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工程硕士学位论文

电催化氧化法用于制药废水预处理与
深度处理的实验研究

硕士研究生: 李弘
导师: 冯玉杰教授
申请学位: 工程硕士
工程领域: 环境工程
所在单位: 市政环境工程学院
答辩日期:2013 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
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Dissertation for the Master Degree in Engineering

RESEARCH ON THE PRETREATMENT AND
ADVANCED TREATMENT OF
PHARMACEUTICAL WASTEWATER BY
ELECTROCATALYTIC OXIDATION

Candidate: Li Hong
Supervisor: Prof. Feng Yu Jie
Academic Degree Applied for: Master of Engineering

Engineering Field: Environmental Engineering
Affiliation: School of Muni. & Env. Eng.
Date of Defence: June, 2013
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
摘要
制药废水作为一种高浓度难降解的工业废水,其大量排放对环境造成了
严重影响。随着我国《制药工业水污染物排放标准》的颁布实施,废水的排
放标准更加严格,许多制药企业需要对现有废水处理工艺进行提标改造。本
文针对哈尔滨市某制药厂废水处理存在的实际问题,在系统分析水质特性的
基础上,利用常规处理方法及电催化氧化技术对原处理工艺进行改进,通过
实验探索出了制药厂某生产车间偏酸性制药废水的预处理方法及二级出水深
度处理的提标改造方法,为解决该制药厂废水处理中存在的问题提供重要的
依据,也为其他类似废水的处理提供一定的参考。
采用电催化氧化法、气浮法和混凝法三种预处理方法及气浮-电催化氧
化法、混凝-电催化氧化法两种预处理方法的组合对制药厂某生产车间偏酸
性制药废水进行了预处理,通过对比废水的 COD 去除率及可生化性的变化
情况,确定了混凝-电催化氧化法作为该废水的最佳处理方法,利用单因素
实验优化了工艺参数,并通过 GC-MS 全扫描考察了处理前后废水中有机物
的变化情况。混凝-电催化氧化法确定的最优参数为: 混凝剂为聚合氯化
铝,调节废水的 pH 值为 6,混凝剂的最佳投加量为 ,电催化氧化法
的最佳电流密度为 10mA/cm2,降解时间为 30min。
利用二维和三维电催化氧化技术分别对制药厂二级出水进行了深度处理
的研究。二维电极体系考察了电流密度及电极排布方式对废水处理效果的影
响,从 COD 及色度的去除情况确定了最佳的电极排布方式为二阳极三阴
极,电流密度为。三维电极体系处理方面,利用浸渍法对负载
Sb 掺杂 SnO2 的瓷环粒子进行了复化再生,并对复化前后进行了 SEM 表
征;对三维电极体系的参数进行了单因素优化,并通过三因素三水平的正交
实验确定了最优参数:槽电压为 11V,电极间距为 8cm,粒子填充量占填充
床体积的 2/3。从处理效果、能耗及电流效率方面比较了二维和三维电极体
系处理制药厂二级出水的差异,结果表明三维电极体系在各方面均优于二维
电极体系。
根据实验优化结果及折流板反应器结构简单、不需搅拌等优点,并通过
FLUENT 软件的模拟,设计了三维折流板反应器构型,连续流稳定运行 30
个周期,考察了不同水力停留时间下的处理效果;参照实验结果设计了实际
工程中的三维构筑物并进行了初步的工程经济分析。确定 35min 为最佳水
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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
力停留时间,深度处理工程总投资为万元,每天吨水处理成本约为
元,具有一定的经济和技术可行性。

关键词:预处理;深度处理;电催化氧化法;混凝法;制药废水
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Abstract
As a kind of high densi