酸析_Fenton法对手机屏生产中高含量油墨废水预处理研究_魏巍

手机屏生产线中产生的高含量油墨废水组成成分复杂，主要污染物为丙烯酸系列的水溶性树脂（载色剂）、含带色基团的环状有机物（色料）和相对分子质量高的醇基或苯基分散剂。油墨废水的处理方法较多，目前，利用微生物为主体的废水处理方法具有高效率、低能耗、运行管理方便、经济可行等特点，是处理此类废水最具有前景的方法之一[1]。该废水中绝大多数成分都是人工合成的高分子有机化合物，废水的BOD5/COD较低，可生化性差。近年来，高级氧化反应（AOPs）在污水处理方面引起了人们的广泛注意。在实际应用过程中，基于水中生成的羟基自由基，AOPs具有高度的反应活性。作为一种非选择性的氧化剂，AOPs能够将有机化合物，尤其是不饱和有机化合物氧化降解。在AOPs中，Fenton是基于产生羟基自由基的最重要反应过程之一。Fenton反应过程，只需加入H2O2和Fe2+，并调节pH即可。由于铁是高丰度与非毒性物质，且质量分数30%的过氧化氢水溶液对环境无害，所以Fe2+/H2O2作为氧化剂具有很大的应用潜力[2]。本研究选取武汉某手机屏生产线油墨废水为研究对象，采用酸析-Fenton试剂氧化法对该废水进行预处理，确定最佳试验条件，以便在实际工程上应用。1试验部分1.1废水水质油墨废水取自武汉某手机屏生产线，水质呈深蓝乳浊状，pH为12.20～12.48，COD为9359mg·L-1，TOC的质量浓度为1322mg·L-1，BOD5/COD为0.18。1.2仪器与试剂酸度计（SG2型），MultiN/C总有机氮/碳分析仪，UV-2450型紫外分光光度计，Agilent5973N气相色谱-质谱联用（GC-MS）仪。硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），过氧化氢（质量分数30%），浓硫酸，重铬酸钾，无水硫酸钠，均为分析纯试剂。1.3方法酸析方法：在室温下，用为6mol·L-1的H2SO4将300mL油墨废水调节至一定的pH，静置40min，以4000r·min-1离心10min，测定清液的COD和吸光度，通过清液的COD和色度去除率来评价处理效果[3]。Fenton试剂氧化：取上述酸析后的废水上清液酸析－Fenton法对手机屏生产中高含量油墨废水预处理研究魏巍1，易川2，蔡俊雄2，崔龙哲1（1.中南民族大学化学与材料科学学院催化材料科学湖北重点实验室，湖北武汉430074；2.湖北省环境科学研究院，湖北武汉430072）摘要：采用酸析-Fenton试剂氧化法对手机屏生产中高含量油墨废水进行预处理，探讨该处理过程各种反应条件和工艺参数对处理效果的影响。结果表明，酸析在pH为4时，COD从9359下降到4300mg·L-1，COD去除率为54.1%，色度去除率为99.4%，上清液透明；后续处理采用Fenton试剂催化氧化，当m(FeSO4·7H2O):m(H2O2)=1:1、pH为4、反应时间为60min时，处理出水COD可进一步下降到976mg·L-1，BOD5/COD提高到0.33，COD和TOC总去除率分别达到89.6%和81.1%。关键词：油墨废水；酸析；Fenton试剂中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)10-0086-004收稿日期：2011-02-25基金项目：2008年度湖北省研究与开发类项目（2008BCD202）作者简介：魏巍（1985－），男，硕士研究生；研究方向为高级氧化技术及废水处理；联系电话：15972133436；E-mail：weiweiqyz@163.com联系作者：崔龙哲，博士，副教授；联系电话：027-67842752；E-mail：cuilonger@hotmail.com第37卷第10期2011年10月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.10Oct.,201186DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.10.023250mL（COD为4300mg·L-1），用少量浓度6mol·L-1的H2SO4调节pH，加入不同比例FeSO4·7H2O和H2O2（总质量5g），置于磁力搅拌器上搅拌反应。采样，离心（同上）取清夜，测定COD和TOC含量，并通过COD和TOC的去除率来确定Fenton试剂的最佳条件。1.4GC-MS测定水样的预处理。准确量取200mL水样，加入100μg的甲酰胺为内标，分别用50mL二氯甲烷萃取5次，以萃取其中的碱性有机成分。水相再用浓度为6mol·L-1的H2SO4调节pH至3，按上述方法萃取其中酸性有机成分。合并萃取液，加入适量无水Na2SO4干燥过夜，用旋转蒸发器蒸发浓缩至1.0mL。取1μL作GC-MS分析。GC-MS型号与条件。检测仪器：Agilent5973N气相色谱-质谱联用仪；色谱柱：HP-