Fenton试剂与TiO_2光催化氧化农药废水研究

第32卷第11期2010年11月人民黄河YELL0WRIVERV01．32．No．11Nov．，2010【水资源】Fenton试剂与TiO2光催化氧化农药废水研究施帆君，崔康平，杨阳，孔殿超(合肥市工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009)摘要：以合肥市循环经济园区某农药厂的生产废枢为研究对象，分别将Fenton高级氧化法和TiO光催化氧化法应用于农药废水的预处理，研究了反应时问、pH值、H202投加量、TiO2投加量等对CODc去除率的影响。结果表明：Fenton高级氧化法和TiO光催化氧化法在处理农药废水方面都具有一定的效果；H：O：投加量是影响Fenton试剂氧化农药废水的主要因素，当初始PH值为4、反应时间为90min、Fe“的投加量为O．04mol／L、H202投加量为0．4mol／L时，Fenton高级氧化法的处理效果最好；在光催化氧化试验中，当初始pH值为9、反应时间为120min、TiO投加量为2．64g／L时，TiO，光催化氧化效果最佳。关键词：Fenton试剂；TiO2光催化氧化；农药废水；正交试验中图分类号：X71文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2010．11．028农药废水有机物浓度高、化学结构稳定j、毒性大、可生化性差，无法采用传统的生物法工艺直接进行处理。运用合适的预处理技术，提高农药废水的可生化性、降低毒性是处理农药废水的关键。笔者以合肥市循环经济园区某农药厂的生产废水为研究对象，分别将Fenton高级氧化法和TiO：光催化氧化法应用于农药废水的预处理，研究了反应时间、pH值、药品投加量等对COD去除率的影响。1试验方法1．1试验仪器PHS一3C型pH测试仪，JH—l2型COD恒温加热仪，JJ一4六联数显电动搅拌器，ALl04电子天枰，3Ow石英紫外杀菌灯，88—1恒温磁力搅拌器。1．2试验药品及溶液FeSO·7HO(AR)，天津光复科技发展有限公司生产；H：O：(AR)，扬州沪宝化学试剂有限公司生产；硫酸(AR)，上海振企化学试剂有限公司生产；氢氧化钠(AR)，国药集团化学试剂有限公司生产；锐钛型钛白粉(CP)，上海展云化工有限公司生产。1．3试验水质合肥市某农药厂主要生产有机农药，生产废水问歇性排放，水量小、水质变化较大，废水中含有过氧化物、苯类、醛类等多种有机物，可生化性差。废水COD浓度为22392．115mg／L，BOD浓度为4231．23mg／L，SS浓度为10～86mg／L。1．4试验方法1．4．1Fenton高级氧化法采用批处理方式进行，分别取水样250mL置于5个500mL烧杯中，调节pH值，在快速搅拌中投加FeSO·7HO和·62·HO，启动Fenton高级氧化试验。反应完成后，调节pH值到8，静置30min后，取上清液分析。1．4．2TiO，光催化氧化法采用批处理方式进行，分别取水样200mL置于6个250mL烧杯中，调节pH值，打开紫外灯预热15rain，随后投加一定量的TiO：粉末并迅速搅拌，启动TiO：光催化氧化试验。反应完成后，静置30min后，取上清液分析。2试验结果分析2．1Fenton高级氧化法处理效果2．1．1H2O：投加量对CODc去除率的影响根据资料和初步试验结果，确定Fenton高级氧化试验的初始条件：pH值为3，Fe。与H：O的摩尔比为l：10，反应时间为120min。在此条件下，研究H2O2投加量对废水CODc去除率的影响，结果见图1。9080堡0褂60赣504o30H投加量／(m0l‘L-。)图1H202投加量对CODc去除率的影响收稿日期：201O-0l—o8基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07316—003)。作者简介：施帆君(1983一)。男，安徽芜湖人．项士研究生，研究方向为水污染控制技术通讯作者：崔康平(1969一)，男，安徽合肥人，副教授，博士，研究方向为水处理技术。E—mail：cuikangping@163．tom：人民黄河2010年第11期从图1可以看出，随着H：O：投加量的增加，CODo去除率也随之提高，但COD去除率并不是一直随着H：O投加量的增加而提高，在HO投加量超过0．4mol／L时，CODc去除率反而有下降趋势。其原因可能是H：O：浓度较低时，生成自由基的量较少，使有机物的降解较少；当HO：浓度过高时，相应的副反应也随之增加，导致处理效果减弱J。因此，在此条件下，为了达到最佳的废水处理效果，应当选择HO投加量为0．4mol／I。2．1．2pH值对COD去除率的影响固定H2O的投加量为0．4moL／L，Fe“与H：O：的摩尔比为1：10，反应时间为120rain。在此条件下，研究pH值对废水COD去除率的影响，结果见图2。、粕pH疽图2pH值对CO