磁混凝-UV/O<sub>3</sub>深度处理诺氟沙星制药废水工艺研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0668

摘要/Abstract

摘要：

以某诺氟沙星制药企业生物处理单元出水为试验用水，探究磁混凝-UV/O₃工艺对制药废水深度处理的效果。磁混凝试验中，COD去除方面，聚合硫酸铝铁（PFS）絮凝效果明显优于聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝铁（PAFS）；COD、色度、浊度去除效果方面，阳离子聚丙酰胺（CPAM）助凝效果明显优于阴离子聚丙酰胺（APAM）及非离子聚丙酰胺（NPAM）；48 μm磁粉投加量为300 mg/L，PFS投加量为400 mg/L，CPAM投加量为6 mg/L，投加顺序为两段式磁粉+PFS—CPAM。在UV/O₃实验中，调整UV/O₃工艺：臭氧投加量为26 mg/min，初始pH为9，初始温度为20 ℃，氧化时间为60 min。经磁混凝-UV/O₃联合工艺处理后，出水COD小于30 mg/L，色度小于2倍，浊度低于1 NTU，满足当地《贾鲁河流域水污染物排放标准》（DB 41/908—2014）。

关键词: 磁混凝, UV/O₃, 制药废水, 深度处理, 诺氟沙星废水

Abstract:

Taking the effluent from the biological treatment unit of a norfloxacin pharmaceutical company as the experimental water，the effect of magnetic coagulation-UV/O₃ process on the advanced treatment of pharmaceutical wastewater was investigated. In magnetic coagulation test，the flocculation effect of PFS was obviously better than PAC and PAFS in COD removal，and the coagulation aid effect of CPAM was obviously better than APAM and NPAM in COD，chroma and turbidity removal. Adjust the magnetic coagulation process was 48 μm magnetic powder dosage 300 mg/L，PFS dosage 400 mg/L，CPAM dosage 6 mg/L，dosing two step sequence： magnetic powder plus PFS—CPAM. Adjusting UV/O₃ process was ozone dosage 26 mg/min，initial pH 9，initial temperature 20 ℃，oxidation time 60 min. After treatment by magnetic coagulation-UV/O₃ combined process，the effluent COD was less than 30 mg/L，the chroma was less than 2 times，and the turbidity was less than 1 NTU，meeting local emission standards of Jialu River Basin Water Pollutant Emission Standards（DB 41/908-2014）.

Key words: magnetic coagulation, UV/O₃, pharmaceutical wastewater, advanced treatment, norfloxacin wastewater

中图分类号:

X703.1

高健磊, 柳振铎, 闫怡新, 翁伟. 磁混凝-UV/O₃深度处理诺氟沙星制药废水工艺研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(5): 44-51.

Jianlei GAO, Zhenduo LIU, Yixin YAN, Wei WENG. Advanced treatment process of norfloxacin pharmaceutical wastewater by magnetic coagulation-UV/O₃[J]. Industrial Water Treatment, 2023, 43(5): 44-51.

https://www.iwt.cn/CN/Y2023/V43/I5/44

图/表 13

表1 试验水质指标

Table 1 Test water quality index table

水质指标	温度/℃	pH	COD/（mg·L^-1）	可溶性盐/（mg·L^-1）	色度/倍	浊度/NTU
数值	18~22	7~8.5	180~300	800~900	800~1 500	130~260

图1 UV/O₃试验装置

Fig. 1 Diagram of test device for UV/O₃ process

图2 混凝剂种类及投加量对废水处理效果的影响

Fig. 2 Effect of type and dosage of coagulant on treatment effect of wastewater

图3 助凝剂种类及投加量对废水处理效果的影响

Fig. 3 Effect of type and dosage of PAM on treatment effect of wastewater

图4 磁粉粒径对磁混凝效果的影响

Fig. 4 Effect of magnetic powder sizes on magnetic coagulation

图5 磁粉投加量对磁混凝效果的影响

Fig. 5 Effect of magnetic powder dosage on magnetic coagulation

表2 药剂投加顺序

Table 2 Addition sequence of chemical

编号	投加顺序
1	磁粉+PFS—CPAM
2	磁粉—PFS—CPAM
3	PFS—CPAM—磁粉
4	PFS—磁粉—CPAM
5	PFS—CPAM+磁粉
6	PFS+CPAM+磁粉

图6 药剂投加顺序对处理效果的影响

Fig. 6 Effect of addition sequence of chemical on magnetic coagulation

表3 臭氧氧化工艺用水水质参数

Table 3 Water quality parameters of ozone oxidation process

参数	温度/℃	pH	COD/（mg·L^-1）	色度/倍	浊度/NTU
数值	18~22	7~8.5	50~80	70~130	<1.0

图7 臭氧投加量对COD去除效果的影响

Fig. 7 Effect of ozone dosage on COD removal

图8 初始pH对COD去除效果的影响

Fig. 8 Effect of initial pH on COD removal

图9 初始温度对COD去除效果的影响

Fig. 9 Effect of initial temperature on COD removal

图10 反应时间对COD和色度去除效果的影响

Fig. 10 Effect of oxidation time on COD and chroma removal

参考文献 29

1	游毅. 工业污水治理的常见问题及治理措施探讨［J］. 皮革制作与环保科技，2022，3（10）：16-18.
	YOU Yi. Discussion on common problems and treatment measures of industrial sewage treatment［J］. Leather Manufacture and Environmental Technology，2022，3（10）：16-18.
2	刘杰，刘涛，苏红玉，等. 我国工业污水集中处理厂运行及水质特征分析［J］. 给水排水，2021（6）：92-96.
	LIU Jie， LIU Tao， SU Hongyu，et al. Analysis on operation and water quality characteristics of industrial wastewater treatment plants in China［J］. Water & Wastewater Engineering，2021（6）：92-96.
3	齐鸣，秦连松，方艺民，等. 膜组合分段分盐工艺在深度处理制药废水中的应用［J］. 工业水处理，2022，42（3）：160-167. URL
	QI Ming， QIN Liansong， FANG Yimin，et al. Application of membrane combined sectional salt separation process in the treatment of pharmaceutical wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2022，42（3）：160-167. URL
4	刘萌. 制药行业环境影响评价中的水污染分析及其污染防治措施探讨［J］. 环境与发展，2019，31（4）：14.
	LIU Meng. Water pollution analysis and pollution prevention measures in environmental impact assessment of pharmaceutical industry［J］. Environment and Development，2019，31（4）：14.
5	李娟，成璐瑶，曾萍，等. 基于AHP-FCE模型的制药废水处理技术综合评价［J］. 环境工程技术学报，2021，11（3）：591-598. doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20200151
	LI Juan， CHENG Luyao， ZENG Ping，et al. Comprehensive evaluation of wastewater treatment technology in pharmaceutical industry based on AHP-FCE model［J］. Journal of Environmental Engineering Technology，2021，11（3）：591-598. doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20200151
6	毕磊. 水解酸化-UASB-好氧生化-芬顿组合工艺处理制药废水［J］. 水处理技术，2021，47（2）：133-136. doi:10.16796/j.cnki.1000-3770.2021.02.027
	BI Lei. Treatment of pharmaceutical wastewater by combined process of hydrolysis acidification，UASB，aerobic biochemical and Fenton［J］. Technology of Water Treatment，2021，47（2）：133-136. doi:10.16796/j.cnki.1000-3770.2021.02.027
7	张岩. 制药废水处理技术研究进展［J］. 工业水处理，2018，38（5）：5-9. doi:10.11894/1005-829x.2018.38(5).005
	ZHANG Yan. Research progress in the treatment technologies of pharmaceutical wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2018，38（5）：5-9. doi:10.11894/1005-829x.2018.38(5).005
8	刘海燕. 磁混凝技术在工业污水处理中的应用［J］. 中国资源综合利用，2022，40（2）：202-204. doi:10.3969/j.issn.1008-9500.2022.02.055
	LIU Haiyan. Application of magnetic coagulation technology in industrial wastewater treatment［J］. China Resources Comprehensive Utilization，2022，40（2）：202-204. doi:10.3969/j.issn.1008-9500.2022.02.055
9	李继香. 应用加载磁混凝处理微污染河水［J］. 环境工程学报，2014，8（7）：2901-2905.
	LI Jixiang. Application of magnetic coagulation process for slightly polluted river water treatment［J］. Chinese Journal of Environmental Engineering，2014，8（7）：2901-2905.
10	袁辉志，李波，刘婷婷，等. 臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用［J］. 齐鲁石油化工，2019，47（3）：233-240. doi:10.3969/j.issn.1009-9859.2019.03.018
	YUAN Huizhi， LI Bo， LIU Tingting，et al. The research progress on catalytic ozonation process of waste water treatment［J］. Qilu Petrochemical Technology，2019，47（3）：233-240. doi:10.3969/j.issn.1009-9859.2019.03.018
11	张立富，陈洋. 紫外催化臭氧氧化废水中DMAC的研究［J］. 山东化工，2021，50（23）：247-249. doi:10.3969/j.issn.1008-021X.2021.23.094
	ZHANG Lifu， CHEN Yang. Study on ultraviolet catalytic ozonation of DMAC in wastewater［J］. Shandong Chemical Industry，2021，50（23）：247-249. doi:10.3969/j.issn.1008-021X.2021.23.094
12	REN Xu， XU Ximeng， XIAO Yu，et al. Effective removal by coagulation of contaminants in concentrated leachate from municipal solid waste incineration power plants［J］. Science of the Total Environment，2019，685：392-400. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.05.392
13	曹羡，梅凯，李先宁. 加载磁絮凝技术预处理垃圾渗滤液的研究［J］. 东南大学学报：自然科学版，2017，47（5）：956-962. doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2017.05.019
	CAO Xian， MEI Kai， LI Xianning. Study on landfill leachate pretreatment by magnetic flocculation［J］. Journal of Southeast University：Natural Science Edition，2017，47（5）：956-962. doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2017.05.019
14	汤鸿霄. 无机高分子絮凝理论与絮凝剂［M］. 北京：中国建筑工业出版社，2006：182-187.
15	WEI J C， GAO B Y， YUE Q Y，et al. Performance and mechanism of polyferric-quaternary ammonium salt composite flocculants in treating high organic matter and high alkalinity surface water［J］. Journal of Hazardous Materials，2009，165（1/2/3）：789-795. doi:10.1016/j.jhazmat.2008.10.069
16	刘丽冰，王希，杨承刚，等. 铝系混凝剂优势形态分析及其混凝特性［J］. 环境科学学报，2020，40（12）：4249-4262. doi:10.13671/j.hjkxxb.2020.0526
	LIU Libing， WANG Xi， YANG Chenggang，et al. The analysis of dominant species in aluminous coagulants and their coagulation properties［J］. Acta Scientiae Circumstantiae，2020，40（12）：4249-4262. doi:10.13671/j.hjkxxb.2020.0526
17	ZHAO Yanmei， XIAO Feng， WANG Dongsheng，et al. Disinfection byproduct precursor removal by enhanced coagulation and their distribution in chemical fractions［J］. Journal of Environmental Sciences，2013，25（11）：2207-2213. doi:10.1016/s1001-0742(12)60286-1
18	刘明华. 混凝剂和混凝技术［M］. 北京：化学工业出版社，2011：19-20.
19	ZHAO Chuanliang， ZHENG Huaili， GAO Baoyu，et al. Ultrasound-initiated synthesis of cationic polyacrylamide for oily wastewater treatment：Enhanced interaction between the flocculant and contaminants［J］. Ultrasonics Sonochemistry，2018，42：31-41. doi:10.1016/j.ultsonch.2017.11.006
20	CHEN Yanlin， SUI Qianwen， YU Dawei，et al. Development of a short-cut combined magnetic coagulation-sequence batch membrane bioreactor for swine wastewater treatment［J］. Membranes，2021，11（2）：83. doi:10.3390/membranes11020083
21	Miao LÜ， LI Dongyi， ZHANG Zhaohan，et al. Magnetic seeding coagulation：Effect of Al species and magnetic particles on coagulation efficiency，residual Al，and floc properties［J］. Chemosphere，2021，268：129363. doi:10.1016/j.chemosphere.2020.129363
22	王少康，程方，郭兴芳，等. 磁粉在磁加载混凝深度除磷中的作用机理分析［J］. 环境工程学报，2019，13（2）：302-309. doi:10.12030/j.cjee.201808161
	WANG Shaokang， CHENG Fang， GUO Xingfang，et al. Mechanism analysis of magnetic powder function in deep phosphorus removal by magnetic coagulation［J］. Chinese Journal of Environmental Engineering，2019，13（2）：302-309. doi:10.12030/j.cjee.201808161
23	LIU R L H， CHIU H M， YEH R Y L. Colloid interaction and coagulation of dye wastewater with extra application of magnetites［J］. International Journal of Environmental Studies，2002，59（1）：143-158. doi:10.1080/00207230211965
24	王晓杰. 磁混凝-生物组合工艺处理城市黑臭河水研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2018.
	WANG Xiaojie. Magnetic coagulation biological combination of process study on city malodorous river［D］. Harbin：Harbin Institute of Technology，2018.
25	LI Yunyi， TIAN Xiaoyu， HE Xiao，et al. Comprehensive reutilization of iron in iron ore tailings：Preparation and characterization of magnetic flocculants［J］. Environmental Science and Pollution Research International，2020，27（29）：37011-37021. doi:10.1007/s11356-020-09742-9
26	王少军，杜俊. 磁混凝沉淀技术处理微污染水体研究［J］. 工业用水与废水，2019，50（1）：39-43. doi:10.3969/j.issn.1009-2455.2019.01.009
	WANG Shaojun， DU Jun. Study on micro-polluted water treatment by magnetic coagulation process［J］. Industrial Water ＆ Wastewater，2019，50（1）：39-43. doi:10.3969/j.issn.1009-2455.2019.01.009
27	王奇，张鹏飞，廖建胜，等. 磁混凝处理城市污水处理厂尾水工艺优化研究［J］. 环境保护与循环经济，2017，37（9）：23-26. doi:10.3969/j.issn.1674-1021.2017.09.011
	WANG Qi， ZHANG Pengfei， LIAO Jiansheng，et al. Study on the optimization of magnetic coagulation process for treating effluent from municipal wastewater treatment plant［J］. Environmental Protection and Circular Economy，2017，37（9）：23-26. doi:10.3969/j.issn.1674-1021.2017.09.011
28	LI Xufang， CHEN Weiyu， MA Luming，et al. Industrial wastewater advanced treatment via catalytic ozonation with an Fe-based catalyst［J］. Chemosphere，2018，195：336-343. doi:10.1016/j.chemosphere.2017.12.080
29	CUERDA-CORREA E， ALEXANDRE-FRANCO M， FERNÁNDEZ-GONZÁLEZ C. Advanced oxidation processes for the removal of antibiotics from water. An overview［J］. Water，2019，12：102. doi:10.3390/w12010102

[1]	李洋, 张东方, 刘继先, 杜浩升, 王晓杰. PCB电镀废水综合深度处理工程实例[J]. 工业水处理, 2025, 45(3): 212-218.
[2]	朱勇强, 沈倩, 许婷婷, 林鑫. 生物强化MFC去除制药废水中的苯酚及产电性能评估[J]. 工业水处理, 2025, 45(1): 49-57.
[3]	陈子昂, 杨依婷, 迟茜, 杨晶晶, 夏广森, 展巨宏. 电催化臭氧耦合BAC工艺对污水中卡马西平去除和微生物群落影响[J]. 工业水处理, 2024, 44(9): 91-97.
[4]	陈文超, 李勇超, 杨昕旻, 刘佳浩, 单胜道. 多行业污泥生物炭特性及深度处理工业废水行为研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(8): 70-80.
[5]	刘政, 杨龙, 周作绪, 张磊, 吉训胜. 丁二烯法尼龙66盐生产废水深度处理工程实例[J]. 工业水处理, 2024, 44(7): 185-189.
[6]	傅翔宇, 李亚峰. 三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(6): 158-164.
[7]	李旭枫, 王少坡, 周瑶, 常晶, 李荣光. 天津某净水厂引江水强化处理技术研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 132-140.
[8]	樊勤琦, 刘春, 穆思图, 张静, 郭延凯, 马俊俊. 微气泡臭氧氧化+生化中试装置深度处理化工废水运行性能[J]. 工业水处理, 2024, 44(4): 120-126.
[9]	李泽乙, 廖常盛, 柴云, 王庆宏, 詹亚力, 陈春茂, 陈发源. 焦化废水生化尾水特征及其深度处理技术进展[J]. 工业水处理, 2024, 44(3): 10-23.
[10]	韩琳, 程勇明, 王冬梅, 李亚娟, 张杰. 某电厂再生水深度处理系统问题诊断分析[J]. 工业水处理, 2024, 44(3): 206-210.
[11]	安宁, 郝玉莹, 胡绍伟, 陈鹏, 王飞, 王永, 刘芳, 李函霏. 二氧化铈/氮掺杂氮化碳光催化处理焦化废水[J]. 工业水处理, 2024, 44(12): 184-191.
[12]	秦微. 隔膜电化学耦合Fenton氧化预处理发酵制药废水[J]. 工业水处理, 2024, 44(11): 148-154.
[13]	乐孝楠, 邹云杰, 黄瑞敏. 石墨相C₃N₄负载纳米铁材料处理制药废水[J]. 工业水处理, 2023, 43(9): 153-160.
[14]	李兆阳, 姚庆林, 张浩, 李诚, 顾悦, 王少坡. 三维电极氧化处理污水厂二级出水中试研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(8): 159-164.
[15]	丁付革, 沈志伟, 张骏, 甘雁飞. 两级A²/O+磁混凝工艺处理农村生活污水工程实例[J]. 工业水处理, 2023, 43(5): 162-167.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

磁混凝-UV/O₃深度处理诺氟沙星制药废水工艺研究

Advanced treatment process of norfloxacin pharmaceutical wastewater by magnetic coagulation-UV/O₃

RichHTML

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 13

参考文献 29

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

磁混凝-UV/O3深度处理诺氟沙星制药废水工艺研究

Advanced treatment process of norfloxacin pharmaceutical wastewater by magnetic coagulation-UV/O3

RichHTML

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 13

参考文献 29

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

磁混凝-UV/O₃深度处理诺氟沙星制药废水工艺研究

Advanced treatment process of norfloxacin pharmaceutical wastewater by magnetic coagulation-UV/O₃