_用硫酸亚铁和过氧化氢混合体系处理丁苯橡胶生产废水

开发合成橡胶工业,2005-09-15,28(5):331～335CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY用硫酸亚铁和过氧化氢混合体系处理丁苯橡胶生产废水曹兰花,赵旭涛,赵瑛(中国石油兰州石化公司石油化工研究院,甘肃兰州730060)摘要:用硫酸亚铁和过氧化氢混合体系处理了丁苯橡胶生产废水,优化了工艺条件,进行了稳定性实验,并对处理前后的废水进行了水质分析。结果表明,不必调节废水的pH值、反应温度为55℃、Fe2+用量为200mg/L、H2O2用量为1000mg/L、反应时间为40min、加入氢氧化钙将氧化处理后废水的pH值调至中性进行絮凝、加入用量为1mg/L的聚丙烯酰胺助凝,可显著降低废水中的铁离子质量浓度,提高化学需氧量去除率,同时废水的可生化性显著提高,为后续生物处理创造了良好的条件。关键词:丁苯橡胶;催化氧化;硫酸亚铁;过氧化氢;废水中图分类号:TQ085+.4文献标识码:B文章编号:1000-1255(2005)05-0331-05国内外处理丁苯橡胶(SBR)生产废水的方法主要有物理法、生物法和物理化学法。虽然这些方法在橡胶生产企业已经得到了广泛应用,但存在的问题仍很多,如处理工艺繁杂、设备占地大、化学需氧量(COD)去除率低等[1～4]。SBR生产过程中产生的废水可生化性较差,因此处理的关键在于改善其生化性能,减少或消除废水中的污染物或毒性,以保证后续生物处理的高效进行。催化氧化法是目前处理高浓度、难降解有机废水公认的先进技术,具有自由基氧化机理[5～8],即在该体系中可诱发产生氧化能力极强的OH,理论上它几乎可与废水中的任何有机污染物反应,能作为引发剂诱发后续链反应,将有机物彻底氧化为二氧化碳、水或矿物盐,而不产生新的污染物。在FeSO4和H2O2混合体系(Fenton体系)中,FeSO4和H2O2反应生成OH及Fe3+,废水中的有机物在OH的作用下,逐步生成醇、醛或酮、羧酸,羧酸进一步氧化分解为二氧化碳和水,反应完全,有机物降解彻底,具有高效、快速的特点。①中国石油兰州石化公司合成橡胶厂SBR生产装置所排放的废水量大,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20%,给后续生物处理带来了相当大的难度。本研究采用Fenton体系催化氧化SBR生产废水,优化了工艺条件,并考察了处理效果。1实验部分1.1原材料SBR生产废水,来源于SBR生产中的凝聚、洗涤及挤压工序,主要组分为苯系化合物,COD为600～800mg/L,5d生化需氧量(BOD5)为100～360mg/L,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)℃。FeSO47H2O、H2O2(质量分数30%)、H2SO4(质量分数98%),均为分析纯,上海试剂化学公司生产。聚丙烯酰胺(PAA),负离子型,分析纯,甘肃白银金属有色公司生产。K2Cr2O7、FeSO4(NH4)2SO4H2O,均为分析纯,上海试剂化学公司生产。1.2Fenton体系催化氧化处理SBR生产废水工艺在常温或55℃及常压下,向装有400mLSBR生产废水的烧杯中加入FeSO4溶液,开启八联混凝搅拌机,再加入H2O2进行反应,然后静置沉降30min,取上层清液,分析COD和BOD5,计算COD去除率及BOD5/COD。1.3分析与测试用玻璃电极法测试SBR生产废水的pH值,用K2Cr2O7法测试COD,用稀释与接种法测试BOD5,用原子吸收法测试总铁离子浓度,按照GB1616—①收稿日期:2005-02-23;修订日期:2005-06-24。作者简介:曹兰花(1969—),女,工程师。已发表论文7篇。1979测试H2O2用量,用气相色谱仪-质谱仪和气相色谱仪-红外光谱仪测试有机物含量。2结果与讨论2.1Fenton体系催化氧化处理SBR生产废水的工艺条件2.1.1pH值由图1可见,在SBR生产废水中,加入FeSO4溶液搅拌均匀,其pH值明显降低,这是因为加入FeSO4溶液时所带入的酸度,同时Fe2+发生水解而产生H+。在加入H2O2的瞬间,SBR生产废水的pH值陡然升高,这是由于Fe2+与H2O2反应,诱发产生OH,同时产生OH-,因而SBR生产废水的pH值有所增加,然后其pH值又迅速降低。2min后,SBR生产废水的pH值缓慢降低,这是因为在后续链增长阶段,发生OH氧化反应,逐步产生H+,甚至形成羧酸,故SBR生产废水的pH值逐渐降低。从10min开始,SBR生产废水的pH值趋向于平缓,维持在2.6～2.8,此时其中的OH大部分已被消耗,有机物含量降低。Fig1RelationshipbetweenpHvalueandreactiontimeofwastewaterfromSBRproduction