芬顿试剂法降解高浓度制药废水

1、芬顿试剂法降解高浓度制药废水摘要：芬顿试剂具有非常高的氧化能力。本文以某制药厂车间废水为实验用水，调节废水pH值、H2O2（30%）投加量、FeSO4·7H2O投加量和反应时间的不同，分析探讨了降解高浓度制药废水的最加条件，试验表明，在最佳条件下芬顿试剂对此废水CODcr的处理效率可达到65%。关键词：制药废水 芬顿试剂 CODcr去除率某制药厂主要生产降血压药物及制剂，生产废水量约为1000m3/d，水质成分复杂，污染物浓度高，含有大量难降解物质。经分析调查决定对高浓度废水采取预处理措施，本研究采用芬顿试剂法降解该废水取得了较为满意的结果，CODcr的去除率可达65%。1. 实验部

2、分1.1废水水质某制药厂车间生产所产生的废水水质水量见下表： 表1 车间产生的废水水质水量色度pHCODcrBOD5/CODcr水量51.52000024000 mg/l0.271000m3/d 1.2试验仪器和试剂： 85-2型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司）、PHS-25数显酸度计（中国杭州雷磁分析仪器厂）、30%H2O2（分析纯，莱阳经济技术开发区精细化工厂）、FeSO4·7H2O（上海第二钢铁厂）、固体NaOH（国药集团化学试剂有限公司）、浓H2SO4（分析纯，莱阳双双化工有限公司）。 1.3反应机理：Fe2+H2O2 Fe3+ +·OH+OH(1)Fe3+H

3、2O2Fe2+HO2·+H + （2）Fe2+ +·OH Fe3+ +OH (3)Fe 3+ HO2 Fe2+ +O2+H + (4)·OH+ H2O2H2 O+HO2 · (5) ·OH+ 有机物分子 产物 (6)·OH+·OH H2O2 (7) Fenton试剂是由H2O2和Fe2+组成的混合体系。它通过催化分解H2O2产生·OH氧化有机物分子，特大分子有机物降解为小分子，或矿化为CO2和H2O等无机物。 1.4试验方法 1.4.1 不同pH值影响 温度在10的条件下，取200ml水样调至不同的pH值，先后加入

4、0.8gFeSO4·7H2O、8mlH2O2，搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。 1.4.2 H2O2投加量影响 温度在10的条件下，取200ml水样调至pH值4，投加等量的FeSO4·7H2O0.8g，H2O2投加量不同, 搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。 1.4.3 FeSO4·7H2O投加量影响 温度在10的条件下，取200ml水样调至pH值4，分别投加不等量的FeSO4·7H2O，H2O2投加8ml, 搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。 1.4.4反应时间影响 温度在10的

5、条件下，取200ml水样调至pH值4，分别投加等量的FeSO4·7H2O 0.8g，H2O2投加8ml, 搅拌，反应不同的时间后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。2. 结果与讨论2.1 pH值不同对CODcr去除率的影响10的条件下，FeSO4·7H2O投加0.8g，H2O2投加8ml/L，反应时间2小时，不同pH值对CODcr去除率的影响。PH1.5234567COD去除率（%）5.117.227.6523120.77滤液COD （mg/l）22776198721737611520165601930222320 01020304050601234567pH值COD

6、cr(%)图1 不同pH值对废水CODcr去除率的影响由图1可以看出，原水（pH=1.5）处理效果很差，随着pH值的升高，去除率也在不断上升。这是因为pH值过低反应Fe3+H2O2Fe2+HO2·+H +（2）、Fe 3+ HO2 Fe2+ +O2+H +（4）受到抑制，Fe3+ 不能顺利地被还原为 Fe2+，造成反应Fe2+H2O2 Fe3+ +·OH+OH（1）受到抑制，·OH很难生成。当废水pH值为4时，对CODcr去除率达到最高值，继续提高废水的pH值，CODcr去除率反而下降，这是因为pH值过高，Fe2+形成了氢氧化物沉淀，也不利于Fe2+H2O2 Fe

7、3+ +·OH+OH（1）的进行，另一方面，过高的OH也不利于Fe2+H2O2 Fe3+ +·OH+OH（1）的进行。根据实验结果得知，芬顿试剂在处理该废水的最佳pH值为4.0。2.2 H2O2投加量不同对COD去除率的影响10的条件下，pH值取4，FeSO4·7H2O投加量为0.8g，反应2小时的条件下，投加不同量的H2O2 对CODcr去除率的影响 双氧水投加量(ml/L)25102030COD去除率（%）1730606263滤液COD （mg/l）1992016800960091208880 01020304050607025102030H2O2投加量(ml

8、/L)COD%图2 不同H2O2投加量对废水CODcr去除率的影响从图2中可以看出，反应开始CODcr的去除效率是随着H2O2投加量增加而增加的。在投加量小于10ml/L时，其递增幅度较大，这是因为随着H2O2投加量增加，有利于反应Fe2+H2O2 Fe3+ +·OH+OH（1）的进行，·OH的浓度也随之相应提高，去除率也就大大增加。当继续增大H2O2投加量时，过量的H2O2会与·OH发生反应·OH+ H2O2H2 O+HO2 ·（5）。造成·OH的含量逐渐减少，另外，在酸性溶液中，K2Cr2O4的氧化能力要高于H2O2，这会使一部分

9、H2O2被氧化，测定出的COD浓度也就相应偏高。从经济和去除效率的角度来看，H2O2投加量宜选择10ml/L 2.3 FeSO4·7H2O投加量不同对COD去除率的影响10的条件下，pH值4，H2O2投加2ml，反应2小时的条件下，投加不同量的FeSO4·7H2O对CODcr去除率的影响 FeSO4·7H2O投加量(g/L)12345COD去除率（%）3048655853滤液COD （mg/l）168001248084001008011280 01020304050607012345FeSO4·7H2O投加量（g/L)COD去除率(%)图 3 不同FeS

10、O4·7H2O投加量对CODcr去除率的影响从图3中可以看出，FeSO4·7H2O投加量由1g/L升至3g/L时，CODcr的去除率逐步提高，最高达到65%。继续增加投加量，去除率有小幅降低，分析其原因是因为起初·OH的含量会随着Fe2+浓度的增加而增加，有利于CODcr的降低，但是当Fe2+浓度过高时Fe2+将会与生成的·OH发生反应，此时·OH的浓度随着Fe2+浓度的增加而减小，所以去除率有所降低，因此我们采用的FeSO4·7H2O投加量为3g/L。2.4 反应时间对对COD去除率的影响10的条件下，pH值4，FeSO4·

11、;7H2O投加量为0.6g，H2O2的投加量为2ml的条件下，不同反应时间对COD去除率的影响反应时间(min)20406090120COD去除率（%）5061.265.365.165.5滤液COD （mg/l）12000931283288376828001020304050607020406090120反应时间（min）COD去除率（%） 图 4不同反应时间对CODcr去除率的影响从图4中可以看出，随反应时间的增加去除率也在较小幅度的升高，但1小时后升幅明显减慢，最终趋于稳定。故我们采用的反应时间为1小时。结论1） 在pH值为4，FeSO4投加量为3g/L，H2O2的投加量为10ml/L，反应时间为1小时的条件下，芬顿试剂该厂高浓度制药废水的处理效率可以达到65%。2） 本研究所有试验均在10左右进行，低于 Fenton试剂反应的最加温度为 2540，但处理效果较好，适用于温度低于最佳温度的废水处