Fenton_混凝催化氧化法处理焦化废水的影响因素_许海燕

文章编号:0427-7104(2003)03-0440-05Fenton-混凝催化氧化法处理焦化废水的影响因素许海燕,李义久,刘亚菲(同济大学化学系,上海200092)摘要:对Fenton-混凝催化氧化反应处理焦化废水的影响因素进行试验探索,并对实验过程中废水进行了紫外扫描,考察实验过程中的反应进程.研究结果表明,焦化废水在Fenton反应的催化氧化下产生了易被混凝沉降的中间产物.控制适当的温度,在适当的pH值环境下,当ρ(Fe2+)=140mg·L-1,ρ(H2O2)=200mg·L-1,ρ(FeCl3)=26mg·L-1,ρ(PAM)=5.2mg·L-1时,CODCr去除率能达到87.30%,色度去除率达到99.45%,CODCr和色度均达到标准.关键词:Fenton;混凝;焦化废水中图分类号:O661.1文献标识码:A随着钢铁工业的高速发展,焦化废水排放量逐年增加.目前,国内大多数焦化厂采用普通生化法处理焦化废水,处理后水质往往色度高,含有大部分生物难降解有机物,达不到国家规定的排放标准,难以回用[1].近年来,高级氧化技术在处理生物难降解有机物方面取得了一定的进展,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.Fenton试剂法是一种采用过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法.反应中产生的·OH是一种氧化能力很强的自由基,能氧化废水中有机物,从而降低废水的色度和COD值[2].本文将Fenton反应运用到生化处理后焦化废水的进一步处理中,并通过混凝沉降进一步提高出水水质,研究了Fenton-混凝催化氧化法处理焦化废水的处理效果和影响因素,确定了最佳反应条件,为该技术的应用提供了一定的实验依据.1实验部分表1废水中主要污染物指标Tab.1Maincontaminationindexofwastewater色度ρ/(mg·L-1)F-CN-1CODCrNH3-N101223.93.7223.99.661.1样品来源废水取自某钢铁集团化工公司生化处理后的焦化废水,主要水质指标见表1.1.2试剂实验所用试剂均为分析纯,H2O2溶液(30%)(上海化学试剂公司),FeSO4·7H2O(上海化学试剂公司),FeCl3(上海化学试剂公司),PAM(聚丙烯酰胺)(上海化学试剂公司),重铬酸钾(上海化学试剂公司),浓硫酸(上海化学试剂公司).收稿日期:2003-03-05基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20010247004)作者简介:许海燕(1978—),女,硕士.第42卷第3期2003年6月复旦学报(自然科学版)JournalofFudanUniversity(NaturalScience)Vol.42No.3Jun.2003DOI:10.15943/j.cnki.fdxb-jns.2003.03.0461.3实验方法取焦化废水水样500mL,用浓硫酸调节pH值,加入一定量的Fe2+和H2O2(Fenton试剂),并置于30℃恒温水浴锅中恒温一定时间,再用石灰水调节反应体系的pH值,加入絮凝剂FeCl3和助凝剂PAM,沉降后,过滤除去废渣,取反应后的焦化废水水样测定其CODCr、色度、氨氮、CN-、F-.按此步骤分别对H2O2浓度、Fe2+浓度、FeCl3浓度和PAM浓度等影响反应的因素做了试验.其中CODCr测定采用重铬酸钾快速测定法,色度根据稀倍数法进行测定.2结果与讨论2.1正交实验表2正交试验因素水平Tab.2Leveloftheexperimentfactors水样(500mL)ρ/(mg·L-1)H2O2Fe2+FeCl3PAM1200802042250160244.83280200306综合考虑影响Fenton试剂氧化和混凝沉降效果的因素:pH值、H2O2浓度、Fe2+的浓度、反应温度、FeCl3的浓度和PAM的浓度,根据实际的工矿条件,对实验过程做了以下几方面的限制:(1)考虑实际成本问题,控制H2O2的浓度尽可能低;(2)pH控制在3[3];(3)由于实际生化处理出水温度为30℃以上,因此试验温度定为30℃;(4)反应时间为150min.为此,设计了以H2O2的浓度、Fe2+的浓度、FeCl3的浓度和PAM的浓度为变量的4因素3水平的L9(34)正交试验,如表2所示,试验结果列于表3.表3正交试验结果(1)Tab.3Resultoftheexperiment(1)水样(500mL)ρ/(mg·L-1)H2O2Fe2+FeCl3PAMCODη＊去除/%120080204168.524.432200160244.843.2580.68320020030690.0159.64425080246159.928.29525016030470.1368.556250200