化沉淀或經過氧化沉淀后采用芬頓都沒有效果，因為芬頓實驗具有良好的脫色效果。

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〔編輯：白潔〕