Fenton氧化-SBR工藝處理化工廢水的實驗研究

山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版,2007,38(3:407-410ofShandongAgriculturalUniversity(NaturalScienceJournalFenton氧化—SBR工藝處理化工廢水的實驗研究3蔣莉,孔峰,馬飛(江蘇技術(shù)師范學院環(huán)境工程系江蘇常州213001摘要:采用Fenton氧化—SBR工藝處理化工廢水。2+、H2O2Fenton氧化效果的影響,結(jié)果表明:在水樣初始pH為4,終了pH為5h,H2O2投加量為0.5mL,Fe投加入量為6mL,PAM投加量為5.COD～80%。Fenton氧化出水經(jīng)SBR2+工藝處理后COD可控制在800,,曝氣時間可選擇4小時左右。關(guān)鍵詞::+.文獻標識碼:A文章編號:1000-2324(200703-0407-04EXPERIMENTONFENTONREAGENTOXIDATION-SBRTREATMENTINCHEMICALINDUSTRYWASTEWTERJIANGLi,KONGFeng,MAFei(DepartmentofEnvironmemtalEngineering,JiangSuteacherscollegeoftechnology,ChangZhou,213001Abstract:ThispaperrevealswhathappenswhenFentonreagentoxidation———SBRwasusedinChemicalindus2trywastewatertreatment.TheresultofFentonreagentoxidationshowsthatwheninitialpHwas4,terminalpHwas6,blendingtimewasonehour,durationwas5hours,inadditionto0.5mLH2O2,6mLFe2+,5.5mLPAM,CODremovalratecould75%～80%.AfterSBRtreatment,theCODwasabout800mg/L,whichmeansitmeetsrequirementsofthirdlevelofnationalwastewatertreatmentandcouldbeallowedtobedischargedintothesecondlevelwastewaterdisposalplant.Aerationtimecouldbecontrolledunderapproximately4hours.Keywords:Fentonreagent;SBR;Chemicalindustrywastewater;Aerationtime由于生產(chǎn)工藝的要求,化工廢水的成份通常較復(fù)雜,含有多種有機物,COD高,色度較大,且這類廢水通常由間歇生產(chǎn)所產(chǎn)生,廢水的水質(zhì)、水量、水污染物的種類和數(shù)量變動較大。針對這類廢水,目前最常用的還是生化處理工藝[1]?？紤]到該類廢水采用單一方法很難達到理想的處理效果。本文研究了Fenton氧化—SBR組合工藝條件下的處理效果。1材料與方法廢水取自常州某化工廠,該廠主要生產(chǎn)顏料、染料等化工產(chǎn)品中間體。廢水呈紅褐色,COD為6258mg/L,BOD5為1100mg/L。BOD5/COD為0.17,該廢水的可生化性較1.1實驗用水差。1.2實驗試劑與儀器-1雙氧水(30%,分析純。七水合硫酸亞鐵,分析純,用蒸餾水配成10g/L的水溶液。聚丙烯酰胺,用蒸餾水配成0.2%的水溶液。PHS-3C精密pH計,微孔曝氣器。收稿日期:2006-06-21基金項目:江蘇技術(shù)師范學院“顏料中間體生產(chǎn)過程中廢水的處理及物質(zhì)回收”項目成果(作者簡介:蔣莉1972-,碩士,副教授,從事環(huán)境工程研究,發(fā)表論文二十余篇。3通訊作者:AuthorforcorrespondenceE-mail:E-mail:lpfneimeng@163.com?408?1.3實驗方法山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版第38卷Fenton氧化實驗:取50mL廢水水樣于250mL燒杯中,投加定量硫酸亞鐵和過氧化氫,攪拌后靜置,取上清液測定COD。SBR實驗:反應(yīng)器采用容積為10L的有機玻璃容器,采用燒結(jié)砂心和空壓機曝氣,DO為2.0～6.0mg/L。1.4測定方法DO:SJG-203A型溶解氧測定儀在線監(jiān)測。PH:pHSpHCOD:重鉻酸鉀法。BOD5:自動BOD儀OxitopGEM.WTW2結(jié)果與討論2.1FentonpH為4,終了pH為6,攪拌時間為1h,靜置時間為5h。2+2.1.1Fe根據(jù)以上實驗條件,投加H2O2(30%0.5mL進行實驗。結(jié)果見表1。表1Fe用量的影響2+2+Table1TheeffectsofFeFe2+投加量/mLFe2+addingamountCOD去除率/%CODremeralrate246dosage8101242.147.967.154.753.744.2Fenton試劑氧化有機物的機理是以鐵離子作用于過氧化氫生成羥基自由基,并引發(fā)更多的自由基,進攻有機物分子內(nèi)鍵,達到將有機物完全無機化或裂解為小分子的目的。由表1可知隨著Fe增大,COD去除率逐漸增大,但當Fe增加到一定程度后,COD去除率反而出現(xiàn)下降的趨勢。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是:[Fe2+2+2+]低時,增加[Fe2+]有利于加快催化反應(yīng);但是[Fe2+2+]過高時,反應(yīng)開始產(chǎn)生的大量?OH和H23+O2反應(yīng),造成兩者的浪費。另外,過多的[FeFeFe2+2+]會被氧化為[Fe3+],消耗氧化劑而使出水COD增高-[2]。+H2O2→Fe+?OH→Fe2++?OH+OH+OH-?OH+H2O2→H2O+?OH22+3+由表1可知,Fe的最佳投加量為6mL。2.1.2H2O2投加量對處理效果的影響取Fe的投加量為6mL,改變H2O2投加量,其它條件同上。實驗結(jié)果見圖1。圖1雙氧水投加量對COD去除率的影響Fig1TheeffectofH2O2amountwithCODeliminationfactor第3期蔣莉等:Fenton氧化—SBR工藝處理化工廢水的實驗研究?409?由圖1可知,H2O2的最佳投加量為0.5mL。H2O2濃度較低時,H2O2濃度增加,?OH的生成量增加。H2O2投加量過高時,不但不能產(chǎn)生更多的自由基,反而在反應(yīng)一開始就把Fe迅速氧化成Fe3+2+3+,從而使氧化在Fe催化下進行,增加了H2O2消耗量。而且其還原性在一定程度上增加了出水的COD值,且部分H2O2發(fā)生了無效分解,釋放出O2。2.1.3PAM加入量對廢水處理效果的影響水樣初始pH為4,終了pH為1h,靜置2+時間為5h,H2O2的加入量為0.5mL,Fe的加入量為6mL,P響。結(jié)果見表2。表2PAMTable2TheeffectofPAMtreatmentPAM(l4.555.56/mg.-1water6258出水COD/mg.L-1productwater14001490138912571572由表4可見,絮凝劑PAM的加入量在4～6mL范圍內(nèi)都能獲得較好的廢水處理效果;PAM的加入量為5.5mL時,COD去除率達到75%～80%。2.2SBR工藝實驗2.2.1處理效果對經(jīng)上述處理的出水進行生化處理,反應(yīng)周期為12h,采用限制曝氣。處理效果見表2。表3SBR工藝處理效果Table3TheeffectofSBR-techoologytreatment進水COD/mg.L-1rawwater106410751239130317201790出水COD/mg.L-1productwater481389471494792805去除率η%eliminationfactor54.863.862.062.153.955.0曝氣時間hcreateiontime666666由表2可看出,廢水再經(jīng)SBR生化處理,出水COD控制在800mg/L左右,可進入城市二級污水處理廠。2.2.2COD隨曝氣時間的變化為了使處理更經(jīng)濟合理,從縮短周期角度出發(fā),對進水后不同曝氣時段抽樣分析,結(jié)果見圖2。?410?山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版第38卷2隨曝氣時間的變化g2ThevariationsofCODgowiththeareationtime.從圖2,隨曝氣時間的增加,COD呈下降的趨勢,但前4h下降明顯,而后下降緩慢。對此實,結(jié)果一致。因此曝氣時間可選擇在4h左右。3結(jié)語(1用Fenton試劑處理廢水可顯著去除難降解有機物。水樣初始pH為4,終了pH為6,攪拌時間為1h,靜置時間為5h,H2O2的加入量為0.5mL,Fe的加入量為6mL,PAM的加入量為5.5mL時,COD去2+除率達到75%～80%。(2經(jīng)后續(xù)SBR工藝處理后,廢水中有機物進一步分解。出水COD可控制在800mg/L左右,達到三級排放標準,可直接進入二級污水處理廠。(3控制SBR工藝中曝氣時間可使該工藝經(jīng)濟合理,本實驗中適宜的曝氣時間為4小時。參考文獻[1]唐一,李文獻,李立偉,等.SBR法處理合成制藥廢水的試驗研究[J].中國沼氣,2002,20(1[2]張艮林,徐曉軍,郭建民,等.均相Fenton氧化—混凝法強化處理印染廢水.化工環(huán)保,2006,26(1:38～40[3]陳文松.韋朝海Fenton氧化—混凝法處理印染廢水的研究.工業(yè)水處理,2004,24(4:39～412[4]LindseyME,TarrMA,2000.QuantificationofhydroxylradicalsduringFentonoxidationfollowingasingleadditionofironandperoxide[J].Chemosphere,41:409