Fenton化学化法深度处理精细化工废水.docVIP

Fenton化学氧化法深度处理精细化工废水? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???刘剑玉，汪晓军? ?? ???（华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州510006）摘要：根据某精细化工厂的废水经过长时间的厌氧-好氧生化处理，难以进一步生物降解的特点，采用Fenton试剂进行高级氧化处 理。通过实验探讨了不同的H2O2和Fe2+浓度、反应时间、pH等因素对二级生化出水COD去除率的影响。在H2O2投加量为18mmol/L， FeSO4·7H2O投加量为12mmol/L，反应时间1.5h，废水的pH=4的条件下，二级生化出水的COD去除率达到82.61%，降到100mg/L以内，达 到国家一级排放标准。关键词：精细化工废水；Fenton试剂；深度处理；难生物降解 仪器专场展示：化学试剂??标准物质??生化试剂 关 键 词：精细化工?fenton?深度处理?化学氧化?化工废水? 精细化工废水成分复杂，除了含有表面活性剂和 其乳化所携带的胶体污染物外，还含有助剂、漂白剂 和油类物质等。该类废水经过常规的厌氧-好氧生物 处理以后，出水仍然无法达标排放，而且二级生化出 水所含的污染物大都为难以生物降解的有机物，因此 采用Fenton试剂对其进行高级氧化处理。Fenton试剂 法具有处理效果好、反应物易得、无需复杂设备、对后 续的处理无毒害作用且对环境友好等优点，特别适用 于提高难降解有机物的可生化性[1]。目前Fenton试剂 法已经逐渐应用于染料、制浆造纸、日化、农药等废水 处理工程中，具有很好的应用前景[2-5]。Fenton试剂催 化分解产生·OH具有极强的氧化能力，进攻有机分子 并使其矿化为CO2、H2O和无机分子[6]，特别适用于难 生物降解有机物的深度处理。本试验对Fenton试剂深度处理该日化废水进行 初步研究，取得了较好的效果，使难降解有机物得到 了进一步氧化处理，废水最终达标排放。本研究为开 发一种精细化工废水深度处理技术提供了实验和应 用基础，对其他含有难生物降解有机物的废水深度处 理具有一定的借鉴意义。 1试验部分1.1试剂和废水双氧水（30%）、绿矾（七水硫酸亚铁）、氢氧化钠、 浓硫酸均为分析纯； 废水水样为广州某精细化工厂二级生化出水： COD约为230mg/L，pH值为7.6。1.2试验方法取水样100mL置于250mL烧杯中，用H2SO4或 NaOH调节pH值，pH值用Ecoscan-pH6型酸度计测 定，再向溶液中依次加入一定量的硫酸亚铁和双氧 水，迅速混合，反应一定时间后取出，调节其pH值至 8，静置沉降一段时间后，取上清液测COD，COD按照 国家标准方法（GB1194-89）测定。 2试验结果和讨论根据Fenton试剂的反应机理，Fenton试剂实验主 要的影响因素是：H2O2的投加量、Fe2+的投加量、反应 的pH值、反应时间[7]，及反应温度等。由参考文献及 大量前期实验数据发现处理该废水的影响因素依次 是：H2O2和Fe2+的投加量反应时间废水初始的pH 值。因实际废水处理难以改变反应温度，故本研究不 考虑反应温度的影响。2.1 H2O2投加量对COD去除率的影响用H2SO4将废水的pH调节至4，分别量取 100mL水样，固定FeSO·47H2O的投加量为10mmol/L， H2O2投加量分别为3，6，12，18，24，30mmol/L，用搅拌 机搅拌。反应1.5h后取上清液调节pH至8，静置后测 COD。计算不同H2O2投加量情况下的COD去除率， 如图1所示。由图1可知，随着H2O2用量的增加，废水COD 的去除率先增大，而后出现下降。H2O2用量对COD去 除率有至关重要的影响：在H2O2的浓度较低时，产生 的·OH也少；H2O2的浓度增加，产生的·OH增加，所 产生的·OH对有机物进行氧化。当H2O2的浓度过大 时，反应一开始Fe2+被氧化为Fe3+，既消耗了H2O2，又 抑制了·OH的产生，部分H2O2发生无效分解释放出 O2，氧化效果降低，同时溶液中残留的过量H2O2又会 产生COD，导致加入过量H2O2时COD去除率反而 下降。H2O2用量为18mmol/L时，COD去除率最高，达 到82.17%。保持H2O2总投加量不变，将H2O2均匀地分批投 加，可提高废水的处理效果[4]。其原因是：H2O2分批投 加时，[H2O2]/[Fe2+]相对降低，即催化剂浓度相对提高， 从而使H2O2的·OH产率增大，提高了H2O2的利用 率，进而提高了总的氧化效果。2.2 FeSO·47H2O投加量对COD去除率的影响 FeSO·47H2O是催化过氧化氢分解生成羟基自由 基（·OH）最常用的催化剂。H2O2的氧化电位仅为1.70V， 而其在Fe2+催化作用