下载文档原格式
铁炭微电解法预处理废水的研究铁炭微电解法预处理废水的研究摘要：废水处理是一项重要的环境保护任务。
铁炭微电解法是一种有效的预处理方法，通过在电解池中同时加入铁粉和活性炭粉，引入电流作用下的化学反应，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
本文通过实验研究了铁炭微电解法处理废水的效果，并对其机理进行了分析。
一、引言废水处理是环境保护的重要任务之一。
目前，废水处理技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。
然而，这些方法存在着效果不佳、成本高等问题。
因此，发展一种高效、低成本的废水预处理技术势在必行。
二、铁炭微电解法的原理铁炭微电解法是一种将铁粉和活性炭粉同时加入电解池中处理废水的方法。
通过加入直流电流，使得铁粉和活性炭粉在电解池中发生化学反应。
铁粉可以被氧化成Fe2+，而活性炭粉则在电流的作用下释放出氢气。
这些反应产生的还原剂和氧化剂能够有效地降解废水中的有机物和重金属离子。
三、实验设计本实验使用了一台电容量为1 L的电解池，并在其中加入了适量的铁粉和活性炭粉。
废水样品经过调整后，作为实验对象。
调整后的废水中含有有机物和重金属离子。
实验设置了不同的电流强度和电解时间，以研究其对废水处理效果的影响。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们发现铁炭微电解法能够有效去除废水中的有机物和重金属离子。
随着电流强度的增加和电解时间的延长，处理效果逐渐提高。
在一定范围内，电流强度对去除有机物的效果具有正面影响。
然而，当电流强度过高时，电解过程中产生的气体将会影响反应的进行，从而降低废水处理的效果。
此外，实验还发现，铁炭微电解法对去除重金属离子的效果也较好，其原因是重金属离子能够与铁粉发生还原反应。
五、机理分析铁炭微电解法的废水处理机理主要包括还原、氧化和吸附效应。
铁粉能够通过被氧化为Fe2+的反应产生还原剂，从而加速有机物和重金属离子的降解。
活性炭粉释放出的氢气则促进了废水中有机物的氧化降解。
此外，铁粉和活性炭粉的表面也具有吸附性，能够吸附部分废水中的有机物和重金属离子。
205PRACTICE区域治理铁碳微电解-芬顿反应处理焦化废水实践江西省萍乡市萍乡萍钢安源钢铁有限公司环保部 巫福全摘要：焦化废水处理普遍是采用以活性污泥法为核心的生化处理工艺，但是生化出水COD指标很难达到排放标准。
随着环保要求的日益严格，为了稳定达到钢铁行业废水排放标准，生化出水还需进行深度处理。
目前，已经应用于焦化废水处理生产实践的深度处理方法主要有膜法处理、芬顿氧化、臭氧催化氧化、次氯酸钠氧化等方法。
其中芬顿氧化法（H 2O 2/Fe 2+）被认为是一种最有效、简单且经济的方法，其他方法则因初设成本或操作成本太高而较难被业者接受。
芬顿氧化法虽有高效率、低操作费的优点，但同时因其会产生大量的铁污泥，成为应用时的一大缺点。
关键词：芬顿催化；焦化废水；达标排放中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）46-0205-0001萍安钢铁焦化厂停产后，生化废水处理系统中剩余约5000余吨焦化废水。
废水参数如下：挥发酚100～392mg/L ，化学需氧量1000～1940mg/L ，氨氮24～535mg/L 。
废水中含有较多有毒有害物质，同时COD 、氨氮浓度也相当高，成分较复杂。
原有的生化水处理系统由于各种原因失去处理功能。
项目要求废水经处理后能达到挥发酚5mg/L ，化学需氧量50mg/L ，氨氮5mg/L 。
本文通过对传统芬顿法的催化剂进行改进成固体催化剂后，应用于焦化废水处理的实践，不但能使水质达到要求，而且不会产生铁污泥等二次污染物。
一、铁碳微电解-芬顿工艺采用一种新型的具有表面微孔结构的新型固体催化剂代替硫酸亚铁。
固体催化剂类似球状，规格大小为φ3～25毫米，抗压强度800～1000Kg/cm 2，空隙率≥58%，比重为1～1.3吨/m 3，比表面积为1.2～1.5m 3/g 。
催化剂中铁碳融合成一体，其结构内部呈蜂状孔构成，有效地防止填料形成板结和钝化，且通过其内部具有的毛细管式气孔，可快速吸入废水，提高了反应效率。
铁炭微电解-Fenton试剂处理焦化含酚废水的研究
铁炭微电解-Fenton试剂处理焦化含酚废水的研究
用铁炭微电解-Fenton试剂对焦化含酚1 800 mg/L的废水进行处理后,可以满足进生化水质的要求.研究了初始pH, H2O2加入量,反应时间等因素对去除效果的影响.通过正交试验及单因素分析试验,确定最佳工艺条件:初始pH=3.0 ,H2O2投加量3.6 ml/L, 反应时间为180 min.此条件下废水再经絮凝处理,则出水挥发酚去除率达82%.
作者：陈阳赵海峰张营 CHEN Yang ZHAO Hai-feng ZHANG Ying 作者单位：陈阳,CHEN Yang(沈阳黎明环保设备制造有限公司,辽宁,沈阳,110043)
赵海峰,ZHAO Hai-feng(恩锑希,沈阳,环保产业有限公司,辽宁,沈阳,110001)
张营,ZHANG Ying(辽宁大学,辽宁,沈阳,110036)
刊名：辽宁化工英文刊名：LIAONING CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2009 38(6) 分类号：X703 关键词：Fenton 试剂 H2O2 除酚正交试验。
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究高彦林，张雁秋，薛方亮（中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１００８）摘要：某化工厂废水主要成份为乙醛、少量三聚乙醛、四聚乙醛、吡啶和一些乙醛聚合物。
经吸附塔处理后出水ρ（ＣＯＤＣｒ）值在３０００￣４０００ｍｇ・Ｌ－１之间，ＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒ只有０．０５，采用铁碳微电解方法进行预处理。
实验结果表明，最合适反应条件是进水ｐＨ值为２、铁碳比１∶２、停留时间为２ｈ，在此条件下ＣＯＤＣｒ去除率可达６４％以上，且进水浓度的变化对去除率影响不大。
而且，ＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒ值在０．４５以上，提高了可生化性。
关键词：化工废水；铁碳微电解；ｐＨ值；铁碳比；停留时间；可生化性中图分类号：Ｘ３文献标识码：Ａ文章编号：１００４－８６４２（２００６）０５－００１１－０３收稿日期：２００６－０４－０９作者简介：高彦林（１９８１－），男，河北邯郸人，中国矿业大学在读硕士研究生，研究方向：水污染控制．ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙＦｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎＭｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄＧＡＯＹａｎ－ｌｉｎ，ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｑｉｕ，ＸＵＥＦａｎｇ－ｌｉａｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ，ｐａｒａｌｄｅｈｙｄｅ，ｍｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ，ｐｙｒｉｄｉｎｅａｎｄｓｏｍｅａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅｐｏｌｙｍｅｒｓ．ρ（ＣＯＤＣｒ）ｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｆｒｏｍ３０００ｔｏ４０００ｍｇ・Ｌ－１ａｎｄＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒｉｓｏｎｌｙ０．０５，ｗｈｉｃｈｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｉｓｐＨ＝２，Ｆｅ／Ｃ＝１∶２，ＨＲＴ＝２ｈ．Ｕｎｄｅｒｔｈｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆＣＯＤＣｒｗａｓａｂｏｖｅ６４％．ＡｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＢＯＤ５／ＣＯＤＣｒｗａｓａｂｏｖｅ０．４５，ｔｈｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｌｓｏｇｏｔｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｆｅｒｒｉｃ－ｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｐＨｖａｌｕｅ；Ｆｅ／Ｃ；ＨＲＴ；Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ０引言化工废水一般具有成分复杂、毒性大、浓度高、治理难等特点，对于它的处理始终是环境工程领域的难题之一。
作者简介:(1985-),,。
抗生素废水因浓度高、水质波动大、废水中含有延缓或完全抑制微生物生长的有毒有害物质、可生化性较差等特点，将其归为生物难降解有机废水。
因此，在进入污水处理系统前，需对其进行一定的预处理。
铁碳微电解和芬顿氧化法因氧化性强、处理效率高、不产生二次污染，同时，兼具占地面积小、操作简单、管理方便等特点适于抗生素废水的预处理。
但这两种处理方法对抗生素废水的处理效果及其适用条件都有待进一步研究。
1铁碳微电解及芬顿氧化法基本原理铁碳微电解是利用铁、碳组分自身产生的电位差发生氧化还原反应，对废水进行电解处理[1]，以达到降解有机污染物和脱色的目的。
特别是在有氧的情况下，反应生成的Fe （OH ）3是活性胶状絮凝剂[2]，其吸附能力很强，可对水中的悬浮物及其他有色物质进行吸附、凝聚共沉淀而除去，从而达到对废水的净化效果。
白娟莉(四川景星环境科技有限公司,四川成都610037)摘要：近几年，铁碳微电解和芬顿氧化法因其对有机物的强氧化性而被广泛用于抗生素废水的预处理。
本文以某药业公司抗生素废水为研究对象，以CODcr 去除率为评价指标，分别进行了铁碳微电解与芬顿氧化实验。
实验发现：将进水pH 调节为4，铁碳投加比例控制在1：1（体积比），反应停留时间保持为120min 时，铁碳微电解的的去除效果最好；同样，将进水pH 调节为4、FeSO 4·7H 2O 和H 2O 2的投加量分别为1.05g 及10mL ，反应停留时间保持为120min 时，芬顿氧化法的去除效果最好。
关键词：铁碳微电解；芬顿氧化；抗生素；废水处理中图分类号：X787文献标志码：AStudy on the Application of Iron -carbon Micro-electrolysis and Fenton Oxidation in AntibioticWastewate TreatmentBAI Juanli(Sichuan Jingxing Environmental Technology Co.LTD ,Chengdu 610037,China )Abstract :In recent years ,iron carbon micro-electrolysis and fenton oxidation have been widely used in the pretreatment of antibiotic wastewater due to their strong oxidation of organic compounds.This paper took the antibiotic wastewater of a pharmaceutical company as the research object ,and the removal rate of CODcr as the evaluation index ,respectively carried out iron carbon micro-electrolysis and fenton oxidation experiments.The results showed that the removal rate of ferrocarbon micro-electrolysis was the best when the wastewater pH of 4,fe-c volume ratio of 1:1,reaction time of 120min ;The optimal reaction parameters of fenton oxidation were :wastewater pH of 4,reaction time of 120min ,and addition amounts of FeSO 4·7H 2O and H 2O 2were 1.05g and 10mL ,respectively.Key words:iron carbon micro-electrolysis;Fenton oxidation;Antibiotics;wastewater treatment2铁碳微电解及芬顿氧化处理某抗生素废水的研究芬顿氧化法是利用“芬顿试剂”进行化学氧化的废水处理技术。
收稿日期：2010-08-30作者简介:李品君（1987-），女，江苏省张家港市人，硕士生，研究方向为水污染控制。
文章编号：1671-7872（2011）02-0152-06Fenton 试剂+活性炭吸附处理焦化废水的试验研究李品君1，孟冠华1，刘宝河1，郑俊1,2（1.安徽工业大学建筑工程学院，安徽马鞍山243002;2.华骐环保科技发展有限公司，安徽马鞍山243051）摘要：探讨Fenton 氧化阶段H 2O 2投加量、Fe 2+投加量、初始pH 值、反应时间和温度，以及吸附阶段吸附剂投加量和pH 值等因素，对焦化废水COD 、氨氮、色度去除率的影响，确定了最佳处理条件。
结果表明：Fenton 氧化+活性炭处理方法处理焦化废水具有良好效果，COD 、氨氮和色度的去除率分别达97.74%,83.76%,97.33%，该试验结果为实际工艺处理焦化废水提供了实验依据。
关键词：Fenton 试剂；氧化；活性炭；吸附；焦化废水中图分类号：X703.1文献标识码：A doi :10.3969/j.issn.1671-7872.2011.02.012Experimental Study on Treatment of Coking Wastewaterby Fenton-adsorption Activated Carbon ProcessLI Pin-jun 1,MENG Guang-hua 1,LIU Bao-he 1,ZHENG Jun 1,2(1.School of Civil Engineering &Architecture,Anhui University of Technology,Ma'anshan 243002,China;2.Huaqi Environmental Protection Sci-tech Development Co.Ltd.,Ma'anshan 243051,China)Abstract:The treatment of coking wastewater by Fenton-adsorption process effects on COD,NH +4-N andchroma removal of coking wastewater by Fenton-adsorption process are studied,some factors,such as H 2O 2dosage,Fe 2+dosage,pH,temperature,time and temperature in the stage of Fenton oxidation,activated carbon dosage and pH in the following adsorption stage are discussed.Then the optimal operation conditions aredetermined.The results show that the optimal conditions,the removal rate of COD,NH +4-N and chroma ofcoking wastewater is up to 97.74%,83.76%and 97.33%respectively.Fenton-adsorption process is an effective method for the treatment of coking wastewater,which provides good experimental basis for the practical application of this process in the treatment of coking wastewater.Key words ：Fenton reagent ；oxidation ；activated carbon ；adsorption ；coking wastewater焦化废水是煤在高温干馏及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，它不仅含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，还含有氰、无机氟离子等有毒有害物质，成份复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，属较难生化降解的高浓度有机工业废水[1]。
铁碳微电解处理焦化废水脱色效果使用铁碳微电解工艺处理焦化废水后的脱色效果对比焦化废水经除油、吹脱、A/O等工序之后，废水水质多未能达标排放，以上试验是取自于本地某焦化企业生产废水，原水（下图左边水样）水质为COD254.9mg/l，BOD546.143mg/l，经过曝气微电解反应2小时+絮凝沉淀后，出水（上图右边水样）水质为COD134.5mg/l，BOD561.132mg/l。
试验表明：经过铁碳微电解反应后，COD进一步去除，去除率达到47.2%，可生化性显著提高，B/C值由原来的0.18提高到0.45，色度以及气味也有明显改观。
使用铁碳微电解工艺处理焦化废水后的脱色效果对比焦化废水处理铁碳微电解工艺焦化废水属于典型的难处理工业废水，含各种酚类、脂肪族、杂环化合物、氨氮、硫化物以及氰化物，对微生物具有生物致毒性，此外，高含氮也是此类废水的特征之一，相比于传统工艺，利用铁碳微电解工艺TPFC处理焦化废水，具有处理成本低、工艺简单、操作方便、占地面积小，设备投资低等优点。
一、铁碳微电解工艺可预处理脱氮。
传统的脱氮法利用加碱吹脱，来降低后续生化负荷，生化阶段调节回流比达到脱氮效果，操作复杂，成本高，容易造成二次污染。
利用微电解法进行脱氮，通过试验确定最佳PH值范围以及合适的停留时间等基本条件，氨氮去除效率可达到80%以上，且生成的N2不存在二次污染问题，是焦化废水脱氮处理理想选择工艺。
二、铁碳微电解工艺可预处理提高可生化性。
原水进入铁碳微电解反应器，通过曝气微电解工艺，微电解反应产生大量的氧化能力强的OH自由基，能将废水中的难降解有机物进行氧化，变成可生化性较好的有机物，提高废水的可生化性（B/C比可提高0.2-0.4）。
三、铁碳微电解工艺可去除大部分有机物和色度等。
曝气微电解工艺较强的氧化还原性，可使部分有机物氧化为H2、CO2、H2O或OH-，同时生成的三价铁离子在碱性条件下（PH8-9），成为良好的絮凝剂，提过絮凝、吸附等作用，除去废水中的有机物（去除率达到70-80%）和色度（去除率达到90%以上）。
第38卷第6期辽 宁 化 工V o l.38,N o.6 2009年6月L i a o n i n g C h e m i c a l I n d u s t r y J u n e,2009铁炭微电解-F e n t o n试剂处理焦化含酚废水的研究陈 阳1,赵海峰2,张 营3(1.沈阳黎明环保设备制造有限公司,辽宁沈阳110043;2.恩锑希(沈阳)环保产业有限公司,辽宁沈阳110001;3.辽宁大学,辽宁沈阳110036)摘 要: 用铁炭微电解-F e n t o n试剂对焦化含酚1800m g/L的废水进行处理后,可以满足进生化水质的要求。
研究了初始p H,H2O2加入量,反应时间等因素对去除效果的影响。
通过正交试验及单因素分析试验,确定最佳工艺条件:初始p H=3.0,H2O2投加量3.6m l/L,反应时间为180m i n。
此条件下废水再经絮凝处理,则出水挥发酚去除率达82%。
关 键 词: F e n t o n试剂;H2O2;除酚;正交试验中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2009)06-0370-05 焦化废水是焦化厂(或煤气厂)在焦炭炼制、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的工业废水。
该废水中污染物组成复杂,含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物,属于较难生化降解的高浓度有机工业废水。
焦化含酚废水的处理一般采用两级废水处理的方式,第一级是预处理,将高浓度的酚降到200～300m g/L以下,并适当降低水中污染物浓度,然后进行第二级生化处理,使其达标排放。
本研究先通过铁炭微电解反应,然后加入H2O2,使H2O2与反应生成的F e2+构成F e n t o n试剂,反应产生的具有强烈氧化性的羟基自由基·O H进攻有机物分子,并使其矿化分解,达到去除有机物的目的[1-2]。
1 基本原理曝气铁炭微电解-F e n t o n试剂法是利用铸铁和活性炭在电解质溶液中形成原电池,污染物在正负极上发生化学反应,加上原电池自身的电化学附集、物理吸附及絮凝沉淀等作用[3-4]和反应生成的F e2+对H2O2催化所产生的具有强烈氧化性的羟基自由基·O H的共同作用下,达到去除污染物的目的。
1.1 铁炭微电解反应机理[3-5]阳极:F e-2e F e2+,E0(F e2+/F e)=-0.44V阴极:2H++2e2[H]H2,E0(H+/H2)=0V(酸性溶液)当有O2时:O2+4H++4e H2O,E0(O2)=1.23V (酸性溶液)O2+2H2O+4e4O H-,E0(O2/O H-)=0.41V(中性或碱性溶液)由阴极反应可见,在酸性充氧的条件下,两者的电位差最大,腐蚀反应进行最快,这说明铁在曝气条件下处理焦化含酚废水的效果应该优于不曝气条件下的处理效果[1]。
另外由于电池的电极周围存在电场效应,使溶液中带电粒子在电场作用下定向移动,进行附集并沉积在电极上而被除去。
电极反应生成的新生态的F e2+及它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性,特别是在加碱调p H后生成F e(O H)2和F e(O H)3胶体絮凝剂,具有很大的吸附絮凝能力。
1.2 F e n t o n试剂(F e2+/H2O2)反应机理[2,6,8]F e2++H2O2F e3++·O H+O H-(1)F e3++H2O2F e2++H2O·+H+(2) 收稿日期: 2009-04-15·O H+H2O2H2O+H O2·(3)H O2··O2+H+(4)·O2+H2O2O2+·O H+O H-(5)经过上述反应生成了一系列的自由基,如:·O H、H O2·、·O2等,其中生成的羟基自由基·O H有较高的氧化电位:·O H+H+H2O2 E0=2.80V(6)其氧化电位仅次于氟,因而可与废水中的有机物发生反应,使其分解:·O H+R H R·+H2O(7)R·+O2R O O·R O O H·分解产物+·O H(8)由此可见,F e n t o n试剂氧化有机化合物主要是靠H2O2在F e2+的催化作用下生成的具有强氧化性的羟基自由基的作用。
其中芳香族化合物从分子结构看都具有稳定的苯环,一般的氧化剂难以将苯环打开,由于羟基自由基·O H的强氧化性及很强的亲电加成性能[12],因此,芳香族化合物的苯环易受·O H的攻击而打开,F e n t o n试剂法可去除水中的芳香族化合物。
2 试验部分2.1 水样来源与性质废水取自鞍钢焦化厂废水,废水水质见表1。
表1 废水水质m g/L 项 目p H C O D挥发酚油硫化物氨氮测试值9.0～9.54900～52001600～180035～4550～60100～1202.2 试验试剂消石灰,硫酸,废铁屑,活性炭,H2O2。
2.3 分析方法C OD C r:重铬酸钾法;挥发酚:溴化滴定法; p H:p H计。
2.4 试验步骤(1)先用碱液将铁屑浸泡60m i n,去除铁表面的油类物,然后用硫酸液浸泡60m i n,去除铁表面的氧化物和活化铁的作用。
(2)将活化的铁屑和活性炭按照w(铁屑)∶w(活性炭)=2∶1的比例混合装入50L容器,填料体积约为总体积的80%。
(3)加酸调节废水p H值,使废水在铁炭反应装置内曝气20m i n,然后向反应装置加入H2O2溶液,继续曝气搅拌,使废水在容器内发生F e n t o n 反应。
(4)反应后的废水用10%的消石灰调节p H 至8.5,沉淀30m i n,取上清夜测定挥发酚、C O D 等指标。
3 结果与分析3.1 确定最佳反应条件F e n t o n试剂是利用F e2+在酸性条件下催化H2O2分解产生的·O H进攻有机物分子,而·O H 的产生又受许多因素限制,不同的废水成分所需的最佳操作条件不尽相同,对于实际工业废水的处理必须先确定其最佳操作条件。
在对实际废水初步研究的基础上,参考文献[6,9-10],综合考虑各种因素,本试验对进水p H值、H2O2加入量和反应时间为考察因素,以酚的去除率为指标,做了三水平正交试验,通过数理分析确定最优水平组合,并判断各因素对处理效果的影响大小。
水平表和正交试验结果如表2、表3所示。
表2 正交试验因素水平水平A进水p HBH2O2加入量/(m L·L-1)C反应时间/m i n12.01.86023.03.612034.04.4180表3 正交试验结果序号A B C酚去除率,%12.01.86057.222.03.612075.432.04.418076.343.01.812061.753.03.618081.363.04.46077.174.01.818056.184.03.66077.694.04.412078.2K1j,%208.9175.0211.9K2j,%220.1234.3215.3K3j,%211.9231.6213.7R j,%11.259.33.4从正交试验结果可以看出,所选定的影响因素中,H2O2的投加量对酚去除率影响最大,其次371第38卷第6期 陈 阳,等:铁炭微电解-F e n t o n试剂处理焦化含酚废水的研究 是进水p H 值,最后是反应时间。
最优水平组合为A 2B 2C 3,即废水进水p H 为3.0,H 2O 2投加量为3.6m L /L ,反应时间180m i n 。
3.2 诸因素对处理效果的影响在正交试验确定最佳反应条件的基础上,通过单因素试验进一步考察各因素对处理效果的影响。
3.2.1 H 2O 2投加量的影响在进水p H=3.0,反应时间180m i n 的条件下,H 2O 2的投加量与酚去除率的关系见图1。
图1 H 2O 2投加量对酚去除率的影响从图1可以看出,随着H 2O 2投加量的增加,酚去除率先增大而后平缓。
这种现象可被理解为,当H 2O 2浓度较低时,随着H 2O 2的浓度增加,产生的·O H 量增加;当H 2O 2浓度过高时,过量的H 2O 2不但不能通过分解产生更多的自由基,反而在反应开始就把F e 2+迅速氧化为F e 3+,而使氧化在F e 3+催化下进行,这样既消耗了H 2O 2又抑制了·O H 的产生,从而使酚的氧化减弱[9]。
当H 2O 2投加量为3.6m L /L 时,酚去除率基本稳定在82%左右,综合考虑到对酚去除率最佳H 2O 2投加量及经济因素等方面考虑,此反应中H 2O 2投加量为3.6m L /L 比较适宜。
3.2.2 p H 值的影响废水经过曝气铁炭反应20m i n 后,在H 2O 2投加量为3.6m L /L ,反应时间180m i n 的条件下,p H 值的变化与酚去除率的关系见图2。
从图2可以看出,p H=3时,酚去除率最大。
这是因为p H 值的变化直接影响到F e 2+、F e 3+的络合平衡体系,从而影响到由F e 2+和H 2O 2构成的F e n t o n 试剂的氧化能力。
图2 p H 值的变化对酚去除率的影响F e n t o n 试剂是在酸性条件下发生作用的,当进水p H=3.0时,经过曝气铁炭反应20m i n 后,p H 值上升到3.5左右,p H=3.0～3.5时,催化H 2O 2分解的铁的有效形式F e (O H )2浓度达到峰值,最有利于F e n t o n 反应进行,可使体系中·O H 最大[10]。
当p H 值过低时,溶液中的H+浓度过高,F e 3+不能顺利的被还原为F e 2+,催化反应受阻。
在中性和碱性环境中,F e 2+不能催化H 2O 2产生·O H 。
p H 值升高不仅抑制了·O H 的产生,而且使溶液中F e 2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。
综上所述,选择进水p H=3.0左右比较适宜。
3.2.3 反应时间的影响在进水p H=3.0,H 2O 2投加量3.6m L /L 的条件下,反应时间与酚去除率的关系见图3。
图3 反应时间对酚去除率的影响从图3可以看出,随着曝气反应时间的延长,酚去除率逐渐升高,当反应达到180m i n 时,酚的去除率已达82%左右,随后随着反应时间的增372 辽 宁 化 工 2009年6月长,酚去除率增长速度变得十分缓慢。
该焦化废水中含有50～60m g/L硫化物及100～120m g/L 的氨氮,硫化物比酚类化合物更易被H2O2氧化,氨也参与反应,所加入的H2O2首先消耗于易被氧化的硫化物等组分,然后才氧化酚类化合物。
