發(fā)酵工程制藥是將人工培養(yǎng)的微生物在體內(nèi)特定酶系的作用下，利用高度復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)過程來合成特定的藥物，隨著國內(nèi)外市場加大對發(fā)酵類藥物的需求量，發(fā)酵制藥工業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)中增長速度最快的領(lǐng)域。發(fā)酵類藥物生產(chǎn)階段的原材料投入量很大，且產(chǎn)出比相對較小，發(fā)酵制藥廢水一般都是以間歇排放的形式為主，并且發(fā)酵制藥廢水具有顏色深、可生化性差等特點，其作為社會各領(lǐng)域公認(rèn)的最難治理工業(yè)廢水之一，利用三維電解可以實現(xiàn)對發(fā)酵制藥廢水的脫色處理。  

一、發(fā)酵制藥廢水的三維電解處理機(jī)制  

三維電解處理主要是電化學(xué)處理綜合多種去除機(jī)理的方式，利用電極反應(yīng)可以破壞掉發(fā)酵制藥廢水中分子的穩(wěn)定性，使環(huán)狀分子開環(huán)、大分子斷鏈，并且在廢水在電解過程中可以產(chǎn)生物質(zhì)絮凝或沉淀，這樣便可以實現(xiàn)對發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行凈化脫色的處理效果。三維電解是由上世紀(jì)60年代末期提出的一種廢水處理機(jī)制，在傳統(tǒng)的二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀的工作電極材料，確保新添加的工作電極表面是帶電工作的，這樣便可以使其形成一個新的電極，這個電極的表面可以通過電化學(xué)反應(yīng)來對廢水中的污染物進(jìn)行處理。三維電極法在對發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行處理過程中，其一般不使用或使用少量的化學(xué)藥品，并且該種處理機(jī)制在運行中具有占地面積小、處理效率高、無二次污染等特點。三維電解處理發(fā)酵制藥廢水在本質(zhì)上是一個動態(tài)過程，活性炭碳粒要具備大比表面積和良好的電導(dǎo)體，在直流電場中碳粒因自身帶電可以形成相對微笑的電解槽，當(dāng)電解反應(yīng)器外加電壓達(dá)到發(fā)酵制藥廢水中污染物分解電壓的時候，便可以發(fā)生電解反應(yīng)來去除發(fā)酵制藥廢水中的污染物，三維電解便是利用這種機(jī)制來對發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行脫色處理，同時也可以降低發(fā)酵制藥廢水中的COD。  

二、三維電解處理發(fā)酵制藥廢水的方案設(shè)計  

1.裝置方案設(shè)計:  

如圖1所示，電解槽反應(yīng)器在設(shè)計過程中主要由有機(jī)玻璃板粘合制作而成，裝置的尺寸可以根據(jù)實際需求來對其進(jìn)行調(diào)整，電解槽反應(yīng)器底部需要安裝有均勻分布的多孔布?xì)獍澹话阈枰獙⒉細(xì)饪椎臉?biāo)準(zhǔn)控制為直徑1mm左右，利用布?xì)獍逑碌亩嗫撞細(xì)廛浌軄硗ㄈ雺嚎s空氣。電解槽反應(yīng)器中的陽極主要以不銹鋼板為主要材料，反應(yīng)器中的陰極主要以石墨板為主要材料，電極板在運行中有效工作面積通過水位需要控制在50cm2左右，在反應(yīng)器具體運行狀態(tài)下可以根據(jù)裝置大小來利用兩組電極對其進(jìn)行反應(yīng)。在設(shè)計過程中主要選用了無隔膜的電解槽，整個處理裝置中的第三極材料主要采用規(guī)格為10目的活性炭顆粒，在電解槽反應(yīng)器運行過程中需要將第三極放置于電極板之間，整個裝置開始運行時需要利用稀硫酸來對第三極的表面進(jìn)行活化處理，在對發(fā)酵制藥廢水進(jìn)行處理的時候需要利用震蕩吸附的方式來去除其吸附能力。  

2.裝置處理發(fā)酵制藥廢水效果分析:在上述裝置投入使用前來進(jìn)行預(yù)備試驗，將整個試驗的初始反應(yīng)條件設(shè)計為pH為5、電解時間為30min、活性炭加入量為10g/L，在裝置運行過程中將電流密度進(jìn)行改變，所改變的電流密度一般需要控制在10mA/cm2、20mA/cm2、30mA/cm2、40mA/cm2、50mA/cm2、60mA/cm2，試驗過程中將固定電極板的間距控制為3cm，在試驗中對不同電流密度下對發(fā)酵制藥廢水的污染物去除率變化情況進(jìn)行測量。該裝置在運行過程中不斷增加電流密度可以提高污染物的去除率，當(dāng)粒子上的電壓處于小于分解電壓的時候不會產(chǎn)生反應(yīng)電流，而這個階段的發(fā)酵制藥廢水污染物去除率相對較小，但是將裝置的電流密度提升到40mA/cm2的時候反應(yīng)電流便會通過第三極，而在這個階段廢水中COD的去除率有了很大提升。將裝置中的電流密度提升到60mA/cm2的時候發(fā)酵制藥廢水的污染物去除率沒有發(fā)生明顯變化，這是因為活性炭電極上電流密度過大則會發(fā)生一些副反應(yīng)。  

三、結(jié)語  

綜上所述，通過試驗證明了所設(shè)計的三維電解處理發(fā)酵制藥廢水的優(yōu)秀效果，尤其是三維電解處理發(fā)酵制藥廢水中具備十分有效的脫色作用，確保發(fā)酵制藥廢水通過三維電解處理可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

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