Fenton法处理煤气废水的动态实验研究_马可为(1)

Fenton法处理煤气废水的动态实验研究马可为1,2王凯2王成丽1(1.兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070;2.桑德集团北京101102)摘要对Fenton试剂处理煤气废水进行了研究,探讨了Fenton氧化阶段pH、温度、HRT、H2O2投加量、Fe2+投加量等因素对COD去除率的影响,确定了最佳处理条件。结果表明,当pH在7.0-7.6范围内,温度为30℃,H2O2投加量为70mL,Fe2+投加量为30mL,搅拌60min时,COD去除率在80%以上,处理效果比较好。关键词Fenton试剂煤气废水动态实验DynamicExperimentonCoal-gasWastewaterTreatmentbyFentonReagentMAKe-wei1,2WANGKai2WANGCheng-li1(1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,LanzhouJiaotongUniversityLanzhou730070)AbstractThetreatmentofcoal-gaswastewaterbyFentonisstudied.TheeffectsofsomefactorsontheremovalrateofCODarediscussedintheoxidationprocess,suchaspHvalue,temperature,HRT,H2O2dosageandFe2+dosage,thentheoptimaloperatingconditionsarede-termined.TheresultshowsthattheoptimumremovalrateofCODreachedabove80%,withpH=7.0-7.6,T=30℃,dosageofH2O2is70mL,dosageofFe2+is30mL,andstirringradiationtimeis60min.KeywordsFentonreagentcoal-gaswastewaterdynamicexperiment煤气废水是在煤气生产和煤气净化过程中产生的废水,排放量大,有机物种类多,是一种典型的高浓度有机工业废水。在我国已成为水处理中亟待解决的难题。国内大多数煤气厂采用生化处理,但是处理后的出水绝大多数达不到国家规定的排放标准,处理效果不理想。本实验以煤气废水的生化出水为研究对象,采用Fenton试剂法进行深度处理。Fenton试剂(Fe2+/H2O2)是通过H2O2和Fe2+作用产生·OH自由基,羟基自由基具有非常高的氧化还原电位,因而具有非常强的氧化能力,在目前所用的强氧化剂中羟基自由基的氧化能力仅次于氟[1]。基于它的强氧化性,羟基自由基能有效地将有毒有害难降解有机物彻底氧化成二氧化碳、水和无机离子,因此它在废水处理中具有特殊意义[2,3]。1材料与方法1.1原水水质本实验所用废水为某煤气厂的煤气废水经实验室A-O小试系统处理后的出水,废水水质见表1。表1废水水质水样COD/(mg·L-1)色度/倍BOD/CODNH4-N/(mg·L-1)pH范围420-6504500.1-0.2207.0-7.61.2实验材料FeSO4·7H2O(AR),浓度为0.1mol/L;30%H2O2(AR),使用时配成质量分数为3%的H2O2溶液;浓硫酸H2SO4(AR);氢氧化钠NaOH(AR)。1.3实验方法生化出水进入集水池,集水池中的废水经蠕动泵提升连续流入搅拌槽,搅拌槽出水流入沉淀池,上清液排出。进水流量Q=2L/h;搅拌槽容积V=4L;HRT为1h。2结果与讨论2.1单因素实验2.1.1pH对Fenton反应的影响pH对Fenton反应的影响见图1。图1pH对COD去除率的影响由图1可以看出,废水的pH为中性时,COD去除效率较高。因此生化出水不用调节pH值,可以直接进入搅拌槽,进行催化氧化处理。研究表明,用Fenton试剂进行氧化,适宜的pH为2-3[4]。这与实验结果并不矛盾,因为Fenton试剂有pH自动调节能力,可能是催化氧化过程中产生大量的H+造成的。2.1.2温度对Fenton反应的影响温度对Fenton反应的影响见图2。图2温度对COD去除率的影响·16·工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection2007年第33卷第12期December2007由图2可知,60℃时,COD去除率达到峰值(40℃时COD的降解情况可以看作为实验误差)。因为在Fenton试剂反应中,温度升高,·OH自由基活性增大,有利于提高COD去除率;但是温度过高,会促使H2O2分解为H2O和O2,使处理效率下降。因此实验确定Fenton反应的温度为30℃。2.1