高级氧化技术处理含酚炼油废水的研究

环境保护石油炼制与化工PETR0LEUMPR0CESSINGANDPETROCHEMICALS2011年6月第42卷第6期高级氧化技术处理含酚炼油废水的研究丛俏，曲蛟(渤海大学化学化工学院辽宁省应用化学重点实验室，锦州121000)摘要：采用Photo／Fenton／C20。体系处理含酚炼油废水，研究反应机理，建立Photo／Fenton／cz0体系降解苯酚的动力学方程。实验结果表明，光助Fenton技术能有效地提高Fenton试剂的降解效率，对于250mL质量浓度为500mg／I的苯酚废水，在3OH。Oz溶液投加量0．5mL、反应温度40℃、草酸钠投加量10mL、FeSO·7HO投加量0．05g、pH值3、反应时间30min的条件下，苯酚的去除率可达到98以上。实验结果同时证明了含酚炼油废水的Photo／Fenton／C()氧化反应属于一级反应。关键词：Fenton试剂可见光草酸盐含酚炼油废水l前言炼油废水属高浓度有机废水，具有排放量大、污染严重等特点。由于炼油过程复杂，产生的污染物种类繁多，采用传统的生物处理技术难以使炼油废水中大多数有机物得到有效降解，出水水质不稳定，难以回收利用。与此同时废水处理后产生的沉淀物、污泥难以处理，尤其是处理废水的能耗较高，占废水处理成本的绝大部分，使废水处理成本较高u]。作为高级氧化处理技术的一种，Fenton反应体系对于有机废水具有较高的降解效率。由亚铁离子和HO组成的Fenton试剂在酸性环境中具有较高的降解效率，在含较高有机物的有机废水降解中可达到良好的应用效果。但是由于体系中有大量的亚铁离子存在，HO的利用效率不高，使有机污染物降解不完全。因此，一些Fenton技术与其它一种或几种高级氧化技术的联合技术应运而生，如紫外光助Fenton技术、电Fenton技术等¨2剐。由于自然光中可见光占绝大部分，紫外光仅占3～5，因此将可见光应用于Fenton体系就显得意义尤为重大。在这种技术中，光和Fenton试剂可以产生协同效应，大幅提高H：o。的解离速率，促使羟基自由基更快地生成，而草酸盐又可以提高反应体系对紫外光的利用率，从而进一步提高有机污染物的降解效率，得到更好的处理效果。本课题在传统的Fenton氧化技术基础上，引入可见光助和草酸盐联合的技术，采用Photo／Fen—ton／C204。一体系处理含酚炼油废水，考察H投加量、草酸钠投加量、反应温度、FeSO·7HO投加量、pH值及反应时间对废水处理效果的影响，并研究反应机理，建立Photo／Fenton／C。o体系降解苯酚的动力学方程。2实验2．1仪器与试剂722型光栅分光光度计，上海第三仪器厂生产；荧光灯(11W)；数显恒温水浴锅HH一2，国华电器有限公司生产；DZTW调温加热套，北京市永光明医疗仪器厂生产；102—1红外线干燥箱，北京市兴争仪器设备厂生产。苯酚(分析纯)；30H：O。溶液(分析纯)；硫酸亚铁FeSO·7HO(分析纯)；草酸钠(分析纯)；1O盐酸溶液；10硫酸铜溶液；磷酸(H。PO)；1O氢氧化钠溶液；氨水一氯化铵缓冲溶液；24一氨基安替比林；8铁氰化钾；甲基橙指示液；无酚水。2．2实验方法取一定量含酚炼油废水，调节pH值后加入一定量的FeSO·7HO、3O的Ho和草酸钠溶液，置于水浴锅中并同时用锡纸密封，加可见光照射，反应一段时间后取上层清液测量废水中苯酚收稿日期：201011-22；修改稿收到日期：2011—01—14作者简介：丛俏，女，硕士，讲师，研究方向为水污染控制。基金项目：辽宁省教育厅科学计划项目(2010010)；渤海大学大学生创新实验项目。104石油炼制与化工2011年第42卷含量，计算苯酚的去除率。苯酚的测定采用4氨基安替比林分光光度法(GB749087)。3结果与讨论3．1H2O：投加量对苯酚去除率的影响光照Fenton试剂氧化降解苯酚是依靠铁离子催化H。o。分解产生高活性、高氧化性的羟基自由基来完成的。H。O的浓度直接影响羟基自由基的产生速率和产生量，进而影响苯酚的降解速率和效率_7]。取250mL质量浓度为500mg／I的苯酚废水，调节pH值为3，加入10mI草酸钠、0．05gFeSO4·7H2O、不同量的30HO2，置于40℃水浴锅中密封光照反应30min后，取上层清液进行分析，考察3OH。O加入量对苯酚去除率的影响，结果见图1。从图1可见：当30H0。投入量较低时，反应中苯酚的去除率随着H。O。投加量的增多而增大；但是当投加量增加到0．5mI后苯酚的去除率变化缓慢；当投加量为2．0mL时，便可达到百分之百的苯酚去除效果。这是因为H。o浓度过低时，生成的·OH量少，不利于有机物的降解；随着H。O浓度的增加，有机物降解效率提高；而H。O：浓度过高时，增加了发生副反应的几率，苯酚去除率变化不大，处理