甲醛废水的处理方法

甲醛废水的处理方法同济大学环境科学与工程学院马雷同济大学城市污染控制国家工程研究中心周荣丰摘要:目前处理甲醛座水的一些主要方法有:芬顿法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化技术，二氧化氛法，吹脱法，氧化—吸附法，SBR工艺等。对这些方法的原理、工艺、效果进行了简单的介绍，并时它们的优缺点进行了综合比较。关键词:甲醛芬顿法光催化氧化湿式氧化甲醛在化学工业中是一种很常见的化学成分。含甲醛的废水主要来自有机合成、合成橡胶、油漆和涂料、塑料、制革、纺织以及木材粘合剂生产过程等。此外，也可来白内燃机的废气，发电厂的烟道废气，以及一些静态源。甲醛对人和温血动物的毒性很强，它能刺激皮肤，易引起皮炎，易产生呼吸道刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等。如果人类长期饮用被甲醛污染的水源，会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病。生活饮用水和生活用水中的最高允许浓度为0.01mg/L，渔业用水中甲醛最高允许浓度为0.1m叭。甲醛能与微生物体内的蛋白质、DNA,RNA直接起反应，导致微生物死亡或抑制其生物活性。超过200mg/L后微生物活性几乎完全受到抑制，故高浓度甲醛不适合用生物法处理;且甲醛溶液形态为真溶液，混凝工艺也难以奏效[m。为此，研究学者对甲醛废水的处理进行了很多的实验研究。目前处理甲醛废水的主要方法有:芬顿法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化技术，二氧化氯法，蒸汽吹脱法，氧化—吸附法，SBR工艺等。1主要处理方法1.1高级权化法高级氧化工艺是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术。其特点是通过反应产生经基自由基，该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效地分解，甚至彻底转化为无害物质，如二氧化碳和水等冈。1.1.1芬顿法按照Haber和Weiss提出的经典Fenton理论，溶液中的Fe(I)与H202反应生成9基自由基(HO)和Fe(111)，产生出的HO·和Fe(III)再进一步与有机质、H202,Fe(I)反应，部分Fe(II)被还原为Fe(I)继续与H2O:反应，与此同时产生了一系列其它自由基团(如H仇,OZ,R·等)参与到反应中，在自由基的作用下有机质被降解、矿化[21其中Fee`离子主要是作为同质催化剂，而H2O:则起氧化作用，此外如果是在酸性条件下，则起催化作用的还有酸。韩笑，夏代宽(1)发现用Fenton试剂处理含1000mg/L的苯酚和700mg/L的甲醛的混合废水样适宜条件是:在常温下反应进行20min,30%的H2O:的投加量6mL,FeSO4.7H20的投加量为1.5g,pH值为4.0左右。此条件下可以使苯酚和甲醛的去除率均达到95%以上，废水的COD去除率达到85%以上。雅非群，马伟[31经过实验发现影响甲醛余量的因素主次顺序为:温度>[Fe2]>H202>时间。在温度90'C,Fee'含量为3mmoUL,H2020.45mol/L，时间90min时的条件下处理水样后，甲醛余量为6mg/L，去除率达到97%.吴超飞，王刚[41在对主要污染物为脉醛树脂胶、甲醛和活性黑K2BR染料的广州珠江钢琴厂的洗胶车间废水进行处理时，发现进水CODCr在1353-3074mg/L范围内，平均值为2135mg/L;甲醛浓度在200.7-367.4m创L之间，平均值为291.9mg/L;但经Fenton试剂氧化后出水CODcr平均值为506.3mg/L尸醛氧化后浓度平均值为10.1mg/L。此外还发现影响Fenton试剂氧化降解洗胶废水CODcr的显著水平为[H202]>[Fe']>反应时间>反应温度。在普通Fenton的基础上，产生了电一Fenton法。它与普通Fenton反应一样是自由基反应，产生的·OH通过:①加成形成高电子云密度的双键;②从烷基和经基上脱氢;③电子转移等途径对有机物进行降解[51胡成生，王刚回研究了以活性炭粒子为填充电极的填充床式电一Fenton反应装置处理自配300m睡甲醛毒性有机废水时发现了影响电一Fenton试剂氧化降解甲醛反应的各因素显著水平为:反应时间>pH值>涂膜炭填充比例>电压>[Fe2']o此外发现甲醛氧化反应中CODcr去除率仅为54.6%，原因可能是·OH的产生量有限，不足以实现甲酸进一步矿化为C02和H2O.电一Fenton法相比普通Fenton法之下，就是多了电极反应:阴极反应OZ+2H'+2e-H202E0=0.683V(1)Fe''+e-Fee'E0=0.770V(2)阳极反应40H--仇+H2O+4eE0=0.401V(3)电一Fenton反应是由扩散过程、吸附过程、电极反应过程、Fenton自由基反应过程和脱附过程等几部分构成。由于电化学反应及自由基反应的复杂性，在电一Fenton反应体系中还可能并存甲醛的电极氧化、氧化产物电极还原等其它