含铜制药有机废水的处理研究

　　中小型制药企业生产过程中产生的含铜有机废水，对水生生物、农作物以及水体自净会产生较强的毒害作用，给环境造成严重污染。当废水中铜浓度超过1.0mg/L时，对废水的硝化反应会产生抑制作用。由于含铜制药有机废水大多难以采用单一方法简单处理，而复杂工艺处理费用又较高，中小型制药企业难以承受，所以多数中小型制药企业仍将生产过程中产生的含铜有机废水直接或简单处理后排放，所排放的废水中铜浓度及COD超标严重。本文着手研究了含铜制药有机废水的处理方法，以解决含铜制药有机废水排放产生的环境问题。
1 试验部分
1.1 废水水质情况
　　某小型制药企业生产过程中产生大量含铜废水，其废水水质情况见表1。

表1 废水水质情况

废水水量
(t/d) COD浓度
(mg/L) BOD5浓度
(mg/L) Cu2+浓度
(mg/L) pH B/C 3 12900 2967 150 5～6 0.23

1.2 处理方法
1.2.1 处理工艺流程的选择
　　该废水Cu2+浓度及COD严重超标，需要选择合适的方法去除Cu2+和COD。由于生物处理成本较低，为使处理方法经济有效，我们准备采取化学沉淀去除Cu2+、生物处理去除COD的办法。但是，从B/C值分析该废水属于难生化废水。所以，我们准备先采用化学沉淀法去除Cu2+，然后对废水进行酸化水解，提高其可生化性。酸化水解是关键工段，它的主要目的是将废水中非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是将难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，在去除一定量COD的同时提高和改善废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。水解后的废水再经好氧生物处理，降解废水中的COD，使废水达标排放。处理工艺流程如图1所示。

1.2.2 处理过程
(1)投加硫化钠除铜往废水里投加硫化钠使Cu2+形成CuS沉淀析出，达到去除Cu2+的目的。离子反应方程式:
　　Cu²⁺+S^2-=CuS↓
(2)投加液碱调pH 废水里投加液碱调pH至轻微偏碱，同时使剩余Cu2+进一步形成Cu(OH)2沉淀析出，达到进一步去除Cu2+的目的。离子反应方程式:
　　Cu²⁺+2OH^-=Cu(OH)₂↓
　　将除铜后废水进行化验检测，水质情况见表2。

表2 除Cu2+后废水水质情况

废水COD浓度
(mg/L) 废水BOD浓度
(mg/L) B/C Cu2+浓度
(mg/L) pH 12900 3998 0.31 0.29 7～8

(3)酸化水解
　　经除铜后的废水B/C值为0.31，属于可生化但不易生化的废水。我们通过酸化水解改善了废水可生化性，经酸化水解后废水的B/C值为0.42。
(4)好氧生物处理
　　将酸化水解后的废水进行好氧生物处理。其COD去除率见表3。

表3 生化处理效果

平均进水COD浓度(mg/L) 酸化水解平均出水
COD浓度(mg/L) 好氧生物处理平均出水
COD浓度(mg/L) 总COD去除率
(%) 3050 2718 338 88.9

1.3 结果与讨论
1.3.1 试验结果
　　(1)采用化学沉淀法去除Cu2+，出水Cu2+浓度降至0.29mg/L，Cu2+排放达标。
　　(2)将除铜后的废水进行生化处理，COD平均出水浓度为338mg/L，COD总去除率为88.9%，容积负荷为2kgCOD/m3·d。
1.3.2 药剂成本测算
　　硫化钠投加量为0.15g/L，液碱投加量为10ml/L。硫化钠按9元/500g计算，液碱按0.54元/kg，则药剂成本为每吨废水8.1元，其计算方法如下:
　　1000×0.15×9/500+1000×0.01×0.54=8.1元/吨水。
2 结论
　　采用化学沉淀法处理含铜废水，处理后Cu2+浓度低于1mg/L,达到了含铜废水Cu2+达标排放的目的。经除铜后的废水进行生化处理，经酸化水解—好氧生物试验考察COD平均去除率在80%以上。试验表明，先采用化学沉淀法除铜，然后采用生物处理去除COD的办法处理含铜废水是可行的。
参考文献:(略)