Fen ton 氧化-粉煤灰处理 造纸废水 的研究

第33卷第6期西北农林科技大学学报(自然科学版)Vol.33No.62005年6月Jour.ofNorthwestSci2TechUniv.ofAgri.andFor.(Nat.Sci.Ed.)June2005Fenton氧化-粉煤灰处理造纸废水的研究Ξ周丹,呼世斌,张涛,王丽(西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100)[摘要]采用Fenton氧化和粉煤灰吸附两级工艺,研究其对造纸厂废水处理的效果。结果表明,在pH值为3,H2O2投加量为2.5mL�L,FeSO4投加量为150mg�L时,Fenton氧化对废水COD的去除率达86%,色度去除率达90%。粉煤灰的投加量为300g�L,吸附时间为3h,COD的去除率可达68%。[关键词]造纸废水;废水处理;Fenton氧化;粉煤灰[中图分类号]X793[文献标识码]A[文章编号]167129387(2005)0620155204造纸行业污染严重,其综合治理一直是国内外环保界研究的热点[1,2]。我国造纸工业中以非木纤维,如稻草、麦草等为原料生产的纸浆占70%以上,并且以中小型企业居多。因此,一些技术含量高、基建投资大的造纸废水处理工艺,如国外相当成熟的碱回收法以及传统的生物处理法,很难在中小造纸厂中推广应用[3]。采用Fenton氧化处理造纸废水具有效率高、操作简便的优点,而粉煤灰具有一定的混凝和吸附作用,且具有以废治废的特点,故可降低处理成本。因此,本试验对Fenton氧化与粉煤灰联合处理造纸废水的工艺进行了研究,以期为中小型造纸企业的废水治理提供新的行之有效的途径。1材料与方法1.1试验材料水样来自咸阳某造纸厂终端废水,其化学需氧量(CODCr)为2500～3000mg�L,pH为7.8～8.2,总悬浮固体(SS)210～240mg�L,浊度大于250度,颜色棕黄色。粉煤灰来自秦岭火电厂,其主要化学成分见表1。表1粉煤灰的主要化学成分Table1Chemicalcompositionofflyashg�kg化学成分Component含量Content化学成分Component含量Content化学成分Component含量ContentSiO2492.20CaO32.20MnO0.60Al2O3278.00MgO8.40P2O32.80TiO213.10K2O12.10SO27.10FeO+Fe2O366.30Na2O4.501.2试剂与仪器试剂H2O2(AR),FeSO4·7H2O(AR),H2SO4(AR)。仪器JJ25型定时变速搅拌器、754型紫外2可见光分光光度计、pHS23C型酸度计、手持进样器(0.5～5mL,100～1000ΛL)、54121型化学需氧量快速测定仪、SHA2B型恒温振荡器。1.3试验方法1.3.1Fenton氧化试验取100mL废水放入烧杯中,调节pH,用进样器取一定量的H2O2,并按一定的H2O2�FeSO4加入FeSO4,搅拌10min,静置30min后取上清液测定COD和色度。在酸性条件下,H2O2在Fe2+催化作用下分解产生反应活性很高的羟基自由基·OH,其可以氧化废水中的一些物质[4,5],而·OH的产生受多种因素的影响,不同废水成分所需的最佳反应条件也不尽相同。本试验针对造纸废水的特性,设计了3因素3水平的正交试验,详见表2。Ξ[收稿日期]2005202222[作者简介]周丹(1978-),女,陕西汉中人,在读硕士,主要从事废水处理研究。[通讯作者]呼世斌(1955-),男,陕西延安人,教授,博士生导师,主要从事废水处理研究。1.3.2粉煤灰吸附试验称一定量的粉煤灰放入250mL锥形瓶中,再取经氧化处理后的造纸废水100mL放入瓶中,置于恒温振荡器反应一定时间后取出过滤,取滤液测定COD和色度。表2正交试验因素水平Table2Factorleveloftheorthogonaltest水平Lever因素FactorpHH2O2�(mL·L-1)FeSO4�(mg·L-1)132.5100245.0150357.5200(1)粉煤灰吸附平衡时间的确定取氧化处理后的废水100mL于锥形瓶中,加入30g粉煤灰,在室温条件下置于恒温振荡器上振荡,每隔一定时间取样进行分析,用快速测定仪测定COD值,直到两次取样的COD值基本相等为止。粉煤灰的吸附量按下式计算[6]:q=(C0-C)V1000m式中,q为粉煤灰吸附量,(mg�g);C0和C分别为吸附前后废水的COD质量浓度,(mg�L);V为吸附试验中废水的体积,(mL);m为吸附剂的用量,(g)。(2)粉煤灰等温吸附规律的确定在4个锥形瓶中,各加入100mL废水,分别投加15,20,25,30,35g粉煤灰,于室温振荡3h后,测定COD平衡浓度C,并计算平衡吸附量q,得出q与C的关系