复合高铁酸盐在焦化废水脱色中的应用研究_樊耀亭

第30卷第1期2。。4年2月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.30No.lFeb.,2003复合高铁酸盐在焦化废水脱色中的应用研究樊耀亭,张峻,林琳,董大伟,刘铃(郑州大学化学系,河南郑州450052)摘要:复合高铁酸盐用于处理经生化处理后不能达标的焦化废水的深度脱色处理,废水色度可从80降至25以下。复合高铁酸盐脱色的适宜条件为:复合高铁酸盐浓度1.7mg/L,溶液pH值3.5一7.0,反应时间30min,反应温度室温。关键词:复合高铁酸盐;焦化废水;脱色中图分类号:X7o3文献标识码:A文章编号:1000一3770(2004)01一0036一03我们在系统研究了复合高铁酸盐脱除焦化废水中氨氮的基础上,进一步考察了复合高铁酸盐在焦化废水处理中对色度的脱除作用;系统考察了影响复合高铁酸盐脱色的主要影响因素,取得了良好的实验结果。1实验1.1仪器及分析方法主要仪器:HP一8453型紫外一可见分光光度计,pH一6071型微电脑数字式酸度计,六联电动搅拌器等。分析方法:色度分析用直接分光光度法测定(以蒸馏水为参比,用IOrlm比色皿在41Onm处测定水样的吸光度值,脱色率一仁(AI一AZ)/A:〕只100%,其中:注,为原始水样的吸光度值,A:为处理后水样的吸光度值。LZ主要试剂复合高铁酸盐溶液按文献方法制备口2宜,其余试剂均为分析纯。焦化废水:实验所用水样为经生化处理后不能达标的焦化废水系统排放水(CODcr一159,6mg/LpH~7·O,色度一80),由安阳钢铁集团焦化分厂提供。1.3实验方法取10ml才焦化废水,按实验要求加入一定量的复合高铁酸盐溶液,25C恒温,搅拌smin后,静置3omin,抽滤,除去固体沉淀物,取清液分析溶液色度。2结果与讨论2.1助剂A对高铁酸盐稳定性的影响我们试图在高铁酸盐溶液中通过添加少量助剂A,抑制或延缓高铁酸根的分解速度,进而有效缓解高铁酸根的自催化分解过程,使其稳定性得到提高,储存期延长。在ZOml刁新制备的高铁酸盐溶液中,按助剂A/高铁(V/V)一1:19的比例加人助剂A(10%浓度),室温(25C)下搅拌使其混合完全。在OC和25C下,分别测定了加与不加助剂A对高铁分解率随时间的变化,实验结果和条件如图1及表1所示。由实验结果可知,环境温度及高铁酸盐初始浓度对于高铁的稳定性都有较大的影响。低温对高铁的分解有抑制作用,这是因为化合物的水解为吸热反应,降低温度将不利于水解反应的进行,因此当初始浓度相同时,OC下高铁的分解率(4”曲线)要小于25C下的高铁分解率(2”曲线);但当环境温度相同时,不同初始浓度的高铁酸盐溶液其分解率也大不相同,3”和4”的放置温度均为OC,但由于3”高铁溶液的初始浓度为4”的2倍,因此,3”曲线位于收稿「l期:2。()2一断16基金项日:国家自然科学基金资助项目`2017104。);河南省科技攻关项目(。1242。。21()DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2004.01.011樊耀亭等,复合高铁酸盐在焦化废水脱色中的应用研究4“曲线的上方,即3#溶液的分解率要大于4“溶液的分解率。时间(卜)图1温度及初始浓度对高铁分解速率的影响表1固定实验条件编号l#2律3诊4。T(C)252500A/高铁(V/V)0l:1901:19高铁起始浓度(molI/)0.037130.036650.073140.03699COcDr=15,.6mg/L)加人不同量的复合高铁酸盐,室温下(25C)反应smin,静置30min,测得高铁酸盐加人量对脱色率的影响示于图2。由图2结果可以看出,当其它条件恒定时,脱色率随高铁加人量的增加而增加。当高铁加人量达8.gmg/L时,脱色率达最大值(74%),但进一步增加高铁用量,脱色率没有明显变化。实际上,当废水色度小于或等于50时,已达到国家允许排放标准,肉眼已观察不到废水的颜色。焦化废水经过蒸氨和生化处理后的系统排放水呈浅棕黄色,色度(80)不能达标,并伴随一定刺激性气味。上述废水经高铁处理后,色度从80降至20.8,已远远低于国家排放标准。高铁对焦化废水的脱色作用是由于高铁的强氧化性。焦化废水中的芳香胺等有机发色基团被高铁氧化分解后,进一步被高铁的分解产物Fe(OH),和Fe3+电中和、絮凝沉降后而被除去。研究表明,高铁不仅能将芳香胺氧化为硝基或含氮化合物,还可选择性的氧化醇、苯、甲基胺、苯硫酚、苯胺等有机化合物巨3〕。2.3pH值对脱色率的影响当其它条件恒定时,pH值对废水脱色率的影响见图3。ǎ狄à针共令裔铁映很e,l,,,,。/;裔铁映极c-几.1.闪L/864ǎ狄à哥切琪幽日`6甲卜1占4óOJó口2由图可以看出,3”曲线甚至位于1”曲线的上方,这说明在一定的浓度及温度范围内,