_Fenton氧化——混凝联合处理橡胶废水研究

第1期环境研究与监测2009年3月科研报告(19～23)Fenton氧化———混凝联合处理橡胶废水研究高建平王建中杨建涛闫肖茹(西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070)摘要:以橡胶厂的实际工业废水为研究对象,探讨了H2O2投加量、混凝液pH、混凝剂投加量以及反应时间对Fenton氧化后废水混凝处理效果的影响;并对H2O2用量、FeSO4·7H2O用量和Fe2(SO4)2用量进行L(33)正交实验,确定Fenton氧化—混凝联合工艺处理橡胶废水的最佳反应条件:H2O2投加量2mL,FeSO4·7H2O投加量0.3g,Fe2(SO4t)3投加量0.3g.与Fenton氧化法和直接混凝法相比,Fenton氧化—混凝联合工艺对橡胶废水处理效果更好,对COD去除率明显高于单独采用两种方法对COD去除率的总和.关键词:Fenton氧化;混凝;橡胶废水;COD去除率中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:(G)09041(2009)01-0019-23收校日期:2008-12-24作者简介:高建平,(1983-),男,汉族,甘肃武威人,现在西北师范大学地理与环境科学学院攻读硕士研究生,专业为环境科学,研究方向为水污染控制.中石油兰州石化分公司合成橡胶厂所排放的废水量大,成分复杂,有机物含量高.目前采用混凝气浮工艺进行废水处理,但是COD去除率低于40%,给后续生物处理带来了相当大的难度.本研究采用Fenton氧化-混凝联合工艺处理橡胶废水,优化了工艺条件,并考察了处理效果.1化学试剂与仪器1.1化学试剂浓硫酸、邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠、聚丙烯酰胺、硫酸铁、30%H2O2(使用前先稀释再用KMnO4法标定)和硫酸亚铁(以上试剂均为分析纯)1.2实验仪器2003型恒温磁力加热搅拌器(常州国华电器有限公司)、MettlerToledo320pHMeter(梅特勒公司)、XH9004B型COD快速测定仪和XH9004B型恒温消解器(河北先河科技发展有限公司)、紫外可见分光光度计(北京普析通用公司)、高效液相色谱仪(Agilent公司)、离子色谱仪(DIONEX公司)、721分光光度计和电子天平等.2废水来源橡胶废水来源于橡胶生产中的凝聚、洗涤及挤压工序,主要组分为苯系化合物,COD浓度为600～800mg·L-1,五日生化需氧量(BOD5)浓度为100～360mg·L-1,BOD5/COD的平均值为0.25,废水pH值为3～6,废水排放温度为(55±5)℃.3实验与结果3.1混凝剂的选择橡胶废水经Fenton氧化后,呈黄褐色浑浊状,其中有亚铁离子、胶态氢氧化铁及原水中未氧化的有机物,如不进行混凝沉降,则Fe(OH)3胶体所吸附的有机物会造成出水COD较大,Fe(OH)3胶体自身也会造成出水COD和悬浮物含量增高,所以氧化之后进行混凝沉降十分必要.为了找到合适的混凝剂,我们分别考察了Fe2(S4O)3,聚合氯化铝(PAC),聚硅氯化铝(PSiAC),聚硅氯化铁(PSiFC)等多种不同的混凝剂,实验结果见表1.表1不同混凝剂的效果絮凝剂用量/gCOD去除率/%浊度去除率/%沉降性能Fe2(SO4)30.392.4590.31絮体大、量少,沉降快PAC0.388.1285.64絮体大、量较多,沉降较快PSiAC0.385.3281.75絮体小、量多、沉降慢PSiFC0.383.2380.23絮体小、量多、沉降慢由表1可知,Fe2(SO4)3投加量较少且沉降性能较好,因此本研究中采用Fe2(SO4)3作混凝剂.环境研究与监测第22卷3.2正交实验取橡胶废水100mL,加入一定量H2O2和FeSO4·7H2O,并置于恒温磁力搅拌器上搅拌一定时间,然后加入一定量Fe2(SO4)3,用NaOH调节混合液初始pH至一定值,然后快速搅拌30s,立即加入一滴体积分数为0.5%的聚丙烯酰胺溶液助凝,再慢速搅拌1min后,取上清液测其COD值.综合考虑影响Fenton试剂氧化和混凝沉降效果的因素:H2O2用量、FeSO2·7H2O用量和Fe2(SO4)3用量,考虑实际成本问题,应控制H2O2的用量尽可能少.为此,设计了以H2O2用量、FeSO4·7H2O用量和Fe2(SO4)3用量为变量的三因素三水平的L9(33)正交实验,如表2所示,实验结果列于表3中.表2正交实验表FeSO4·7H2O/gH2O2/mLFe2(SO4)3/gCOD去除率(%)0.10.50.162.330.21.00.175.610.32.00.184.910.11.00.273.840.22.00.288.070.30.50.272.030.12.00.382.340.20.50.370.690.31.00.388.56表3中K1二因素所在列中水平“1”所对应的指标值之和,如K1(