1 、概述

医药工业的快速发展，给人类文明带来了崭新的篇章，但其生产过程所排放的废水对环境的污染也日益加剧，严重威胁着人类的健康。医药工业中尤其以抗生素废水最难处理，其因水量大、成分复杂、浓度和盐分较高，色度和毒性较强，仅采用传统的处理工艺很难做到 CODcr 达标排放。针对抗生素废水存在的问题，拟选用催化氧化处理工艺对该废水进行深度处理，以满足出水稳定、达标的要求。为验证催化氧化处理工艺对抗生素废水处理的效果及稳定性，特实施抗生素废水的中试研究。

2 、中试实验分析

本实验采用催化氧化工艺对某抗生素生产企业（生产单硫酸卡那霉素原料药）经前处理（生化处理）后的废水进行研究，实验设备具体见图 1 。通过实验系统分析了催化氧化反应中的 pH 值、反应时间、氧化剂和催化剂的投加量等因素对 CODcr 的去除率、废水脱色率的影响，废水经催化氧化处理后出水水质（具体见图 2 ）达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》（ GB21903-2008 ）表 2 中的排放标准，实现了工业化的连续生产运行，为抗生素生产企业解决了环境问题。

2.1

催化氧化机理

催化剂 FeSO4 和氧化剂 H2O2 在酸性条件下，生成具有较强氧化性能的羟基自由基，羟基自由基氧化分解废水中难降解的有机物，将其分解成 CO2 和 H2O ，同时 FeSO4 被氧化成 Fe3+ ，其具有一定的絮凝作用， Fe3+ 变成 Fe(OH)3 有一定的网捕作用，从而使 CODcr 和色度大幅度降低，最终废水达标排放。

2.2

试验部分

2.2.1

废水水质

废水由古田福兴医药有限公司提供的前处理废水（ SBR 出水），水质具体情况见表 1 。

2.2.2

中试实验设备

催化氧化中试设备具体见图 1 。

2.2.3

分析方法

CODcr ：根据《水质化学需氧量的测定（ HJ828-2017 ）》。

色度：稀释倍数法。

中试实验出水情况具体见图 2 。

3 、结果与讨论

3.1

催化氧化反应期间 pH 值对 CODcr 及色度去除率的影响

氧化剂为浓度 28% 的 H2O2 溶液，用量为废水量的 0.1% ，催化剂为浓度 30% 的 FeSO4 溶液，用量为废水量的 0.5% ，在反应时间为 3h 的情况下，改变废水反应中的 pH 值，测定催化氧化后 CODcr 的去除率和脱色率，所得结果见图 3 。

由图 3 可知，在催化氧化中废水的 pH 值为 4.5 ～ 5.5 时，处理效果较好。

3.2

催化氧化反应时间对 CODcr 及色度去除率的影响

氧化剂为浓度 28% 的 H2O2 溶液，用量为废水量的 0.1% ，催化剂为浓度 30% 的 FeSO4 溶液，用量为废水量的 0.5% ，在废水 pH 值为 5 的情况下，通过改变反应时间，测定催化氧化后 CODcr 的去除率和脱色率，所得结果见图 4 。由图 4 可知，在催化氧化反应时间为 1 ～ 2h 时，处理效果较好。

3.3

氧化剂用量对 CODcr 及色度去除率的影响

催化剂为浓度 30%FeSO4 溶液，用量为废水量的 0.5% ，在废水 pH 值为 5 的情况下，反应时间为 1h ，通过改变氧化剂（浓度为 28%H2O2 溶液）用量，测定催化氧化后 CODcr 的去除率和脱色率，所得结果见图 5 。由图 5 可知，当氧化剂与废水用量比为 0.1% ～ 0.2% 时，处理效果较好。

3.4

催化剂用量对 CODcr 及色度去除率的影响

氧化剂为浓度 28% 的 H2O2 溶液，用量为废水量的 0.1% ，在废水 pH 值为 5 ，反应时间为 1h 的情况下，通过改变催化剂浓度为 30%FeSO4 溶液的用量，测定催化氧化后 CODcr 的去除率和脱色率，所得结果见图 6 。由图 6 可知，当催化剂与废水用量比为 0.5% ～ 0.6% 时，处理效果较好。

4 、工程实例

4.1

基本情况

古田福兴医药有限公司主要生产单硫酸卡那霉素、盐酸金霉素等原料药，该抗生素废水具有水量大、浓度高、成分复杂，难降解等特点，其废水处理工艺采用“前处理 + 深度处理”后达标排放，前处理工艺（ SBR ）出水水质见表 1 ，排放量为 800t/d ，在此基础上对废水进行深度处理。

4.2

处理工艺

废水处理工艺流程图见图 7 。公司废水浓、稀分离，浓污水经收集后进入 UASB 、 A/O 系统后，出水与稀污水进行混合，混合后进入 SBR 系统继续生化，生化出水（ CODcr 大约在 300mg/L ），与 HCl 、 FeSO4 、 H2O2 混合生成具有强氧化能力的羟基自由基，羟基自由基将氧化难降解大分子有机物，将其氧化成 CO2 和 H2O ，同时生成 Fe3+ 消除废水中的色度，催化氧化反应后 CODcr 去除率可达到 85% ，废水的脱色率达到 92% ，确保了出水水质稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》（ GB21903-2008 ）表 2 中的排放标准。

4.3

工程装置及运行结果

工程装置见图 8 ，工程运行结果见表 2 。

4.4

处理成本

实际运行结果表明，催化氧化处理每 t 废水耗电费用 0.2 元，药剂用量 1.5 元，人工费 0.3 元，合计约 2.0 元 /t 。

5 、结论

（ 1 ）抗生素废水成分复杂，浓度和盐分高、色度和毒性大，仅采用传统的生化处理达不到排放要求。

（ 2 ）用催化氧化法处理抗生素废水后段处理工艺的条件是： pH 值为 4.5 ～ 5.5 ，反应时间为 1 ～ 2h ，氧化剂与废水的投加量比为 0.1% ～ 0.2% ，催化剂与废水的用量比为 0.5% ～ 0.6% ，出水可达标排放。

（ 3 ）前处理（生化处理） + 深度处理（催化氧化）组合工艺在常温下连续高效运行获得成功，是一种行之有效的处理难降解、脱色废水的方法。