1、概述
醫藥工業的快速發展，給人類文明帶來了嶄新的篇章，但其生產過程所排放的廢水對環境的污染也日益加劇，嚴重威脅著人類的健康。醫藥工業中尤其以抗生素廢水最難處理，其因水量大、成分復雜、濃度和鹽分較高，色度和毒性較強，僅采用傳統的處理工藝很難做到CODcr達標排放。針對抗生素廢水存在的問題，擬選用催化氧化處理工藝對該廢水進行深度處理，以滿足出水穩定、達標的要求。為驗證催化氧化處理工藝對抗生素廢水處理的效果及穩定性，特實施抗生素廢水的中試研究。
2、中試實驗分析
本實驗采用催化氧化工藝對某抗生素生產企業（生產單硫酸卡那霉素原料藥）經前處理（生化處理）后的廢水進行研究，實驗設備具體見圖1。通過實驗系統分析了催化氧化反應中的pH值、反應時間、氧化劑和催化劑的投加量等因素對CODcr的去除率、廢水脫色率的影響，廢水經催化氧化處理后出水水質（具體見圖2）達到《發酵類制藥工業水污染物排放標準》（GB21903-2008）表2中的排放標準，實現了工業化的連續生產運行，為抗生素生產企業解決了環境問題。
2.1 催化氧化機理
催化劑FeSO4和氧化劑H2O2在酸性條件下，生成具有較強氧化性能的羥基自由基，羥基自由基氧化分解廢水中難降解的有機物，將其分解成CO2和H2O，同時FeSO4被氧化成Fe3+，其具有一定的絮凝作用，Fe3+變成Fe(OH)3有一定的網捕作用，從而使CODcr和色度大幅度降低，最終廢水達標排放。
2.2 試驗部分
2.2.1 廢水水質
廢水由古田福興醫藥有限公司提供的前處理廢水（SBR出水），水質具體情況見表1。
2.2.2 中試實驗設備
催化氧化中試設備具體見圖1。
2.2.3 分析方法
CODcr：根據《水質化學需氧量的測定（HJ828-2017）》。
色度：稀釋倍數法。
中試實驗出水情況具體見圖2。
3、結果與討論
3.1 催化氧化反應期間pH值對CODcr及色度去除率的影響
氧化劑為濃度28%的H2O2溶液，用量為廢水量的0.1%，催化劑為濃度30%的FeSO4溶液，用量為廢水量的0.5%，在反應時間為3h的情況下，改變廢水反應中的pH值，測定催化氧化后CODcr的去除率和脫色率，所得結果見圖3。
由圖3可知，在催化氧化中廢水的pH值為4.5～5.5時，處理效果較好。
3.2 催化氧化反應時間對CODcr及色度去除率的影響
氧化劑為濃度28%的H2O2溶液，用量為廢水量的0.1%，催化劑為濃度30%的FeSO4溶液，用量為廢水量的0.5%，在廢水pH值為5的情況下，通過改變反應時間，測定催化氧化后CODcr的去除率和脫色率，所得結果見圖4。由圖4可知，在催化氧化反應時間為1～2h時，處理效果較好。
3.3 氧化劑用量對CODcr及色度去除率的影響
催化劑為濃度30%FeSO4溶液，用量為廢水量的0.5%，在廢水pH值為5的情況下，反應時間為1h，通過改變氧化劑（濃度為28%H2O2溶液）用量，測定催化氧化后CODcr的去除率和脫色率，所得結果見圖5。由圖5可知，當氧化劑與廢水用量比為0.1%～0.2%時，處理效果較好。
3.4 催化劑用量對CODcr及色度去除率的影響
氧化劑為濃度28%的H2O2溶液，用量為廢水量的0.1%，在廢水pH值為5，反應時間為1h的情況下，通過改變催化劑濃度為30%FeSO4溶液的用量，測定催化氧化后CODcr的去除率和脫色率，所得結果見圖6。由圖6可知，當催化劑與廢水用量比為0.5%～0.6%時，處理效果較好。
4、工程實例
4.1 基本情況
古田福興醫藥有限公司主要生產單硫酸卡那霉素、鹽酸金霉素等原料藥，該抗生素廢水具有水量大、濃度高、成分復雜，難降解等特點，其廢水處理工藝采用“前處理+深度處理”后達標排放，前處理工藝（SBR）出水水質見表1，排放量為800t/d，在此基礎上對廢水進行深度處理。
4.2 處理工藝
廢水處理工藝流程圖見圖7。公司廢水濃、稀分離，濃污水經收集后進入UASB、A/O系統后，出水與稀污水進行混合，混合后進入SBR系統繼續生化，生化出水（CODcr大約在300mg/L），與HCl、FeSO4、H2O2混合生成具有強氧化能力的羥基自由基，羥基自由基將氧化難降解大分子有機物，將其氧化成CO2和H2O，同時生成Fe3+消除廢水中的色度，催化氧化反應后CODcr去除率可達到85%，廢水的脫色率達到92%，確保了出水水質穩定達到《發酵類制藥工業水污染物排放標準》（GB21903-2008）表2中的排放標準。
4.3 工程裝置及運行結果
工程裝置見圖8，工程運行結果見表2。
4.4 處理成本
實際運行結果表明，催化氧化處理每t廢水耗電費用0.2元，藥劑用量1.5元，人工費0.3元，合計約2.0元/t。
5、結論
（1）抗生素廢水成分復雜，濃度和鹽分高、色度和毒性大，僅采用傳統的生化處理達不到排放要求。
（2）用催化氧化法處理抗生素廢水后段處理工藝的條件是：pH值為4.5～5.5，反應時間為1～2h，氧化劑與廢水的投加量比為0.1%～0.2%，催化劑與廢水的用量比為0.5%～0.6%，出水可達標排放。
（3）前處理（生化處理）+深度處理（催化氧化）組合工藝在常溫下連續高效運行獲得成功，是一種行之有效的處理難降解、脫色廢水的方法。（來源：福州東航環保科技有限公司）
