_混凝-Fenton氧化联合处理含丙烯酸化工废水

收稿日期:2011－06－22作者简介:赵静静(1987－)，女，硕士，研究方向:环境微生物技术及应用。混凝－Fenton氧化联合处理含丙烯酸化工废水赵静静，张明，张伟军(华东师范大学资源与环境科学学院，上海200062)摘要:采用混凝－Fenton氧化联合技术，对可生化性差的含有丙烯酸的化工废水进行处理，考察了不同因素对COD去除率的影响。结果表明，对于COD为150000～160000mg/L的高浓度丙烯酸废水，经过混凝和Fenton氧化的联合处理，废水COD的去除率可高达80%左右，但出于实际生产运用中成本、运行难度和污泥量的考虑，选择其混凝最佳反应条件为:10%PAC投加量为5%，1‰PAM投加量为0.25%，pH为9，反应时间1h;Fenton最佳反应条件:初始pH为3，［Fe2+］/［H2O2］的摩尔比为0.05，H2O2与废水的体积比为2%左右，反应时间3h，沉降1h。在这个条件下，COD的去除率可达60%左右，而且可生化性比较好。关键词:混凝－Fenton氧化;COD去除率;可生化性;含丙烯酸的化工废水中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673－9655(2011)06－0057－05上海某橡胶厂在生产过程中排放的污水主要含有丙烯酸，其COD高达几十万mg/L，有强烈的刺鼻性气味，而且该废水中含有对微生物有毒害作用的物质，又缺乏营养元素，呈强酸性且不易进行生物降解。如不加以处理，将会对环境造成很大危害。目前来说，处理丙烯酸工业废水常用的方法有催化湿式氧化法［1］、焚烧法［2］和生化法［3］，但是这些方法在不同程度上存在例如能耗大、成本高等特点，而且对COD的去除率不是很高。本文主要通过混凝和Fenton氧化联合的方法来处理，从而能够得到较高的COD去除率，提高废水的可生化性，为后续的生化处理做准备。1实验部分1.1废水来源及水质水样取自上海某橡胶生产车间的废水。该废水主要成分为丙烯酸，废水表观呈蓝绿色乳浊状，COD为150000～160000mg/L，pH约为8。1.2主要仪器、药剂聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)，FeSO4·7H2O，H2O2(质量分数为30%)，1+1硫酸溶液，30%(质量分数)NaOH溶液，XD－2003精密型COD速测仪，JJ－6TA测速六联电动搅拌器搅拌器，雷磁PHS－3C精密pH计。2实验与结果2.1混凝混凝的主要目的是为了去除橡胶废水中的COD和部分重金属离子，本实验以COD的去除率作为主要的研究对象和指标。混凝实验首先对不同类型的混凝剂进行筛选，再选择最佳的pH反应条件，最后选出混凝剂和助凝剂的最佳投加比例，从而选择出具有高效、低耗、价廉的混凝实验条件。2.1.1最佳混凝剂的选择本实验中选择了10%的PFS(聚合硫酸铁)和10%的PAC(聚合氯化铝)两种混凝剂对废水进行了常温混凝实验。操作条件:在250ml的烧杯中加入100ml的橡胶废水，然后分别投加1ml混凝剂，加入混凝剂的同时快速搅拌30～60s，然后中速搅拌10min，最后慢速搅拌15min，搅拌结束后静置沉降30min后，取上清液进行分析。如图1所示，在相同投加比例的情况下，PFS的去除率为25.8%，PAC的去除率为45.7%，PAC的处理效果远优于PFS。—75—环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn2011，30(6)CN53－1205/XISSN1673－96552.1.2最佳pH的选择pH对混凝效果的影响显著，每种混凝剂对任一废水都有一个相对最佳的pH值存在，在这个最佳的pH值下废水的混凝反应最快，最彻底，故在本研究中对PAC混凝的最佳pH(6～11)进行了确定。实验步骤:分别于6个250ml的烧杯中加入100ml废水，用30%的NaOH溶液调节其pH值，然后分别加入等量的PAC，快速搅拌30～60s，然后中速搅拌10min，最后慢速搅拌15min，搅拌结束后静置沉降30min测得COD如图2所示。混凝实验结果表明，pH为9时，混凝效果最佳。pH不同，效果也有差异，这主要是因为pH值可以影响废水中的ξ电位，而ξ电位只有在一定的pH值下才能降低到零，胶粒才能脱稳并相互凝聚沉淀［4］。2.1.3PAC最佳比例的选择混凝剂的投加量对废水的混凝处理效果也有显著的影响，混凝剂过少时不能使胶粒很好地脱稳，从而达不到混凝沉淀的效果;当混凝剂过多时，脱稳后的胶粒又会重新带上相反的电荷，增加了电排斥力，也不能达到混凝沉淀的效果，所以需要确定混凝剂的最佳投加比［5］。实验步骤:在250ml的烧杯中分别加入100mlPAC，用30%的NaOH调节pH为9，然后分别加入0.25、0.5、1、2、5和10ml的PAC，快速搅拌30～60s，然后中速搅拌10min，最后慢速搅拌15min，搅拌