医药中间体废水絮凝实验研究
摘要：本实验聚焦于医药中间体废水处理，采用絮凝法展开研究。通过筛选不同絮凝剂、优化投加量以及反应条件，旨在探寻高效去除废水中污染物的方法。实验结果表明，特定絮凝剂组合在优化条件下，对医药中间体废水中的化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）等指标有显著去除效果，为该类废水的实际处理提供了科学依据。

关键词：医药中间体废水；絮凝实验；化学需氧量；悬浮物

一、引言
医药中间体作为药品生产的关键环节，其生产过程中会产生大量废水。这类废水成分复杂，含有多种有机物、无机盐、重金属离子等污染物，具有高COD、高色度、高盐度以及生物毒性等特点，若直接排放会对环境造成严重危害。絮凝沉淀技术作为一种常用的水处理方法，通过向废水中投加絮凝剂，使水中的胶体颗粒和悬浮物相互聚集形成较大的絮体，然后通过沉淀或气浮等方式将其从水中分离出来，从而达到净化水质的目的。然而，由于医药中间体废水的特殊性，传统的絮凝方法往往难以达到理想的处理效果，因此开展针对性的絮凝实验研究具有重要的现实意义。

二、实验材料与方法
（一）实验材料
废水样品：取自某医药中间体生产企业排放的废水，其水质参数为：COD = 8000—12000mg/L，SS = 2000—3000mg/L，pH = 4—6，色度较高。
絮凝剂：聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚合硫酸铁（PFS）、壳聚糖等。
实验设备：六联搅拌器、pH计、分光光度计、电子天平、混合反应器、沉淀池等。
（二）实验方法
废水预处理：将取回的废水样品静置一段时间，去除其中的大颗粒杂质，然后调节pH值至中性范围（6—8）。
絮凝剂筛选：分别将不同种类的絮凝剂按照相同比例投加到废水中，在相同条件下（搅拌速度、反应时间等）进行絮凝沉淀实验，测定其处理效果，主要指标为COD去除率和SS去除率。
絮凝剂投加量优化：在筛选出的ZUI佳絮凝剂中，通过逐步增加投加量，观察其对废水COD、SS等指标的影响，确定ZUI佳投加量。
反应条件优化：研究不同pH值、反应时间等条件对絮凝效果的影响，确定ZUI佳反应条件。
三、实验过程与结果
（一）絮凝剂筛选
选取PAC、PAM、PFS、壳聚糖等絮凝剂进行实验。在相同条件下，将每种絮凝剂分别投加到医药中间体废水中，搅拌反应后静置沉淀，取上层清液测定COD和SS。实验结果表明，单一絮凝剂对医药中间体废水的处理效果有限，其中PAC和PAM的组合处理效果相对较好，COD去除率可达40%—50%，SS去除率可达60%—70%。

（二）絮凝剂投加量优化
以PAC和PAM的组合为基础，通过逐步增加PAC和PAM的投加量，进行絮凝实验。当PAC投加量为800mg/L，PAM投加量为10mg/L时，COD去除率达到55%左右，SS去除率达到75%左右，但继续增加投加量，去除率增长趋势放缓，且药剂成本增加。因此，确定PAC的ZUI佳投加量为800mg/L，PAM的ZUI佳投加量为10mg/L。

（三）反应条件优化
pH值调整：在絮凝剂确定后，通过调整pH值，观察其对絮凝效果的影响。实验发现，当pH值在7—8之间时，絮凝效果较好，COD去除率和SS去除率均较高。其中，pH值为7.5时处理效果ZUI佳。
反应时间：在优化絮凝剂和pH值的基础上，改变反应时间，观察其对絮凝效果的影响。实验结果表明，当反应时间为40min时，絮凝效果达到ZUI佳，继续延长反应时间，处理效果提升不明显。
（四）不同组合药剂实验
为了进一步提高医药中间体废水的处理效果，在PAC和PAM组合的基础上，尝试添加壳聚糖进行实验。分别设置不同比例的PAC、PAM和壳聚糖组合，在优化后的条件下进行絮凝实验。实验结果显示，当PAC投加量为800mg/L，PAM投加量为10mg/L，壳聚糖投加量为50mg/L时，COD去除率可达65%左右，SS去除率可达85%左右，色度也有明显降低。

四、实验结果分析
（一）絮凝剂作用机理
PAC在水中水解生成带正电的多核羟基络合物，能够压缩胶体颗粒的双电层，降低Zeta电位，使胶体颗粒脱稳凝聚。PAM作为高分子絮凝剂，具有较长的线状结构，分子量大，有许多官能团，能在水中的胶体微粒之间起架桥连接作用，将多个微粒吸附在一起形成较大的絮团，从而加速沉淀。壳聚糖是一种天然高分子絮凝剂，具有良好的生物相容性和吸附性能，能够与废水中的有机物和重金属离子发生吸附、络合等作用，进一步增强絮凝效果。

（二）反应条件影响
pH值对絮凝效果有显著影响，不同的絮凝剂在不同的pH值下具有不同的水解形态和电荷特性，从而影响其对胶体颗粒的吸附和架桥作用。反应时间过短，絮凝剂与胶体颗粒的接触不充分，絮体生长不完全；反应时间过长，已经形成的絮体可能会被打散，导致处理效果下降。

（三）组合药剂协同作用
在PAC和PAM组合中添加壳聚糖后，处理效果得到显著提高。这可能是由于壳聚糖与PAC和PAM之间存在协同作用，壳聚糖能够吸附在PAC和PAM形成的絮体表面，增加絮体的密度和稳定性，同时还能进一步吸附废水中的污染物，从而提高絮凝效果。

五、结论与展望
（一）结论
本实验通过筛选絮凝剂、优化投加量和反应条件，确定了针对医药中间体废水的ZUI佳絮凝处理工艺。采用PAC、PAM和壳聚糖组合絮凝剂，在PAC投加量为800mg/L，PAM投加量为10mg/L，壳聚糖投加量为50mg/L，pH值为7.5，反应时间为40min的条件下，COD去除率可达65%左右，SS去除率可达85%左右，色度也有明显降低。该实验结果为医药中间体废水的实际处理提供了有效的技术方案。

（二）展望
虽然本实验取得了一定的成果，但仍存在一些不足之处。例如，实验中使用的壳聚糖成本较高，在实际应用中可能会增加处理成本。此外，实验仅在实验室条件下进行，对于实际工业废水的大规模处理效果还需要进一步验证。未来的研究可以致力于开发低成本、高效的复合絮凝剂，优化处理工艺，降低处理成本，同时开展中试和实际工程应用研究，推动医药中间体废水处理技术的实际应用。