1. 研究背景
金刚藤是一种常见的中药材，具有清热解毒、消肿止痛等功效。广东珠海本地一家制药厂计划生产金刚藤中药饮液，中药废水主要是在中药的清洗、蒸煮、清洁、制剂等过程中产生的，如中药材的前期加工处理时需要洗涤、浸泡软化等操作，应用时对中药饮片的提取工艺以及在使用后仪器设备的清洗［1］这些过程中都需要使用大量的水。中药废水主要为较难降解的高浓度有机污水，具有可生化性，并且其具有色素含量大、COD浓度高［2］。正是由于中药废水含有的物质复杂并且变化量大等多种原因，让中药废水相比较普通污水更难净化处理，其中色度是一个比较直观的排放指标，若脱色效果不佳，会影响排水的感官或容易导致色度超标，这也是该珠海该制药厂担心的问题，希望能在金刚藤中药饮液生产立项阶段确定色度的预处理的工艺。
20世 纪70年代 ，前苏联研究者在处理印染废水时发现铁屑具有较好的处理 效果 ，从此铁碳微电解技术开始应用到废水治理中［3］。我 国从20世 纪 80年代开始 该领域研究 ，至今铁碳微电解技术已经在印染废水 、焦化废水、电镀废水 、制药废水等方面有了广泛的应用［4］，经使用铁碳微电解也具有良好的脱色效果。本文结合企业的实际情况，对该金刚藤中药水的色度进行混凝沉淀及铁碳微电解实验研究，确定废水脱色的最佳处理工艺及各工艺的控制条件。
2. 研究目的
本研究旨在研究金刚藤中药水混凝沉淀及铁碳微电解法脱色的最佳实验条件，并通过实验验证其有效性。通过研究不同条件下的脱色效果，发现影响金刚藤中药水脱色的关键因素，为进一步优化工艺提供依据。
3. 实验原理
普通混凝沉淀废水处理原理：絮凝沉降法是向废水中加入絮凝剂，水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，中和废水中的带电荷物质，使这些带电物质发生凝集并发生沉降的一种方法［5］。
铁炭微电解废水处理原理：低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差，具有一定导电性的废水充当电解质，形成无数的原电池，产生电极反应和由此所引起的一系列作用，改变废水中污染物的性质，从而达到废水处理的目的。
4. 实验内容及过程
（1）、利用普通混凝絮凝反应对废水进行脱色实验；并记录控制点；
（2）、利用铁炭微电解法对废水进行脱色实验，并记录控制点。
本研究选取自制的金刚藤中药水样，并采用不同的pH值和脱色剂（PAC、PAM、CaCl₂）及结合铁碳微电解法组合进行实验。通过观察各条件下金刚藤中药水的脱色效果，筛选出最佳的实验条件。具体实验步骤如下：
金刚藤中药水水样制备：依据企业提供的数据，选用金刚藤中药饮片180g，自来水4200ml；将原材料及水加热大火煎煮，待水开，调至小火熬制；最终形成2100 ml金刚藤中药实验用水。
实验采用的药液浓度为废水处理用常规浓度，具体如下：
PAC药液浓度5％
PAM药液浓度0.5％
CaCl₂药液浓度10%
（1）PAC+PAM 脱色实验
①取原水水样100ml，原水水样的PH为7；
②加入2ml的PAC药液；
③搅拌5min，加入1ml的PAM药液；
④搅拌静沉15min，结果显示脱色效果差。
（2）PH调整+PAC+PAM 脱色实验
①取原水水样100ml；
②调节水样PH值至8-9；
③加入2ml的PAC药液
④搅拌5min，加入1.5ml的PAM药液
⑤搅拌静沉15min，结果显示脱色效果差。
（3）PH调整+ CaCl₂+PAC+PAM+脱色实验
①取原水水样100ml；
②调节水样PH值至8-9；
③加入3ml的 CaCl₂药液；
④加入2ml的PAC药液；
⑤搅拌5min，加入1.5ml的PAM药液
⑥搅拌静沉15min，结果显示脱色效果差。
（4）铁碳微电解法+PH调整+ PAM+CaCl₂+脱色实验
①取原水水样100ml；
②调节水样PH值至3-4；
③铁碳填料约15ml （体积）；
④第一阶段曝气45分钟；
⑤取曝气后水样50ml，测定水样PH值约为5-6；
⑥调节PH值至有微小絮凝物产生，此时PH值为9-10；
⑦ 搅拌5min，加入0.05mlPAM；
⑧ 观察水样，仍旧有少量原水颜色；
⑨ 第二阶段曝气共75分钟；
⑩ 取10ml水样，调节PH值10～11；
⑪加入1ml的CaCl2药液；
⑫搅拌5min，加入0.5ml 的PAM药液
⑬最终出水与原水进行色度目视比较，出水色度基本去除，略微带淡黄色。
5. 实验结论
1、单纯的采用混凝药剂PAC、PAM、CaCl₂，及结合调整混凝的PH值，脱色效果较差。
2、采用铁碳微电解预处理，再调整PH值、加入混凝药剂PAM、CaCl₂，脱色效果较好，且预处理需要保证铁碳微电解一定的反应时间。实验显示：到铁碳微电解第一阶段时间反应45分钟，出水混凝反应沉淀后，出水仍有少量原水水样颜色，第二阶段增加废水反应时间至120min，混凝反应后，废水水质情况良好。
3、反应完成后最终水样略带淡黄色，分析其原因为铁炭反应时调节PH略低，导致过量的H＋与Fe和Fe（OH）2反应，破坏絮凝体，产生多余有色的Fe2＋；另外曝气时间的延长会使反应器内释放出大量的Fe2＋，并氧化成为Fe3＋，造成色度的增加及后续处理的问题。
4、后续再进行调整实验条件得出，废水脱色最佳控制条件为：铁碳微电解的控制PH为4～5，Hrt＝90min，絮凝沉淀的控制PH为：9～11。
6. 参考文献
[1]殷勤，年跃刚，阓岳溪，等.中药制药行业水资源再利用途径及可行性分析[J].丁业水处理，2 0 1 8 , 3 8 ( 11 ) : 6-9.
[2]耿安锋，徐泽，王丹.制药废水深度处理工艺选择的中试研究[J].中国给水排水，2 0 1 4 , 3 0 ( 1 3 ) : 73-76.
[3] 陈润华，柴立元 ，王云燕 ，等.新型铁碳电解法降解EDTA有机废水[J]．中南大学学报 (自然科学版)，2011，42(6)：1516-1521.
[4] 任立清.铁碳微电解 一Fenton法预处理某制药废水的实验研究 [D]．重庆：重庆大学 ，2014.
[5]易剑平，迟玉明，李东影，等.絮凝法去除川乌炮制废水中生物碱类成分的可行性分析[J].中国实验方剂学杂志，2 0 1 9 , 2 5 ( 4 ) : 134-139.
[6]张梅梅;陈洁;王嘉雯;李正平;王开亮;刘浩浩;李佳佳;中药废水处理技术研究进展[J].《当代化工》- 2021-05-28
作者简介：刘浩楠，男，1979年7月，籍贯：湖南衡阳，研究方向：环保污染治理工程项目设计、施工调试。