Fenton_混凝沉淀法处理焦化废水的研究_彭贤玉

第29卷第10期2006年10月Fenton-混凝沉淀法处理焦化废水的研究彭贤玉1,2,杨春平1,董君英1,3,陈宏1,瞿畏1(1.湖南大学环境科学与工程系,长沙410082;2.湖南交通工程职业技术学院,衡阳421001;3.长沙理工大学,长沙410008)摘要:对焦化废水采用预氧化(Fenton)-混凝沉淀法进行处理,主要研究了以氯化铁、聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂的混凝沉淀法和Fenton氧化-混凝法的最佳工艺条件。结果表明:Fenton-混凝沉淀法处理焦化废水时,色度、COD、NH3-N去除率分别是84.3%、92.9%、96.2%,均达到国家标准。采用Fenton-混凝沉淀法时处理焦化废水的效率高于单独采用化学混凝法时的处理效率。关键词:预氧化;Fenton法;混凝;焦化废水中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)10-0072-03焦化废水是典型的含有难降解有机污染物的工业废水,其成分十分复杂,以酚为主,占总有机物的一半以上,此外,还含有多种多环芳香烃和杂环类有机物,如苯、萘、菲、蒽、吡啶、苯并芘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、三联苯、吩噻嗪、咔唑、咪唑、吡咯、芴等等[1]。许多焦化厂的外排水虽然经过了溶剂脱酚、生物脱酚等净化工艺处理,但是其中某些有毒有害物质的浓度仍居高不下,常常难以达到国家排放标准[2]。近来,高级氧化技术在处理可生物降解有机物方面取得一定的进展,尤其是Fenton试剂作为一种强氧化剂用于去除废水中的有机污染物具有明显的优点。刘红等采用Fenton试剂氧化联合聚硅硫酸铝混凝沉降的方法,研究了气浮-隔油后的焦化废水的COD去除率[3]。本研究将Fenton反应运用到焦化废水终冷水的预处理中,通过混凝沉降过程进一步提高出水的水质,并研究了Fenton-混凝沉淀法在处理焦化废水时的各种试验条件、影响因素及处理效果,取得了良好的效果,为该技术的应用提供了一定的科学依据。1试验部分1.1试验水样及试剂试验水样取自某焦化厂的终冷水,主要水质指标见表1。试验所用药剂均为分析纯,H2O2溶液(30%)(武汉市新潮化工厂),硫酸亚铁FeSO4·7H2O(上海试一化学试剂有限公司),三氯化铁FeCl3(天津市纵横兴工贸有限公司化工试剂分公司),聚丙烯酰胺PAM(上海山浦化工有限公司),浓硫酸(信阳市化学试剂厂),氢氧化钠(天津市河北区海晶精细化工厂),硫酸亚铁铵(天津市河北区海晶精细化工厂)。终冷水水质指标见表1。表1终冷水主要水质指标1.2试验方法1.2.1Fenton试剂催化氧化试验取一定量的废水置于250mL烧杯中,调pH值,放入恒温水浴锅中加热到设定温度,加入一定量现配的FeSO4·7H2O和30%的H2O2进行氧化,待氧化反应完成后,稍冷却后再进行混凝沉降试验。1.2.2混凝沉降试验将Fenton试剂催化氧化后的水样调pH值,加入FeCl3、PAM,搅拌5min,静置30min,取上清液测废水的浊度、色度、COD及NH3-N。2结果与讨论2.1Fenton试剂催化氧化试验2.1.1pH值的影响在FeSO4·7H2O投加量0.3mg/L,30%的H2O2投加量0.979mol/L,反应时间30min,反应温度80℃的试验条件下,调节不同的pH值,以考察不同的pH值对氧化-混凝试验的影响,结果如图1所示。由图1可知,当pH值逐渐增大时,COD去除率和脱色率曲线也相应的增加。在pH=3时,COD去除率达到了最大值92.2%;在pH=4时,脱色率也达到了最高值90.2%。但当pH值继续增大时,COD去除率和脱色率都明显地呈现出下降趋势。这是因为·OH的产生机理[4]为:基金项目:中国博士后科学基金资助(2005037206)作者简介:彭贤玉(1970-),女,讲师,硕士,主要从事水污染控制技术研究,(电话)0734-6111116(电子信箱)pxy529@126.com。项目浊度(NTU)pH值色度(倍)COD(mg/L)NH3-N(mg/L)终冷水110.87.33892692.6873.36272DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2006.10.029Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2→Fe2++·OH2+H+因此,pH过高会抑制H2O2的分解,使·OH的产生数量减少;而pH过低会抑制Fe3+还原为Fe2+,本研究确定最佳的pH值为3～4。2.1.2FeSO4·7H2O和H2O2投加量的影响当pH=3时,30%的H2O2投加量0.979mol/L,反应时间为30min,反应温度为80℃考察不同FeSO4·7H2O用量对氧化-混凝试验的影响,结果见图2所示。由图2可知,随着FeSO4·7H2O用量的增加,COD的去除率和脱色率先