Fenton氧化-SBR工艺处理化工废水的实验研究

山东农业大学学报(自然科学版,2007,38(3:407-410ofShandongAgriculturalUniversity(NaturalScienceJournalFenton氧化—SBR工艺处理化工废水的实验研究3蒋莉,孔峰,马飞(江苏技术师范学院环境工程系江苏常州213001摘要:采用Fenton氧化—SBR工艺处理化工废水。2+、H2O2Fenton氧化效果的影响,结果表明:在水样初始pH为4,终了pH为5h,H2O2投加量为0.5mL,Fe投加入量为6mL,PAM投加量为5.COD～80%。Fenton氧化出水经SBR2+工艺处理后COD可控制在800,,曝气时间可选择4小时左右。关键词::+.文献标识码:A文章编号:1000-2324(200703-0407-04EXPERIMENTONFENTONREAGENTOXIDATION-SBRTREATMENTINCHEMICALINDUSTRYWASTEWTERJIANGLi,KONGFeng,MAFei(DepartmentofEnvironmemtalEngineering,JiangSuteacherscollegeoftechnology,ChangZhou,213001Abstract:ThispaperrevealswhathappenswhenFentonreagentoxidation———SBRwasusedinChemicalindus2trywastewatertreatment.TheresultofFentonreagentoxidationshowsthatwheninitialpHwas4,terminalpHwas6,blendingtimewasonehour,durationwas5hours,inadditionto0.5mLH2O2,6mLFe2+,5.5mLPAM,CODremovalratecould75%～80%.AfterSBRtreatment,theCODwasabout800mg/L,whichmeansitmeetsrequirementsofthirdlevelofnationalwastewatertreatmentandcouldbeallowedtobedischargedintothesecondlevelwastewaterdisposalplant.Aerationtimecouldbecontrolledunderapproximately4hours.Keywords:Fentonreagent;SBR;Chemicalindustrywastewater;Aerationtime由于生产工艺的要求,化工废水的成份通常较复杂,含有多种有机物,COD高,色度较大,且这类废水通常由间歇生产所产生,废水的水质、水量、水污染物的种类和数量变动较大。针对这类废水,目前最常用的还是生化处理工艺[1]。考虑到该类废水采用单一方法很难达到理想的处理效果。本文研究了Fenton氧化—SBR组合工艺条件下的处理效果。1材料与方法废水取自常州某化工厂,该厂主要生产颜料、染料等化工产品中间体。废水呈红褐色,COD为6258mg/L,BOD5为1100mg/L。BOD5/COD为0.17,该废水的可生化性较1.1实验用水差。1.2实验试剂与仪器-1双氧水(30%,分析纯。七水合硫酸亚铁,分析纯,用蒸馏水配成10g/L的水溶液。聚丙烯酰胺,用蒸馏水配成0.2%的水溶液。PHS-3C精密pH计,微孔曝气器。收稿日期:2006-06-21基金项目:江苏技术师范学院“颜料中间体生产过程中废水的处理及物质回收”项目成果(作者简介:蒋莉1972-,硕士,副教授,从事环境工程研究,发表论文二十余篇。3通讯作者:AuthorforcorrespondenceE-mail:E-mail:lpfneimeng@163.com・408・1.3实验方法山东农业大学学报(自然科学版第38卷Fenton氧化实验:取50mL废水水样于250mL烧杯中,投加定量硫酸亚铁和过氧化氢,搅拌后静置,取上清液测定COD。SBR实验:反应器采用容积为10L的有机玻璃容器,采用烧结砂心和空压机曝气,DO为2.0～6.0mg/L。1.4测定方法DO:SJG-203A型溶解氧测定仪在线监测。PH:pHSpHCOD:重铬酸钾法。BOD5:自动BOD仪OxitopGEM.WTW2结果与讨论2.1FentonpH为4,终了pH为6,搅拌时间为1h,静置时间为5h。2+2.1.1Fe根据以上实验条件,投加H2O2(30%0.5mL进行实验。结果见表1。表1Fe用量的影响2+2+Table1TheeffectsofFeFe2+投加量/mLFe2+addingamountCOD去除率/%CODremeralrate246dosage8101242.147.967.154.753.744.2Fenton试剂氧化有机物的机理是以铁离子作用于过氧化氢生成羟基自由基,并引发更多的自由基,进攻有机物分子内键,达到将有机物完全无机化或裂解为小分子的目的。由表1可知随着Fe增大,COD去除率逐渐增大,但当Fe增加到一定程度后,COD去除率反而出现下降的趋势。出现这种现象的原因是:[Fe2+2+2+]低时,增加[Fe2+]有利于加快催化反应;但是[Fe2+2+]过高时,反应开始产生的大量・OH和H23+O2反应,造成两者的浪费。另外,过多的[FeFeFe2+2+]会被氧化为[Fe3+],消耗氧化剂而使出水COD增高-[2]。+H2O2→Fe+・OH→Fe2++・OH+OH+OH-・OH+H2O2→H2O+・OH22+3+由表1可知,Fe的最佳投加量为6mL。2.1.2H2O2投加量对处理效果的影响取Fe的投加量为6mL,改变H2O2投加量,其它条件同上。实验结果见图1。图1双氧水投加量对COD去除率的影响Fig1TheeffectofH2O2amountwithCODeliminationfactor第3期蒋莉等:Fenton氧化—SBR工艺处理化工废水的实验研究・409・由图1可知,H2O2的最佳投加量为0.5mL。H2O2浓度较低时,H2O2浓度增加,・OH的生成量增加。H2O2投加量过高时,不但不能产生更多的自由基,反而在反应一开始就把Fe迅速氧化成Fe3+2+3+,从而使氧化在Fe催化下进行,增加了H2O2消耗量。而且其还原性在一定程度上增加了出水的COD值,且部分H2O2发生了无效分解,释放出O2。2.1.3PAM加入量对废水处理效果的影响水样初始pH为4,终了pH为1h,静置2+时间为5h,H2O2的加入量为0.5mL,Fe的加入量为6mL,P响。结果见表2。表2PAMTable2TheeffectofPAMtreatmentPAM(l4.555.56/mg.-1water6258出水COD/mg.L-1productwater14001490138912571572由表4可见,絮凝剂PAM的加入量在4～6mL范围内都能获得较好的废水处理效果;PAM的加入量为5.5mL时,COD去除率达到75%～80%。2.2SBR工艺实验2.2.1处理效果对经上述处理的出水进行生化处理,反应周期为12h,采用限制曝气。处理效果见表2。表3SBR工艺处理效果Table3TheeffectofSBR-techoologytreatment进水COD/mg.L-1rawwater106410751239130317201790出水COD/mg.L-1productwater481389471494792805去除率η%eliminationfactor54.863.862.062.153.955.0曝气时间hcreateiontime666666由表2可看出,废水再经SBR生化处理,出水COD控制在800mg/L左右,可进入城市二级污水处理厂。2.2.2COD随曝气时间的变化为了使处理更经济合理,从缩短周期角度出发,对进水后不同曝气时段抽样分析,结果见图2。・410・山东农业大学学报(自然科学版第38卷2随曝气时间的变化g2ThevariationsofCODgowiththeareationtime.从图2,随曝气时间的增加,COD呈下降的趋势,但前4h下降明显,而后下降缓慢。对此实,结果一致。因此曝气时间可选择在4h左右。3结语(1用Fenton试剂处理废水可显著去除难降解有机物。水样初始pH为4,终了pH为6,搅拌时间为1h,静置时间为5h,H2O2的加入量为0.5mL,Fe的加入量为6mL,PAM的加入量为5.5mL时,COD去2+除率达到75%～80%。(2经后续SBR工艺处理后,废水中有机物进一步分解。出水COD可控制在800mg/L左右,达到三级排放标准,可直接进入二级污水处理厂。(3控制SBR工艺中曝气时间可使该工艺经济合理,本实验中适宜的曝气时间为4小时。参考文献[1]唐一,李文献,李立伟,等.SBR法处理合成制药废水的试验研究[J].中国沼气,2002,20(1[2]张艮林,徐晓军,郭建民,等.均相Fenton氧化—混凝法强化处理印染废水.化工环保,2006,26(1:38～40[3]陈文松.韦朝海Fenton氧化—混凝法处理印染废水的研究.工业水处理,2004,24(4:39～412[4]LindseyME,TarrMA,2000.QuantificationofhydroxylradicalsduringFentonoxidationfollowingasingleadditionofironandperoxide[J].Chemosphere,41:409