本发明涉及一种微电解处理方法，特别涉及一种复合型强化微电解模拟处理方法。
背景技术：
制药企业在生产氟尿吡啶等药品的过程中，车间必须以甲苯作为环合反应的溶剂才能取得较高的得率，进而会产生以含甲苯为主的苯系物废水。为了保障后续生化处理的稳定运行，需强化降解苯系物，以减轻后续生化负担，确保生化系统正常运转。
苯系物是指含包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等在内的一类易挥发的单环芳香烃类化合物。因具有“三致效益”，苯系物被世界卫生组织确定为强致癌物质，已被列入我国水中优先控制污染物黑名单，含苯系物类废水需严格控制达标后才能排放。作为工业溶剂及生产原料，苯系物在化工行业如制药行业被广泛应用，在使用过程中产生了极大的环境毒性。此外，苯系物可能对废水处理系统产生一定的影响，水中高浓度的苯系物会对生化系统中的微生物产生一定的生物毒性，常常导致废水降解率低、污泥解体等异常，进而影响废水处理系统运行的稳定性。因此，处理含苯系物废水时，预处理阶段应尽可能实现对含苯系物废水分质处理再合并其他废水综合处理。
目前行业中“铁碳微电解-芬顿处理-生化工艺”是制药废水的典型处理工艺，一般通过COD去除率及苯系物去除率判断其处理效率，COD（化学需氧量）是在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量，而COD去除率的计算公式为：
但是传统的处理方法对苯系物反应效率低；仅在酸性条件下反应，碱性条件下的反应速率则大大下降，导致其pH的使用范围较小，存在很大的局限性；除此之外专利号为201360482321.5的发明专利中就提到了一种反渗透浓水处理方法，包括以下步骤：调节反渗透浓水的pH至2.0～4.0，电解催化氧化；电解催化氧化出水在装填铁和碳烧结而成的铁碳填料的电解反应器中发生氧化还原反应；然后加双氧水，进一步被氧化分解；调节pH至6.0～8.0，加絮凝剂絮凝沉淀；絮凝沉淀后的上清液进入曝气生物池，加入共基质，生物降解。将经过生化处理达标后经反渗透回用处理得到的可生化性较差的COD在70～200mg/L 反渗透浓水处理至50mg/L 以下，从而满足最严格的地方排放标准。此种处理方法通过双氧水的强氧化作用进行氧化分解，虽然一定程度上加快了整体反应速率，但是双氧水自身氧化分解的速率仍然较慢，而且受pH影响较大，工作效率仍有进一步提升的空间；因此本发明研制了一种pH适用范围广、反应速率快且效率高的复合型强化微电解模拟处理方法，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种pH适用范围广、反应速率快且效率高的复合型强化微电解模拟处理方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种复合型强化微电解模拟处理方法，其创新点在于：所述处理方法具体如下：
（1）选取处理过程所需废水，主要包括含苯环的制药废水及模拟废水；所述模拟废水通过向制药废水中添加苯系物得到，所述苯系物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯及苯乙烯，添加量均为45～55mg/L；
（2）依次向含苯环的制药废水及模拟废水中加酸调节其pH为2～5，然后再依次加入双氧水和铜离子，并利用搅拌棒分别搅拌均匀；
（3）在制药废水及模拟废水中分别插入阳极钛板和阴极钛板，并在阳极钛板和阴极钛板之间设置直流稳压电源；接着继续向制药废水及模拟废水中加入经烧结而成的铁碳球，使铁碳球的容积与水体积的比为1:1，并在直流稳压电源工作的情况下与废水充分反应120～180min；
（4）反应完成后分别向制药废水及模拟废水中加碱调节pH值为7～8，并依次加入PAC和PAM，搅拌后静置使废水沉淀，并获取上清液。
进一步的，所述步骤（2）中双氧水的浓度为1%～3%，铜离子的浓度为50～100mg/L。
进一步的，所述步骤（3）中直流稳压电源通入的电压为10V～12V，电流为0.01A～0.1A。
本发明的优点在于：
（1）复合型强化微电解模拟处理方法在现有技术的基础上向废水中添加了双氧水同时并通电；不仅巧妙的增加了铁碳微电解处理效率的同时，利用通电过程中对双氧水的作用，产生更多的羟基自由基；另外，由于铁电微电解会产生大量的亚铁离子，相应形成电芬顿机理；在多种复合机理的作用下，苯环开环断键的可能性大大增加，从而提高了对苯系物的去除率。
（2）复合型强化微电解模拟处理方法中铁碳微电解不仅在酸性条件下工作效率高，而且在通电过程中废水的pH值会不断上升，呈现中性甚至碱性的状态，此时双氧水开始作用，而添加的铜离子在中性偏碱性的状态下对双氧水的强氧化性起催化作用，大大加快了反应速率，工作效率高，同时整个过程在酸性和碱性的条件下均能作用，pH的适用范围广。
（3）取样时选取制药废水及模拟废水，模拟废水主要为制药废水和苯系物的混合物，由于实际的制药废水水质不够稳定，通过添加苯系物获得模拟废水，从而得到较为精确的处理数据，同时确定此种处理方法对苯系物的去除率更有效，因此才能将其运用于实际的含苯系物的制药废水中。
（4）制药废水及模拟废水沉淀之前添加PAC和PAM，其中PAC为聚合氯化铝，是工业中普遍使用的一种助凝剂；PAM为聚丙烯酰胺，能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用；两者综合使用能够提高模拟废水的沉淀速率，提高工作效率。
具体实施方式
实施例1
本发明公开了一种复合型强化微电解模拟处理方法，该处理方法具体如下：
（1）选取某制药厂综合排放废水，水质情况：不含苯、COD:17000～20000mg/L，B/C为0.05～0.15，有刺激性气味，其中B/C为生物需氧量与化学需氧量的比值；
（2）向综合排放废水中加酸调节其pH为2～5，然后再依次加入1%～3%的双氧水和50～100mg/L的铜离子，并利用搅拌棒分别搅拌均匀；
（3）在综合排放废水中插入阳极钛板和阴极钛板，并在阳极钛板和阴极钛板之间设置直流稳压电源，该直流稳压电源通入的电压为10V～12V，电流为0.01A～0.1A；接着继续向综合排放废水中加入经烧结而成的铁碳球，使铁碳球的容积与水体积的比为1:1，并在直流稳压电源工作的情况下与模拟废水充分反应120～180min；
（4）反应完成后向综合排放废水中加碱调节pH值为7～8，并依次加入PAC和PAM，搅拌后静置使模拟废水沉淀，并获取上清液。
下表为铜离子的浓度与COD去除率的关系表：
下表为直流稳压电源通入的电压与COD去除率的关系表：
下表为反应时间与COD去除率的关系表：
本实施例以不含苯的综合排放废水为处理对象，确定实验所需铜离子及电压，其中铜离子的浓度在0～50mg/L，COD的去除率较低， 100～200mg/L之间时，COD的去除率增长比较平缓，而在50～100mg/L时，COD去除率增长速率较快，且和添加高浓度铜离子去除率接近。为了避免添加过高浓度的铜离子造成二次污染，因此选用铜离子的浓度为50～100mg/L；电压在8～10V时，COD的去除率增长比较平缓，电压在12～15V时，COD的去除率下降，而电压在10～12V时，COD去除率增长较快，因此选用电压为10～12V。
实施例2
本发明公开了一种复合型强化微电解模拟处理方法，该处理方法具体如下：
（1）选取含苯环的制药废水，并向其中添加苯系物得到模拟废水，所述苯系物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯及苯乙烯，添加量均为45～55mg/L；
（2）向模拟废水中加酸调节其pH为2～5，然后再依次加入1%～3%的双氧水和50～100mg/L的铜离子，并利用搅拌棒分别搅拌均匀；
（3）在模拟废水中插入阳极钛板和阴极钛板，并在阳极钛板和阴极钛板之间设置直流稳压电源，该直流稳压电源通入的电压为10V～12V，电流为0.01A～0.1A；接着继续向模拟废水中加入经烧结而成的铁碳球，使铁碳球的容积与水体积的比为1:1，并在直流稳压电源工作的情况下与模拟废水充分反应120～180min；
（4）反应完成后向模拟废水中加碱调节pH值为7～8，并依次加入PAC和PAM，搅拌后静置使模拟废水沉淀，并获取上清液。
下表为反应时间与COD去除率的关系表：
下表为反应时间与苯系物去除率的关系表：
本实施例通过向制药废水中添加苯系物获得模拟废水，在铜离子的浓度为50～100mg/L，电压为10～15V的情况下，当反应时间超过110min时，苯系物的去除率达到99%以上，为保证工作效率及COD及苯系物的去除率，将反应时间控制为120～180min；同时本实施例确定了此种处理方法使苯系物的去除效果很好，可用于处理含苯环的制药废水。
实施例3
本发明公开了一种复合型强化微电解模拟处理方法，该处理方法具体如下：
（1）选取实际含苯系物的制药废水，主要以甲苯为主要特征污染物，浓度范围为50～150mg/L，另外还含少量苯和乙苯；
（2）向制药废水中加酸调节其pH为2～5，然后再依次加入1%～3%的双氧水和50～100mg/L的铜离子，并利用搅拌棒分别搅拌均匀；
（3）在模拟废水中插入阳极钛板和阴极钛板，并在阳极钛板和阴极钛板之间设置直流稳压电源，该直流稳压电源通入的电压为10V～12V，电流为0.01A～0.1A；接着继续向制药废水中加入经烧结而成的铁碳球，使铁碳球的容积与水体积的比为1:1，并在直流稳压电源工作的情况下与模拟废水充分反应120～180min；
（4）反应完成后向制药废水中加碱调节pH值为7～8，并依次加入PAC和PAM，搅拌后静置使模拟废水沉淀，并获取上清液。
下表为反应时间与COD去除率的关系表：
下表为反应时间与苯系物去除率的关系表：
由实施例2中得知本发明的模拟处理方法适用于处理含苯环的废水，因此本实施例将其运用至实际含苯环的制药废水中，当达到一定的反应时间时，甲苯的去除率能达到99.9%，处理效果十分良好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。