C微电解-Fenton组合工艺处理丁腈橡胶废水

开发合成橡胶工业，2012－03－15，35(2):89～93CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRYFe/C微电解－Fenton组合工艺处理丁腈橡胶废水何琳1，杨新春2，张媛1，王小雄1，赵瑛1(1.中国石油兰州化工研究中心，兰州730060;2.中国石油兰州石化公司化肥厂，兰州730060)摘要:采用Fe/C微电解－Fenton组合工艺处理某石化企业丁腈橡胶废水，考察了单纯微电解单元和Fenton法单元处理废水的主要影响因素，在此基础上对组合工艺进行了条件优化以及处理效果验证。结果表明，在微电解单元，Fe/C(质量比)为3/1、初始pH值为2.00～10.00、反应时间为1h;在Fenton法单元，氧化剂H2O2投加量为2.0mL/L、催化剂Fe2+投加量为0.2g/L、反应温度为40℃以及反应时间为45min的条件下，丁腈橡胶废水中化学需氧量的总去除率达50．00%以上，丙烯腈的总去除率达95%以上。与单纯Fenton法相比，要达到同样的处理效果，使用组合工艺，H2O2投加量由3.0mL/L降至2.0mL/L，Fe2+的投加量由0.6g/L降至0.2g/L。关键词:微电解;Fenton法;丁腈橡胶;废水处理;化学需氧量;丙烯腈;去除率中图分类号:TQ330．9文献标志码:B文章编号:1000－1255(2012)02－0089－05丁腈橡胶(NBR)是丁二烯和丙烯腈(AN)单体经自由基引发聚合制得的一种无规共聚物，其分子结构中含有不饱和双键和极性基团—CN，具有耐油性能好、物理机械性能优异等特点，已经被广泛地应用于各种耐油制品［1］。然而NBR在合成过程中产生大量的废水，其中主要含有未回收完全的AN、丁二烯单体以及各种助剂(促进剂、防老剂、乳化剂等)，成分复杂，可生化性差，处理难度大，对环境造成的危害大。Fe/C微电解法集电极反应、氧化还原反应、电富集、物理吸附和混凝沉淀等作用于一体［2］，采用该法进行废水处理时，工艺简单，操作方便，且可达到以废治废的目，因而受到广泛重视。但单独采用微电解法处理废水，去除污染物的能力有限，若对微电解法的出水再进行Fenton试剂强化处理，则可大大改善对有机物的去除效果［3］，并且可以重复利用前一步反应所产生的Fe2+。本研究采用Fe/C微电解法和Fenton法组合工艺处理NBR废水，考察了单纯微电解单元和Fenton法单元处理NBR废水的影响因素，在此基础上对组合工艺进行了优化以及效果验证，取得了较好的处理效果。＊1试验部分1.1主要原材料铁刨花，机修加工废料，卷曲状(1mm×4mm);颗粒状活性炭，40目;H2O2，工业级，质量分数为27.5%;FeSO4·7H2O，分析纯。1.2试验水质NBR废水取自某石化企业NBR生产装置，其废水水质为:pH值6.5～8.5，化学需氧量(CODcr)200～1000mg/L，生化需氧量(BOD5)100～250mg/L，B/C值(即BOD5与CODcr的比值)0.10～0.28，AN的质量浓度20～100mg/L。1.3试验方法Fe/C微电解试验将一定质量的铁刨花和活性炭按比例加入到自制的材质为有机玻璃的1L微电解反应器中，再加入1LNBR废水，在常温下反应一定时间后，取上清液进行分析。*收稿日期:2011－05－30;修订日期:2011－12－21。作者简介:何琳(1979—)，女，甘肃甘谷人，工程师。主要从事废水处理方面的研究工作，已发表论文4篇。基金项目:中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目(2008D－4707)。Fenton试验取500mLNBR废水或经微电解处理后的NBR废水上清液加入到1L烧杯中，用硫酸或氢氧化钠调节pH值，加入一定量FeSO4·7H2O，置于中国科学院金属研究所国家金属腐蚀控制工程技术中心生产的CT－4型恒温磁力搅拌器中反应一定时间后，加碱调节至偏碱性(pH值8.00～9.00)，沉降后取上清液进行分析。1.4分析与测试CODcr采用重铬酸钾法按GB11914—1989测定;BOD5采用稀释接种法按HJ505—2009测定;pH值采用玻璃电极法按GB/T6920—1986测定;AN含量采用气相色谱法按HJ/T73—2001测定。2结果与讨论2.1微电解单元处理NBR废水的影响因素2.1.1Fe/C(质量比，下同)采用Fe/C微电解技术处理废水主要是利用Fe与C组成原电池的电化学作用、电化学反应过程中产生的新生态［H］的还原作用以及Fe的还原作用来降解污染物。当体系中C量低时增加C，可使体系中原电池的阴极表面增多，从而提高对有机物等的去除效果。但当C过量时，使Fe、C电极表