混凝-Fenton试剂对印染废水的处理

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理（精选9篇）

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇1

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理

摘要：研究了混凝-Fenton氧化法对两种不同模拟水样的处理效果,筛选了最佳的混凝条件及氧化条件.试验结果表明,混凝-Fenton氧化法对亲水性染料和疏水性染料废水都适合;pH值对混凝-Fenton氧化法影响较大,混凝的适宜pH值为8～10,而Fenton法氧化的适宜pH值为3左右;废水CODCr与色度去除率分别达到90 %和95 %以上.作 者：谭万春 稂友明 王云波 王秋云 TAN Wan-chun LANG You-ming WANG Yun-bo WANG Qiu-yun 作者单位：长沙理工大学,水利学院,湖南,长沙,410004期 刊：长沙理工大学学报(自然科学版) Journal：JOURNAL OF CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：,7(1)分类号：X791关键词：混凝 Fenton 亲水性染料 疏水性染料

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇2

1 实验部分

1) 实验仪器。

UV-265型紫外分光光度计、COD-571-1型消解装置、COD-571型化学需氧量分析仪、pH计。

2) 实验药品。

过氧化氢 (质量浓度30%) ;硫酸 (分析纯0.01 mol/L) ;氢氧化钠;甲基橙;亚甲基蓝;硫酸亚铁。

3) 实验方法。

使用甲基橙和亚甲基蓝配制混合液, 模拟染料废水, 使用Fenton试剂对其氧化, 根据实验选取最佳的pH范围, 再分别选取最佳的过氧化氢溶液浓度和二价铁离子浓度, 从而得出Fenton试剂处理染料废水的最佳工艺条件。

2 结果与讨论

2.1 最佳pH范围

在每种样品中 (20 mL) 加入同样量的过氧化氢溶液1 mL (质量浓度30%) , 二价铁离子溶液2 mL (0.004 5 mol/L) 。

结果表明当pH降低时, 去除率显著提高, pH的改变对实验结果影响比较大。实验结果见图1。

2.2 最佳过氧化氢浓度

实验表明加入1.0 mL过氧化氢 (质量浓度30%) , 用紫外测定其吸光度 (见图2) , 废水褪色情况有所改善, 去除率有一定的提高。

2.3 最佳二价铁离子浓度

加入2.0 mL二价铁离子溶液 (0.004 5 mol/L) , 用紫外测定其吸光度 (如图3所示) , 整体褪色改善情况很明显, 去除率可以达到82%, 效果非常好。

以上实验说明对于甲基橙指示液 (0.05mol/L) 20mL, 加0.2% (质量浓度) 亚甲基蓝溶液8mL的混合溶液在pH=3.85时过氧化氢与二价铁离子加入量分别为1mL (质量浓度30%) 和2mL (0.004 5mol/L) 时可以达到最佳效果。

3结语

基于以上研究说明对于浓度不太高的染料废水, 当pH在3～4时, 过氧化氢与二价铁离子加入量分别为1mL (质量浓度30%) 和2mL (0.004 5mol/L) 可以达到最佳效果。为了达到最好的处理效果, 应该分批投加。

摘要：选取Fenton试剂高级氧化工艺, 以甲基橙染料为模型污染物, 通过实验确定其最佳工艺参数 (pH范围、过氧化氢和二价铁离子的最佳投加量) , 实验结果表明:当pH在34, 过氧化氢与二价铁离子加入量分别为1 mL (质量浓度30%) 和2 mL (0.004 5 mol/L) 时可以达到最佳效果。

关键词：Fenton试剂,甲基橙,染料废水

参考文献

[1]薛向东, 金奇庭.水处理中的高级氧化技术[J].环境保护, 2001 (6) :13-15.

[2]陈传好, 谢波, 任源, 等.Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制[J].环境科学, 2000 (3) :93-96.

[3]陈玉峰, 方熠, 程尉, 等.电生成Fenton试剂处理工业印染废水的中试研究[J].福建师范大学学报 (自然科学版) , 2005 (2) :96-98.

[4]陶长元, 刘作华, 李晓红, 等.超声波促进Fenton法脱色甲基橙溶液的研究[J].环境科学, 2005 (5) :111-115.

[5]田依林, 李明玉, 马同森, 等.Fenton试剂氧化水中芳香族化合物的机理[J].污染防治技术, 2003 (1) :128-130.

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇3

以自制的铁氧化合物为催化剂,H2O2为氧化剂处理含邻苯二酚的废水.考察了反应时间、催化剂的用量、H2O2的浓度和反应温度等因素对催化氧化降解含邻苯二酚废水效果的.影响,并对催化剂循环使用的催化性能进行了探讨.实验的优化条件是:反应时间3h,催化剂用量0.10g,H2O2浓度20%,反应温度70℃.废水处理后,挥发酚含量为:0.79mg/L,去除率达99.9%;COD值为971.68mg/L,去除率达88.2%.

作 者：柴多里 刘忠煌 陈刚 杨保俊 CHAI Duo-li LIU Zhong-huang CHEN Gang YA NG Bao-jun 作者单位：柴多里,刘忠煌,杨保俊,CHAI Duo-li,LIU Zhong-huang,YA NG Bao-jun(合肥工业大学化工学院,安徽合肥,230009)

陈刚,CHEN Gang(淮北第一针织厂,安徽淮北,235000)

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇4

Fenton试剂-浸没式生物滤池处理模拟染料生产废水试验研究

摘要：作者采用Fenton试剂预处理和浸没式生物滤池联合法处理含盐较高的模拟染料生产废水,考察了Fenton试剂预处理对染料结构的破坏作用和染料液可生化性的.改善作用及浸没式生物滤池对预处理后溶液CODCr的去除过程和处理效果.实验结果表明,Fenton试剂预处理能有效破坏染料分子的结构,色度去除率可达99%;预处理后染料液的可生化性得到显著改善;浸没式生物滤池对预处理后的染料废水CODCr的去除效果稳定,平均去除率达到64%,且具有一定的抗冲击负荷能力.作 者：田玉萍 曾抗美 吕杨 任明 彭洋 Tian Yuping Zeng Kangmei Lü Yang Ren Ming Peng Yang 作者单位：四川大学建筑与环境学院,四川,成都,610065期 刊：工业水处理 ISTICPKU Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：,26(11)分类号：X703.1关键词：染料废水 Fenton试剂 生物滤池

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇5

三维电极-电Fenton法[2,3]是一种新型的电化学水处理技术,它针对二维平板电Fenton法传质效果差、电流效率低、能耗高的缺点,将粒子电极引入到电Fenton体系中,增大了工作电极的表面积,改善了传质效果,从而极大地提高了电流效率和单位时空产率。实验选用传质效率极高的颗粒活性炭(GAC)为填充粒子,构建电化学反应体系对印染废水进行处理,考察不同参数对模拟印染废水酸性大红脱色率的影响,找出最佳反应条件。

1 实验部分

1.1 仪器、材料与试剂

仪器:RXN—3010A恒压/恒流电源(深圳兆信电子仪器设备厂);HS—3B精密pH计(上海雷磁仪器厂);自制电解槽。

材料与试剂:阴阳极材料均为不锈钢板,3 mm圆柱型的活性炭粒子作为填充粒子,所有化学药剂均为分析纯。

1.2 实验废水

实验选取具有代表性的偶氮类染料酸性大红3R模拟废水作为研究对象,酸性大红含量为100~1 000 mg/L,在实验过程中加入NaOH溶液或H2SO4溶液调节废水的pH值;同时加入Na2SO4调节配制废水的电导率,研究废水在不同条件下的电化学反应进程。实验过程中溶液的配制均采用蒸馏水。

1.3 实验装置

实验使用的电极反应器为自设计长方体电解槽(图1)。

反应器用有机玻璃材料粘合制成,底部装了分布有均匀小孔的布气板,在进气孔处通入压缩空气,布气孔直径为2 mm。电极相对面积为5×14 cm2,电解槽容积为15 cm×12 cm×15 cm。

1.4 分析方法

用721型分光光度计于酸性大红3R的主吸收波长510 nm处测定其吸光度,依下式计算脱色率:

undefined

式中: Et为处理到t时刻时含酸性大红3R水溶液的脱色率;A0为原水处理前的吸光度;At为处理到t时刻时水溶液的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 正交试验

影响三维电极-电Fenton反应器处理效果的因素有很多,因此正交试验能很好地得出各因素的主次关系。试验选定各因素及其水平如下:

电解电压A(V): A1=10, A2=15, A3=20,

A4=25;

电解时间B(min): B1=30, B2=60, B3=90, B4=120;

酸性大红原始浓度C(mg/L): C1=100, C2=300, C3=500, C4=1 000;

Fe2+浓度D(以硫酸亚铁的质量浓度计,g/L):D1=0.00, D2=0.25, D3=0.75, D4=2.00;

极板间距E(cm):E1=5, E2=6, E3=7, E4=8。

试验选择了5个因素,每个因素有4个水平,选用L16(45)正交表安排共需16个试验,正交表中每一个横行代表要试验的一种条件,每列代表各因素的不同水平。按照标准正交表的组合进行试验(过程略),结果如图2。

通常,用极差R来区分每个因素对试验指标的影响程度,某因素的R越大,说明这个因素对指标的影响越显著,是主要因素;反之,则是次要因素。根据图2,得到影响因素电解电压A、电解时间B、酸性大红原始浓度C、Fe2+浓度D、极板间距E的极差R分别为25.1、 24.2、 9.3、 8.2、 7.8。根据趋势图直观分析方法得出影响色度去除率的主次关系为:电压> 时间>模拟废水初始浓度>硫酸亚铁投加

量>极板间距。因此,在保持次要因素最优的条件下,进一步对主要影响条件进行单因素影响分析。

从图2可得出能获得最佳处理效率的试验条件为: A3B4C4D3E1,亦即槽电压20 V、电解时间120 min、 酸性大红浓度1 000 mg/L、 外加FeSO4·7H2O 浓度0.75 g/L,极板间距5 cm。

2.2 槽电压的影响

电催化法去除水中有机物的必备条件是槽电压(电解电压)。电压大小直接影响着电极反应的速率和电催化的效率。本次试验通过改变所通电解电压(由RXN—3010A恒压/恒流电源供给)的大小来研究对色度去除率的影响(图3)。

当电解电压在一定范围内时,色度去除率随着电解电压的增大而增加,但当电解电压增加到某一值时,色度去除率趋于稳定。当电解电压为25 V时,电解时间-色度去除率曲线几乎重合于20 V时的曲线。可见当电压增加到20 V以后再增加电压并不能提高反应效率,反而增加了能耗,因此选择20 V为最佳反应电压。

2.3 电解时间的影响

配置1 000 mg/L的酸性大红3R染料废水,施加电压为20.0 V,考察在三维电极体系反应中,电解时间对色度去除率的影响,结果如图4。

由图4可见,随电解时间的延长,色度去除率呈上升趋势。因为多维电极处理时间越长,在电极表面反应的物质越多,同时系统中产生的氧化性物质H2O2和·OH自由基的量也随电解时间增长而增多,从而使被氧化分解的有机物的量增加。

从图4还可看出,在不同时段内,去除率随反应时间增加而增大的幅度不同。在电解过程的前80 min内染料的色度去除率均随时间的延长迅速增加,80 min以后变化逐渐趋于平缓,随着电解时间的延长,有机物的氧化反应受到阻碍,去除率的增加逐渐变缓;且电解历时越长其处理费用越显著增高,因此确定最佳电解时间均为2 h。

2.4 不同种类染料的处理效率

使用自制的三维电极-电Fenton反应器处理酸性大红3R染料废水取得了良好的效果, 然而酸性大红只是染料工业众多品种中的一类。除了酸性染料, 还有分散染料、 阳离子染料、 活性染料、碱性染料、直接染料等多种染料类型。实验选取碱性品绿、直接红棕RN、阳离子红H—4G、分散黄SE—RGFL、活性翠蓝BES五种具有不同生色基团和化学结构的代表性染料作为处理对象,以色度去除率为指标,考察了反应器对各种不同染料的处理效果(图5)。这么做的目的是探讨三维电极-电Fenton法是否对以上各类难降解染料的降解具有普遍适用性。

如图5所示,各种染料在反应的最终阶段均获得了很好的处理效率,其中碱性品绿的处理效率最低,但也达到了82.04%,而分散黄和直接红棕更是取得了96.15%和97.83%的高去除率,这表明本反应器对染料化合物确实有良好的降解效果。

3 结语

电解电压、 电解时间、 酸性大红原始浓度、

Fe2+浓度、极板间距等参数对酸性大红的色度去除率均有一定影响,在pH为3.0、Na2SO4质量浓度为20 g/L、外加FeSO4·7H2O的质量浓度为0.75 g/L,电解电压20 V、极板间距5 cm的条件下电解120 min,1 000 mg/L的酸性大红溶液其色度去除率可达到98.64%。试验在反应器处理酸性大红溶液的最优条件下处理了碱性品绿、直接红棕RN、阳离子红H—4G、分散黄SE—RGFL、活性翠蓝BES五种具有不同生色基团和化学结构的染料,均得到了较好的处理效果。

三维电极-电Fenton法降解有机物具有很高的去除率,进入废水的分子氧在阴极上发生反应,O2+2H++2e-=H2O2,生成的H2O2迅速与溶液存在的Fe2+反应,Fe2++H2O2=·OH+OH-+Fe3+,生成氧化性极强的·OH[3],与废水中的有机物反应, Fe3+可在阴极上被还原再生为Fe2+,Fe3++e-=Fe2+,形成一个循环,这样不但铁离子用量大大降低,而且污泥产生量大大减少。由于三维电极中有合适的粒子作为载体,大大提高了Fe3+在阴极上的传质率,使产生的Fe2+易于进行Fenton反应,这样便能使有机物的氧化效率得到很大提高。可见,三维电极-电Fenton法的处理过程是一个互激的正反馈过程,二者相互促进,降低了单独使用Fenton体系的费用,提高了单独使用三维电极电解的处理效率,非常适合处理难降解的有机废水。

参考文献

[1]戴日成,张统,郭茜,等.印染废水水质特征及处理技术综述[J].工业给排水,2000,26(10):33-37.

[2]石岩,王启山,岳琳,等.三维电极-电Fenton法去除垃圾渗滤液中有机物[J].北京化工大学学报,2008,35(6):84-88.

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇6

印染废水是一种难处理的工业废水,具有有机污染物含量高、色度深等特点.介绍了水解-接触氧化-混凝工艺在印染废水处理工程中的实际应用,在原水水质pH值为8,CODCr、SS、NH3-N的`质量浓度分别为624、195、13mg/L,色度为256倍的条件下,经该工艺处理后出水水质可达到《污水综合排放标准》的一级标准.并对实际运行中污泥回流、污泥处置等方面的问题进行了简要讨论.实践证明,水解-接触氧化-混凝工艺能够有效处理印染废水.

作 者：谢凯娜 吴浩汀 胡晓华 XIE Kai-na WU Hao-ting HU Xiao-hua 作者单位：谢凯娜,吴浩汀,XIE Kai-na,WU Hao-ting(东南大学,环境科学与工程系,南京,210096)

胡晓华,HU Xiao-hua(南京裕源纺织有限公司,南京,210000)

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇7

宇振涛（宇振涛 山东省昌乐县环境监测站，昌乐262400）

摘 要 纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，据不完全统计，我国日排放印染废水量为3000-4000kt，是各行业中的排污大户之一。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用。本文从理论和实践的角度，分析了印染废水处理工艺中存在的缺点，并提出优化建议。这对于印染废水治理工艺是有益的改进和提高。

关键词 印染废水 处理方法 建议

11Study and advice for purification method of printing and

dyeing wastewater

Yu Zhentao(Shandong Province Changle County Environmental Monitoring

Station,Changle262400)Abstract Textile printing and dyeing industry as China has the advantage of one of the traditional pillar industries, according to incomplete statistics, China on the amount of wastewater discharge dyeing 3000 ~ 4000 kt, the industry is in one of the major sewage.Strengthen dyeing wastewater treatment can ease the serious shortage of water resources issues, the protection of the environment and maintaining ecological balance plays a vital role.From the perspective of the theory and practice, analysis of the waste water treatment technology in printing and dyeing of the shortcomings and make optimization recommendations.This dyeing wastewater treatment technology is effective to improve and enhance.Key words Textile Printing and Dyeing； Approach； Advice 1 引言

纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20世纪90年代以来获得迅猛发展，其用水量和排水量也大幅度增长。据不完全统计，我国日排放印染废水量为3000-4000kt，是各行业中的排污大户。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重 1 匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡、促进可持续发展起着极其重要的作用。企业概况

我县某印染厂属于棉及化纤印染精加工行业，主要对棉和化学纤维纺织品进行漂白、染色、轧光、起绒、缩水等工序的加工，年生产棉混纺机织物800万米，年消耗原材料：颜料102吨、食盐262吨、苏打364吨、清洗剂36吨，每天排放污水700-800立方米。按照颜料利用率80％，清洗剂利用率为5％计算，每天排放的污水中含有：颜料68公斤，食盐870公斤，苏打1210公斤，清洗剂114公斤。印染过程中产生的污水经生物净化系统净化，再经芦苇湿地进行净化后排入农业用水区水域中。对生化处理设备及工艺的分析及优化建议 3.1 对现有的污水处理工艺的分析及优化建议

污水处理工艺：过滤—沉淀—碱化—生化降解—脱色（加氯）--芦苇湿地。印染污水与冲洗污水是分别排放处理的，这在污水处理技术中是非常有效的处理方法。在使用活性染料时，活性染料的水解物不像吸附性染料那样易于处理。也就是说：很难用吸附处理的方法清除污水中的颜色，相反，必须采用氧化剂破坏色基来除掉颜色。只能在中性酸碱度的条件下用氯气脱色：氯气在水中反应生成次氯酸(HOCl)和氯化氢（HCl）。为了优化加氯的效果，必须在碱性污水中加氯气。从而反应出次氯酸钠。这种次氯酸钠（NaOCl）在PH值为9.5-10.5时有着最佳的反应效果。而实际加氯（Cl2）脱色是在净化系统后段在酸碱度为中性的条件下进行的；降解过程中污水的流速太快，加气时的流量也较大。原则上讲，这对于好氧过程是有利的，但不利于沉淀。

改进建议：

（1）脱色处理前移到污水处理系统的前部，直接在染料池中，在第一次清洗前加氯。

（2）印染污水的加氯（包括第一遍清洗水）、脱氯应在印染后直接进行。使用氯气进行脱色时，必须保证印染废水的pH值控制在9.5～10.5。有效的利用氧化剂和还原反应剂(NaOCl和H2O2)进行加氯和脱氯，并且加氯和脱氯应在密闭的反应池中进行。

（3）为了在脱色时最佳的利用氯气，应在密闭的反应罐中加氯，并加强搅拌。

①①单国华，贾丽霞 印染废水处理方法及其研究进展 《广西轻工业》-2007年23卷4期, 48页（4）为了减少对加氯控制的难度，建议使用NaOCL次氯酸钠漂白液。此处也应使用密闭的反应罐和强力搅拌，保证pH值控制在9.5～10.5。

（5）建议在使用前对次氯酸钠漂白液进行滴定检测。在碱性液体、pH值控制在9.5～10.5时，可以明显的消除氯气的气味，但是应做到准确的定量和强力的搅拌。需要注意的是应对产生的次氯酸钠的浓度进行检测，在完成脱色后保证次氯酸钠的残留量为零。这样，将可以减少氯的使用量。如果不能掌控反应条件和反应过程时，需用双氧水脱氯，此时的重要条件也是：pH值控制在9.5～10.5 ；强烈搅拌；密闭的反应罐。

（6）降低水流速度，降低加气速度，增加污水在加气池中的停留时间。3.2 对现有的污水处理设施的分析及优化建议

由于管理维护人员没有严格按照操作规程工作，设备得不到及时的保养和维修；操作规程制定的不够合理，污水处理达不到预期的效果；曝气池中的水面没有充分利用起来，由于池子的两侧各有3米左右的坡度，因此整个池子的有效面积不是2800平方米，而是2146平方米；污水处理系统后部的脱色设施没有充分发挥作用。

因此建议：

（1）定期采取维护保养措施，保障过滤网正常工作。必须保证污水在进入污水处理系统之前经过过滤。

（2）在缺乏营养物质的污水处理池中增加非活性印染成分。增强沉淀池的利用，至少在污水入口前完全浮选在左侧的潜水泵应悬挂起来，至池底大约1米左右。自动供水时的水位高度应调整好，保证悬浮池中的污水水位与入口相同。

（3）不要使用这种有斜坡的处理池。对曝气的空气压缩机进行供气量调节；减少曝气头堵塞。

（4）将脱色设施移到污水处理系统的前部。

3.3 对潜流式芦苇生物污水净化系统的分析及优化建议 R.Kickuth博士的潜流式湿地的一般要求是：（1）湿地应是斜坡；

（2）芦苇根系的生长深度在1米至1.20米;（3）污水应通过整个湿地流淌过去。

因此，现有的纯芦苇生物净化系统不是Kickuth教授所述意义上的潜流式芦苇污水净化系统。

芦苇作为浅根散生型植物，根系分布一般都在5-20CM之间。由于这些植物的根系分 布浅，而且一般原生于土壤环境，适宜配臵于表流式人工湿地中。②此地芦苇根系的深度大多在4厘米至38厘米之间。在这一根系深度中，只能产生好氧区和兼氧区。考虑到冬季芦苇根系活性和反应速率的降低，会导致净化效果的下降。同时，决定湿地处理效率的因素除了系统内污染物降解的反应动力学和湿地内部的水流流态外,还有许多外在的因素如温度、进水负荷、水力停留时间、气候特征等,它们都会对污水净化效果产生影响。由于系统缺氧，不能提供良好的硝化作用环境条件，因而不能产生大量的反硝化作用底物——硝酸盐，为反硝化作用打下基础。要使硝化-反硝化途径畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度；污水不是漫流的方式进入芦苇湿地，在过水处存在很大的水流冲击力，芦苇生长不均衡，整个面积的利用率降低。

因此建议：

（1）引进优良芦苇品种，加大芦苇的种植面积。保障湿地对废水的处理效果。（2）对进入湿地的污水进行曝气，以增加水中的DO；或使污水中的氮素物质在进入人工湿地前作预处理，使之转化成NO3-N。

（3）增加湿地植物的密度，或采用间歇进水方法，提高系统中的氧浓度。（4）往水中加入一定量的明矾[Al2(SO4)3]或氯化铁[FeCl3]会使磷的净化效率显著升高，主要原因是由于Al3+（Fe3+）与PO43-结合生成磷酸盐沉淀。使土壤固磷能力大大增加。

（5）污水要在湿地区域10米内漫流深入地下。

相信随着科学技术的不断进步，印染废水的处理工艺将逐渐完善，投资省、运行费用低、操作简单的处理技术将给印染废水的处理带来新的希望。

二OO八年七月八日

③

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇8

本工作针对张家口市某制药公司阿莫西林制药废水,以常规生化处理出水为研究对象,通过实验确定Fenton试剂氧化法的最佳控制条件,考察处理前后废水的可生化性变化,并配合后续SBR处理工艺,使处理后出水COD达到国家排放标准。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

实验用废水取自张家口市某制药有限公司,经预处理及常规三级生化处理后,废水COD为400~600 mg/L,难降解化合物比例高,色度较大。

好氧活性污泥取自天津市纪庄子污水处理厂好氧反应池,培养驯化30 d后用于实验。

H2O2(质量分数为30%)、Fe SO4·7H2O、Na OH、浓硫酸等试剂:分析纯。

85-1A型电磁搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司;BS124S型精密分析天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;GDH-0506型智能恒温水槽:宁波新芝生物科技股份有限公司;PHSJ-3F型精密p H计:上海精密科学仪器有限公司;TDL-5-A型离心机:上海安亭科学仪器厂;DH201型电热恒温干燥箱:天津市中环实验电炉有限公司;WTWOxi3210型溶氧仪:上海洪富仪器仪表有限公司。

1.2 实验方法

取100 m L废水于250 m L锥形瓶中,用浓盐酸调节废水p H,加入H2O2和Fe SO4·7H2O,置于电磁搅拌器中反应一段时间。实验结束后迅速用Na OH颗粒回调p H到8左右,并将反应液放置于60~80℃恒温槽中加热20 min,加速未反应的H2O2分解及Fe2+氧化(避免影响COD的测定),然后在3 000 r/min条件下离心3 min,取上清液测定COD和色度。

好氧SBR实验采用8 L的有机玻璃反应器,控制污泥浓度MLSS约为2 000 mg/L,DO约4 mg/L,分别以生化处理出水和经Fenton试剂氧化处理后的出水为研究对象进行实验。测定反应过程中不同时刻的COD,考察经Fenton试剂氧化处理后废水生化性的改变以及后续SBR工艺的处理效果。

1.3 分析方法

采用重铬酸钾回流法测定COD[9];采用稀释倍数法测定水样色度。

2 结果与讨论

2.1 Fenton试剂氧化反应单因素实验

2.1.1 H2O2加入量对Fenton试剂氧化COD去除率的影响

当初始废水p H为3.0、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为10∶1(V以m L计,m以g计下同)、Fenton试剂氧化反应时间为1 h时,H2O2加入量对Fenton试剂氧化COD去除率的影响见图1。由图1可见:当H2O2加入量小于5 m L/L时,Fenton试剂氧化COD的去除率随H2O2加入量的增加而迅速增大;当H2O2加入量为10 m L/L时,Fenton试剂氧化COD的去除率达69.9%;继续增大H2O2加入量时,Fenton试剂氧化COD去除率增长缓慢。这是由于随着H2O2加入量的增大,系统中·OH的浓度不断增加,更多的有机物被氧化;但当H2O2加入量增加到一定量后,系统中能被·OH氧化的有机物已充分反应,使Fenton试剂氧化COD去除率趋于稳定。

●出水COD;■COD去除率

2.1.2 V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)对Fenton试剂氧化COD去除率的影响

废水成分和特性不同,Fenton试剂的投加比例也不尽相同,对特定废水通过实验确定投加比例至关重要。当初始废水p H为3.0、H2O2加入量为10 m L/L、Fenton试剂氧化反应时间为1 h时,V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)对Fenton试剂氧化COD去除率的影响见图2。由图2可见:Fenton试剂氧化COD去除率随着V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)的增加而呈现出先增大后减小的趋势;当V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1时,Fenton试剂氧化COD去除率最高。Fenton试剂氧化反应过程中存在复杂的化学反应,当H2O2相对过量时易引发反应H2O2+·OH→HO2·+H2O;当Fe2+相对过量时则发生Fe2++·OH→Fe3++OH-。这两个反应都降低了·OH的生成量,从而使COD去除率降低[10]。

●出水COD;■COD去除率

2.1.3 初始废水p H对Fenton试剂氧化COD去除率的影响

当H2O2加入量为10 m L/L、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1、Fenton试剂氧化反应时间为1 h时,初始废水p H对Fenton试剂氧化COD去除率的影响见图3。

●出水COD;■COD去除率

由图3可见,当初始废水p H为3.0时,Fenton试剂氧化COD的去除率最高,p H过高或过低都会影响去除效果。这基于Fenton试剂反应的本质,Fe2+在酸性条件下具有催化作用,p H升高易使Fe2+形成沉淀而丧失催化能力,从而使·OH的生成量减少,处理效率降低;H+浓度过大则使系统中的反应Fe3++H2O2→Fe2++H++HO2·受阻,Fe2+生成量降低,致使其催化能力减弱[11]。

2.1.4 Fenton试剂氧化反应时间对Fenton试剂氧化COD去除率的影响

当初始废水p H为3.0、H2O2加入量10 m L/L、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1时,Fenton试剂氧化反应时间对Fenton试剂氧化COD去除率的影响见图4。

●出水COD;■COD去除率

由图4可见:反应进行的前1 h,Fenton试剂氧化COD去除率增加较大,COD降解较快;随着反应时间的延长,COD去除率增加缓慢,COD降解速率逐渐减慢;反应3 h时后,COD去除率趋于稳定。这是因为反应初始阶段产生大量的·OH,降解反应急速进行,随着反应时间的延长,·OH逐渐被消耗,可被·OH氧化的有机物已充分反应,COD降解速率逐步减慢,直至停止。

2.2 正交实验结果

通过单因素实验可初步确定Fenton试剂氧化最佳反应条件,在此基础上进行4因素3水平的L9(34)正交实验。正交实验因素水平见表1。以Fenton试剂氧化COD去除率作为实验指标,正交实验结果见表2。

由表2可见:4个因素中,Fenton试剂氧化反应时间对Fenton试剂氧化COD去除率的影响最大,其次是初始废水p H,而H2O2加入量与V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)对COD去除率的影响较小。通过正交实验结果分析得出最佳组合条件为A1B2C2D3,即初始废水p H为2.5、H2O2加入量为10 m L/L、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1、Fenton试剂氧化反应时间为3 h。

2.3 验证实验

当初始废水p H分别为2.5和3.0、H2O2加入量为10 m L/L、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1、Fenton试剂氧化反应时间为3 h时,同时进行两组平行实验。实验结果表明,Fenton试剂氧化COD从488.0 mg/L分别降为133.0 mg/L和135.4mg/L,Fenton试剂氧化COD去除率分别为72.75%、72.25%。由此可知,初始废水p H为2.5时的Fenton试剂氧化COD去除率略高于p H为3.0时的Fenton试剂氧化COD去除率,但从实际工程角度考虑,p H的调节需要消耗大量的酸碱,因此在COD去除率几乎不受影响的条件下,阿莫西林废水处理的最佳初始废水p H选为3.0。此时,废水色度由100倍降为2倍,出水感官性状良好。

2.4 好氧SBR工艺处理效果

好氧SBR工艺处理效果见图5。由图5可见,生化处理出水初始COD为423.0 mg/L,经过24 h好氧SBR工艺处理后COD为431.0 mg/L。反应初始阶段COD稍有下降,主要是由于活性污泥的吸附作用;之后COD略有增加可能是因为原水中可生化性物质不足,致使微生物进入内源呼吸期,进而死亡,胞内物质外溢,导致COD略有增加。

●生化处理出水COD;■Fenton试剂氧化出水COD

由图5还可见,Fenton试剂氧化出水在SBR工艺处理初始阶段,由于活性污泥的吸附作用使COD迅速下降;随着反应时间的延长,污泥对有机物吸附达到饱和,COD变化以微生物对有机物的消耗为主,COD降解在第10 h时趋于平衡。此时,Fenton试剂氧化出水COD由初始时的117.5 mg/L降为72.7 mg/L,出水达到国家排放标准[12]。

经测定生化处理出水BOD5为25.8 mg/L,BOD5/COD为0.06,废水可生化性极低。而Fenton试剂氧化工艺出水BOD5/COD为0.38,废水可生化性显著提高。Fenton试剂产生的强氧化性·OH可将废水中难降解化合物直接氧化去除或使之变为较易降解物质,从而使废水可生化性得到大幅提高[4,13]。

3 结论

a)采用F e n t o n试剂氧化—S B R工艺处理阿莫西林制药废水生化处理出水,实验结果表明:当初始废水p H为3.0、H2O2加入量为10 m L/L、V(H2O2)∶m(Fe SO4·7H2O)为5∶1、Fenton试剂氧化反应时间为3 h时,Fenton试剂氧化COD去除率达72.25%,色度由100倍降为2倍。

b)废水经Fenton试剂氧化处理后,BOD5/COD由0.06提高到0.38,其可生化性显著提高。阿莫西林制药废水生化处理出水经Fenton试剂氧化—SBR工艺处理后,出水COD为72.7 mg/L,达到国家排放标准。

摘要：采用Fenton试剂氧化—SBR工艺处理阿莫西林制药废水生化处理出水。实验结果表明:当初始废水pH为3.0、H2O2加入量为10 mL/L、V(H2O2):m(FeSO4.7H2O)为5(mL):1(g)、Fenton试剂氧化反应时间为3 h时,Fenton试剂氧化COD去除率达72.25%,色度由100倍降为2倍,BOD5/COD由0.06提高到0.38,可生化性显著提高。经Fenton试剂氧化—SBR工艺处理后,出水COD为72.7 mg/L,达到国家排放标准。

混凝-Fenton试剂对印染废水的处理 篇9

从2006年上半年开始,该厂的生产进行了调整,香皂和甘油停止生产,而磺化车间新增了生产线,产量大幅增加,使进入污水站的磺化废水不断增加,故将大量的硫酸根离子带入废水中,导致调节池内废水的小于1。经过絮凝沉淀后,虽去除了废水中部分的LAS,却进一步降低了和废水的营养性,导致水解酸化池内硫酸盐还原菌占优势,使厌氧微生物系统不能有效地破坏表面活性剂的结构,其水解酸化出水中含有大量的硫化氢而发生“黑臭”现象。水解酸化池中产生的硫化氢进入好氧接触氧化池后,会消耗大量的溶解氧,且硫化氢被氧化的产物单质硫对好氧微生物的毒性较大,使得表面活性剂在好氧曝气处理时产生大量的泡沫,好氧处理效率下降,处理后的出水达不到国家排放标准。

小于1给厌氧预处理段造成了极大的不利影响[2,3,4,5],使得在实际工程中仍采用厌氧处理此类废水的可行性较差[6];而采用物化法进行预处理又涉及到处理效果有限、费用较高等问题[7]。

本工作采用Fenton试剂氧化法处理该类废水,从而达到去除LAS和有机物的目的,使出水最终达标排放。考虑到单独使用Fenton试剂氧化处理废水的成本较高,采用与絮凝沉淀法联用的技术降低废水中的有机负荷,通过絮凝沉淀预处理法去除废水中的大量悬浮物和胶体成分,同时去除一部分的LAS,减轻后续Fenton试剂氧化处理的费用。

1 实验部分

1.1 废水水质

含高浓度硫酸盐的洗涤剂生产废水(简称废水)取自广州某日用化工厂污水处理站的调节池。废水pH为7.5、COD为1 950 mg/L、质量浓度为2150 mg/L。

1.2 试剂和仪器

聚合氯化铝(PAC):质量分数约2.5%;聚合硫酸铁(PFS):全铁质量分数11%;H2O2:质量分数30%;FeSO4·7H2O、氢氧化钠、浓硫酸:分析纯。

Ecoscan-pH6型酸度计:厦门中村仪器有限公司;XJ-Ⅲ型COD快速消解仪:广东省医疗器械厂。

1.3 实验方法

絮凝实验:取实际废水250mL倒入500mL烧杯中,调节pH,在所选用的絮凝剂的最佳pH范围内,先快速搅拌30s(150r/min),再慢速搅拌1min(50r/min),静置10min后取上层清液测COD。

Fenton试剂氧化实验:用Fenton试剂对絮凝后的上层清液进行氧化,以COD的去除率为实验指标,选择最佳的n(H202):n(Fe2+)、H2O2加入量、氧化时间和pH。实验方法:取絮凝后的上层清液250mL置于500mL烧杯中,用H2SO4或NaOH调节pH,再向该清液中依次加入一定量的FeSO4·7H2O和H2O2,迅速混合,反应一定时间后调其pH至7以上,静置一定时间后取上层清液测COD。

1.4 分析方法

废水pH采用酸度计测定;废水COD采用重铬酸钾法测定。

2 结果与讨论

2.1 絮凝实验

2.1.1 絮凝剂的选择

分别用PAC,PFS,FeSO4·7H2O作絮凝剂对废水进行絮凝预处理,实验结果见表1。由表1可见,用PAC作絮凝剂时,由于大量硫酸根离子的存在使废水pH偏酸性[8],COD去除率为42.3%,仅次于FeSO4·7H2O。考虑到废水初始pH约为7.5,用酸调节pH的费用较低;用FeSO4·7H2O进行絮凝后,产生的铁盐沉淀较多,不利于后续处理,故选择PAC作絮凝剂。

2.1.2 PAC加入量对COD去除率的影响

以PAC为絮凝剂,调节废水pH为5.5,考察PAC加入量对COD去除率的影响,实验结果见图1。由图1可见,随PAC加入量的增加,COD的去除率逐渐增大;PAC加入量超过0.3 g/L时,COD去除率变化不大。这时PAC在水中形成大量的矾花,其作用机理表现为网捕。故选择PAC的加入量为0.3 g/L较适宜。

2.2 Fenton试剂氧化实验

2.2.1 n(H2O2):n(Fe2+)对COD去除率的影响

取絮凝后的上层清液250 mL,将其倒入500 mL烧杯中,调节溶液的pH为3,反应2 h,在H2O2加入量为14 mmol/L时,分别向废水中加入不同质量的FeSO4·7H2O,考察n(H2O2):n(Fe2+)对COD去除率的影响,实验结果见图2。

由图2可见,在H2O2加入量保持不变的情况下,COD去除率随n(H2O2):n(Fe2+)的减小而迅速增大;当n(H2O2):n(Fe2+)减小至0.25时,COD去除率出现下降趋势。在n(H2O2):n(Fe2+)=0.5时,COD去除率达到最大值。在此基础上再增加Fe2+的加入量,COD去除率略有下降,并会使氧化处理后的出水色度增大,产生大量的铁盐沉淀,同时也会增加废水的处理成本。实验结果表明,COD去除率基本上随Fe2+加入量的增加而增大,这与经典的Fenton试剂反应机理的解释有所不同。一般研究认为[9,10],当Fe2+浓度很高时,H2O2分解速率加快,单位时间内产生的·OH过多,过多的·OH来不及与有机分子反应,就通过各种副反应途径转变成O2而释放出来。在本实验中,相比较而言,在n(H2O2):n(Fe2+)=0.5 (2 h反应终止后,Fe2+相对过量)时,并未有大量的气泡逸出。由此可推断,在反应前期,Fenton试剂对表面活性剂等难降解有机物的氧化作用较为迅速。经过2 h的Fenton试剂氧化后,这类有机物的化学结构得到不同程度的破坏,与铁离子的亲和力也随之得到改善,进一步投加FeSO4·7H2O主要是通过铁盐的絮凝吸附作用去除废水中的该类有机物。由于废水水质比较复杂,具体的反应机理需进一步探索研究。

2.2.2 H2O2加入量对COD去除率的影响

取絮凝后的上层清液250 mL,在废水pH为3、反应时间2h、n (H2O2):n(Fe2+)分别为0.5,1.0,3.5,5.0的条件下,考察H2O2加入量对COD去除率的影响,实验结果见图3。由图3可见,当n(H2O2):n(Fe2+)较大时,H2O2加入量对COD去除率的影响比较显著,COD的去除率随H2O2加入量的增加而迅速增大;若继续增加H2O2的加入量,COD去除率略有增大,但增势减缓;当n(H2O2):n(Fe2+)较小时,H2O2加入量对COD去除率的影响较小;当n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、H2O2加入量为7 mmol/L时,COD的比去除率(单位质量H2O2的COD去除率)较高,此时COD的去除率达到70%以上,H2O2加入量为14 mmol/L时COD去除率达到最大值(78.7%)。从综合经济性和处理效果方面考虑,选择H2O2加入量为7 mmol/L较适宜。

n(H2O2):n(Fe2+):●0.5;■1.0;●3.5:▲5.0

2.2.3 反应时间对COD去除率的影响

在废水pH为3、H2O2加入量为14 mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5的条件下,考察反应时间对COD去除率的影响,实验结果见图4。由图4可知,随反应时间的延长,COD去除率逐渐增大;反应时间超过2 h后,COD去除率基本保持不变。反应前期COD去除率增幅较大,反应后期COD去除率增幅较小。这是由于前期的反应主要是由Fe2+催化完成的Fenton试剂氧化反应,反应速率很快;随反应的进行,Fe2+迅速减少,反应变为由Fe3+催化的类Fenton试剂氧化反应,反应速率很慢[11]。故选择反应时间为2h。

2.2.4 废水初始pH对COD去除率的影响

在H2O2加入量为14 mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、反应时间为2 h的条件下,考察废水初始pH对COD去除率的影响,实验结果见图5。

由图5可知,废水初始pH对COD去除率的影响不显著。通过测定发现,废水初始pH为2～6时,反应后水样的pH均降至3左右,恰好符合Fenton试剂的最佳反应pH范围;反应2 h后,废水COD的去除率均在74%～76%之间。因此不需要对废水初始pH进行调整,采用絮凝后废水的原pH即可。

2.3 絮凝沉淀—Fenton试剂氧化实验

在最佳实验条件下,通过投加PAC絮凝沉淀—Fenton试剂氧化处理后,可使原废水的COD由1950mg/L降至240mg/L,总COD去除率为87.7%,达到国家规定的三级排放标准(GB8978—1996《污水综合排放标准》),可排入城市污水处理厂的废水收集系统。另外,由于Fenton试剂改善了废水的可生化性[12,13],又破坏了废水中LAS的结构,从而降低了废水的发泡性,为后续的好氧生化处理创造了比较好的条件。经此工艺处理后,原废水中LAS的质量浓度可由490mg/L降至10mg/L以下。

3 结论

a)采用絮凝沉淀—Fenton试剂氧化处理高硫酸含量的表面活性剂废水具有良好的效果,经絮凝吸附沉淀、Fenton试剂氧化两步处理后,总COD去除率可达到85%以上。

b)对该类废水的处理分为两个阶段:第一阶段絮凝沉淀,使用PAC为絮凝剂,最佳的絮凝pH约为5～6;第二阶段Fenton试剂氧化,在H2O2加入量为7mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、氧化时间2h、反应体系pH为废水初始pH的最佳氧化条件下,COD去除率可达到70%以上。