4-AA，化學(xué)名(3R，4R)4-乙酸基-3-[(R)-((叔丁基二甲基硅)氧基)乙基]-2-氮雜環(huán)丁酮，是碳青霉烯類(培南類)抗生素的關(guān)鍵中間體，是合成培南類藥物的必需原料。目前，國內(nèi)生產(chǎn)碳青霉烯類藥物的廠家非常少見，基本緣由在于分子中含有三個(gè)手性中心，合成難度大，因而此類廢水并不常見，也少有相關(guān)工業(yè)廢水處理的報(bào)道。

　　山東某化學(xué)原料藥4-AA合成車間，生產(chǎn)廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高，可生化性差，含有大量難降解物質(zhì)，必需經(jīng)過預(yù)處置后才干進(jìn)入生化處置單元。Fenton氧化是一種高級化學(xué)氧化，具有十分強(qiáng)的氧化才能，對有機(jī)物分子有斷鏈、開環(huán)作用，可有效提升廢水可生化性，常用于去除廢水中的COD和色度，既可作為深度處置工藝用于處置二級生化出水，也可作為預(yù)處置工藝對廢水實(shí)施水質(zhì)的改善。因而，討論采用Fenton氧化法對4-AA廢水實(shí)施預(yù)處置，將為后續(xù)生物處置提供重要保證。

　　1、資料和辦法

　　1.1 廢水水質(zhì)

　　山東某化學(xué)原料藥4-AA合成車間生產(chǎn)廢水水質(zhì)見表1。

　　1.2 儀器和試劑

　　JB-2型恒溫磁力攪拌器;PHSJ-4A數(shù)顯pH計(jì);剖析天平;剖析純30%H2O2;剖析純FeSO4·7H2O;剖析純NaOH;剖析純。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)辦法

　　常溫條件下，取4-AA廢水1000mL置于2L燒杯中，用98%H2SO4調(diào)理廢水pH值至酸性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求分別投加一定量的FeSO4·7H2O和30%H2O2，在磁力攪拌器上反響一定時(shí)間，然后用30%NaOH溶液調(diào)理廢水pH值至中性，靜置一段時(shí)間后取上清液測定出水COD濃度。

　　1.4 檢測辦法

　　色度：稀釋倍數(shù)法(GB11903-89);pH：PHSJ-4A數(shù)顯pH計(jì);COD：重鉻酸鹽法(HJ828-2017);BOD5：稀釋與接種法(HJ505-2009)。

　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1 不同初始pH值對COD去除率的影響

　　投加30%H2O2為5ml/L，投加FeSO4·7H2O為2g/L，反響時(shí)間2h，研討不同初始pH值對COD去除率的影響，如圖1所示。

　　由圖1能夠看出，廢水初始pH值過低時(shí)處置效果很差，隨著初始pH值的不時(shí)升高，COD去除率也在不時(shí)上升。當(dāng)廢水初始pH值為3.5時(shí)，出水COD最低，COD去除率到達(dá)最高值為50.04%;繼續(xù)提升廢水的初始pH值，COD去除率反而降落。這是由于pH值過低時(shí)，·OH生成量較小，氧化效果差。假如pH值過高，Fe2+在堿性條件下構(gòu)成了氫氧化物沉淀，從而失去催化性能，也不利于·OH的生成。因而，肯定廢水最佳反響初始pH值為3.5。

　　2.2 H2O2投加量不同對COD去除率的影響

　　調(diào)理廢水pH=3.5，投加FeSO4·7H2O為2g/L，改動(dòng)H2O2投加量，反響時(shí)間2h，研討不同H2O2投加量對COD去除率的影響，如圖2所示。

　　從圖2能夠看出，反響一開端COD的去除效果是隨著H2O2投加量增加而提升，當(dāng)H2O2投加量為4ml/L時(shí)，COD去除效果最高，COD去除率達(dá)53.24%，隨后再提升H2O2投加量，出水COD反而有所升高，去除率降落。

　　緣由是隨著H2O2投加量增加，有利于反響Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OHˉ的實(shí)施，·OH的濃度也隨之相應(yīng)提升，去除率也就隨之升高。當(dāng)過度增大H2O2投加量時(shí)，形成H2O2過量，且過量的H2O2會(huì)與·OH發(fā)作反響，形成·OH減少，氧化效率降落。因而，綜合思索H2O2投加量為4ml/L是最佳條件。

　　2.3 不同FeSO4·7H2O投加量對COD去除率的影響

　　調(diào)理廢水pH=3.5，投加H2O2為4ml/L，改動(dòng)FeSO4·7H2O投加量，反響時(shí)間2h，研討不同FeSO4·7H2O投加量對COD去除率的影響，如圖3所示。

　　從圖3看出，隨著FeSO4·7H2O投加量的增加，COD去除率呈現(xiàn)出了先升高后降低的趨向。當(dāng)FeSO4·7H2O投加量由0.5g/L提升至1.5g/L時(shí)，出水COD不時(shí)降落，COD去除率明顯提升，投加量為1.5g/L，COD去除率到達(dá)51.46%。當(dāng)FeSO4·7H2O投加量由1.5g/L提升至2.5g/L時(shí)，去除率開端有小幅降低。是由于Fe2+是Fenton氧化的催化劑，隨著Fe2+濃度的增加，·OH的生成量會(huì)增加，有利于COD的降解，但是當(dāng)Fe2+濃渡過高時(shí)，會(huì)與生成的·OH發(fā)作反響，所以COD去除率開端降低。因而肯定FeSO4·7H2O投加量為1.5g/L。

　　2.4 反響時(shí)間對COD去除率的影響

　　調(diào)理廢水pH=3.5，投加H2O2為4ml/L，FeSO4·7H2O投加量為1.5g/L，反響一定時(shí)間，研討不同反響時(shí)間對COD去除率的影響，如圖4所示。

　　從圖4中能夠看出，在起初的1.5h內(nèi)，Fenton反響效果較好，COD去除效果明顯，反響在1.5h內(nèi)根本曾經(jīng)完成，當(dāng)反響時(shí)間大于1.5h后，COD去除率根本不變，過度延長反響時(shí)間反而造成COD去除率有細(xì)微的降落。因而，肯定最佳反響時(shí)間為1.5h。

　　2.5 反響前后可生化性比照

　　抽選8組實(shí)驗(yàn)的出水，測定BOD5/COD，理解Fenton氧化對4-AA廢水可生化性的改善狀況，如表2所示。

　　從表2能夠看出，4-AA廢水經(jīng)過Fenton氧化預(yù)處置后，出水BOD5/COD明顯升高，從原水的0.25升高至0.37，可能是由于局部大分子、難降解物質(zhì)被毀壞，轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀捉到獾男》肿游镔|(zhì)。經(jīng)Fenton預(yù)處置后的4-AA廢水可生化性大大改善，為后續(xù)生物處置提供了良好條件。

　　3、結(jié)論

　　(1)采用Fenton氧化法對高濃度、難降解的4-AA生產(chǎn)廢水實(shí)施預(yù)處置，最優(yōu)條件為初始pH=3.5，30%H2O2投加量4ml/L，FeSO4·7H2O投加量1.5g/L，反響時(shí)間1.5h，COD去除率可達(dá)50%~55%，從8000~11000mg/L降落到5000mg/L左右。

　　(2)該廢水經(jīng)過Fenton氧化預(yù)處置后，可生化性大大改善，BOD5/COD從0.25升高至0.37，可為后續(xù)生物處置提供有利條件。