芬顿法和湿式过氧化氢氧化法处理醇酮模拟水的研究

油气田环境保护2012年12ENVIRONMENTAlPROTECTIONOFOIL&GASFIELDSdoi：10．3969／j．issn．1005—3158．2012．06．005芬顿法和湿式过氧化氢氧化法处理醇酮模拟水的研究张晓飞杨春鹏。俞英。(1．中国石油安全环保技术研究院环保技术研究所；2．中国石油大学(北京))摘要以醇酮模拟水为研究对象，系统考察了芬顿法和湿式过氧化氢氧化法主要因素的影响规律，其中包括HO加量、pH值、Fe加量、反应时间等。通过单因素实验分别得到较优的反应条件。在较优条件下，芬顿法使醇酮模拟水的COD去除率达到73．40，B／C由原来的0．15提高至0．30；湿式过氧化氢氧化法使醇酮模拟水的C0D去除率达到73．12Yo，B／C提高到0．36。两种处理方法较大的提高了醇酮模拟水的可生化性，为后续的深度处理创造了条件。关键词芬顿法；湿式过氧化氢氧化法；醇酮模拟水中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1005—3158(2012)06—0013—050引言“十二五”期间，炼化企业面临日益严格的排放标准要求，环境保护工作力度逐步加强。然而，炼油化工生产过程中产生的部分高浓度难降解污水，如高浓度醇酮废水等，因其污染物含量高、降解难度大，常规处理工艺无法实现其高效处置，严重制约着企业环保目标的实现。因此，开发适用于高浓度难降解污水水质特点的高效处理技术需求十分迫切，高级氧化技术作为一种新型技术，引起了广泛的关注]。作为高级氧化技术的芬顿技术L2和催化湿式过氧化氢氧化技术l_3]，其氧化实质是催化HO。反应生成强氧化剂·OH，该自由基的氧化电位仅次于氟，对绝大多数有机物都有较好的降解作用，因此特别适用于处理难降解或有毒工业废水j。本研究依据这两种技术的特点，针对石化行业中高浓度醇酮废水处理难题而开展。通过参考某石化企业废水分析结果，配制含有仲丁醇、叔丁醇、丙酮等成分的模拟水，开展这两种技术处理醇酮废水的适应性研究。1实验部分1．1强装置芬顿氧化实验在250mL锥形瓶中进行反应，锥形瓶置于四联磁力加热搅拌器上，上部接冷凝管回流；避免氧化剂和有机物挥发。湿式过氧化氢氧化实验采用威海汇鑫的GSH一1型高压反应釜，其性能参数：有效容积1L，设计温度250。C，设计压力5MPa，搅拌转速0～350r／min，加热功率1．5kw。实验装置示意见图1。1．磁力耦合器；2．测温元件；3．压力表／防爆膜装置4．釜盖；5．釜体；6．内冷却盘管；7．推进式搅拌器；8．加热炉装置；9．电机；10．针型阀。图1湿式过氧化氢氧化实验装置示意I．2废水情况和试剂实验选用叔丁醇、仲丁醇、丙酮三种物质来配制模拟水，质量浓度依次是：1．62g／L、1．58g／L、0．79g／L，配制的模拟水COD值约为10000mg／L，pH值为7．10～7．14。所用醇酮试剂及FeSO·7H2O，双氧水(30Yo)均为分析纯。张晓飞，2004年毕业于大连理工大学环境与生命学院环境工程专业，硕士，高级工程师。现在中国石油安全环保技术研究院环保所从事环境保护技术研究工作。通信地址：北京市昌平区沙河镇西沙屯桥西中国石油创新基地A座，102206油气田环境保护·技术研究1．：{删战方法pH值测试：PHS一3C型实验室pH计；COD测试：化学需氧量速测仪和便携式水质分光光度计；BOD测试：BODTrak五日测量仪。1．1：讨样芬顿氧化实验：依次向锥形瓶中加入模拟水、FeSO·7H。O溶液、HO：溶液；其中反应零时刻以滴加完H0：溶液开始计。湿式过氧化氢氧化实验：向高压反应釜中依次加入模拟水、FeSO·7H。O溶液、HO溶液后加热，反应零时刻以达到指定温度开始计。依次进行HzOz加量、pH值、Fe加量、反应温度、反应时间等因素的考察，各因素的考察水平见表l。表1芬顿氧化和湿式过氧化氢氧化实验考查的因素水平数据实验因素芬顿氧化实验湿式过氧化氢氧化实验H2O2加量(理0．5、1．0、1．5、论加量倍数)2．0、2．5pH值1、2、3、4、5、7．14Fe／0．05、0．075、COD质量比0．1、0．125反应温度／℃一反应时间／O、3O、6O、12O，l8O0．005、0．01、0．015、0．02、0．025、0．05、0．075100、120、150、180、2000、30、60、90、120注：芬顿氧化法没有考察温度因素。2实验结果及分析2．1Il，()蜘曼的影响依据已有的实验数据和相关文献口”]，确定芬顿氧化的起始反应条件为：调节原水pH值为3，反应时间为2h，Fe／COD(质量比)为0．075，依次改变HO加量为理论所需量的0．5、1．0、1．5、2．0、2．5倍，其中理论所需量为完全矿化有机物所需H。0z量，COD去除率的变化趋势见图2；湿式过氧化氢氧