絮凝—芬頓氧化法處理制藥污水的研究

【摘 要】芬頓試劑是以亞鐵離子（Fe2+）為催化劑用過氧化氫（H2O2）進行化學氧化的廢水處理方法。分別考察氯化鋁用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4·7H2O投入量、PH值對處理效果的影響。該工藝路線操作簡便，成本低，適合制藥廠的污水處理。

【關鍵詞】處理；污水；研究

我國是一個水資源缺乏的國家，人均淡水資源只有世界人均水平的四分之一。制藥污水含有糖類、有機色素類、纖維素、生物堿、木質素等多種復雜、難降解有機物，給人類生活的地表水體和地下水資源環境造成嚴重的水體污染危害[1-5]。絮凝是指懸浮于水中的細顆粒泥沙因分子力作用凝聚成#絮團狀集合體的現象[6-10]。1894年， 化學家Fenton首次發現有機物在（H2O2）與Fe2+組成的混合溶液中能被迅速氧化，并把這種體系稱為標準Fenton試劑[11-12]。本實驗對絮凝-芬頓氧化法處理制藥污水的工藝進行研究。

1.主要儀器及藥品

FA1204B電子分析天平（上海精科天美貿易有限公司）；CTL一12型化學需氧量速測儀（承德市匯通化工裝備有限公司）；HI98103型便攜式酸度計（北京寶云興業科貿有限公司）。聚合氧化鋁（東莞市鑫磊化工有限公司）、聚丙烯酰胺（山東鄒平新農化工廠）、硫酸亞鐵（東莞市鑫磊化工有限公司）、過氧化氫（山東鄒平新農化工廠）。

1.1不同氯化鋁用量的影響

采用濃度為0.1g/L不同體積的氯化鋁溶液進行實驗，采用1毫升氯化鋁溶液時PH為7.66，化學需氧量為729.1，去除率為11.66%；采用2毫升氯化鋁溶液時PH為7.41，化學需氧量為711.3，去除率為13.81%；采用3毫升氯化鋁溶液時PH為6.89，化學需氧量為650.1，去除率為21.23%；采用4毫升氯化鋁溶液時PH為6.53，化學需氧量為579.1，去除率為29.83%；采用5毫升氯化鋁溶液時PH為6.04，化學需氧量為603.2，去除率為25.85%；采用6毫升氯化鋁溶液時PH為5.83，化學需氧量為621.3，去除率為24.72%；實驗結果表明用量加大后，化學需氧量的去除率越來越多高，當投加量達到4mL時，化學需氧量的去除率達到最大，再加大投加量，化學需氧量去除率開始下降。實驗結果表明使用4毫升氯化鋁溶液時化學需氧量去除率最高。

1.2不同聚丙烯酰胺用量的影響

采用不同體積濃度為1mg/L聚丙烯酰胺溶液進行實驗，采用0.5毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.73，化學需氧量為497.1，去除率為9.94%；采用1毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.49，化學需氧量為453.2，去除率為15.26%；采用2毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.19，化學需氧量為397.1，去除率為22.05%；采用3毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.08，化學需氧量為351.1，去除率為27.63%；采用4毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為6.01，化學需氧量為397.2，去除率為22.04%；采用5毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為5.89，化學需氧量為506.2，去除率為8.83%；采用6毫升聚丙烯酰胺溶液時PH為5.77，化學需氧量為535.2，去除率為5.32%。實驗結果表明用量加大后，化學需氧量的去除率越來越多高，當投加量達到3mL時，化學需氧量的去除率達到最大，再加大投加量，化學需氧量去除率開始下降。實驗結果表明使用3毫升聚丙烯酰胺溶液時化學需氧量去除率最高。

1.3 H2O2/Fe投加比例

采用不同比例的過氧化氫與鐵進行實驗。采用過氧化氫與鐵的比例為2.5：1時化學需氧量為201.3，去除率為18.15%；采用過氧化氫與鐵的比例為3：1時化學需氧量為196.5，去除率為18.73%；采用過氧化氫與鐵的比例為3.5：1時化學需氧量為149.5，去除率為24.43%；采用過氧化氫與鐵的比例為4：1時化學需氧量為168.2，去除率為21.98%。實驗結果表明過氧化氫與鐵的比例為3.5：1時化學需氧量去除率最高。

1.4 FeSO4·7H2O投入量的影響

采用不同FeSO4·7H2O投入量進行實驗。采用FeSO4·7H2O投入量為1.05mmol/L時化學需氧量為211.3，去除率為16.94%；采用FeSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L時化學需氧量為150.1，去除率為24.35%；采用FeSO4·7H2O投入量為2.05mmol/L時化學需氧量為155.2，去除率為23.37%；采用FeSO4·7H2O投入量為2.55mmol/L時化學需氧量為168.1，去除率為22.17%。實驗結果表明FeSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L時化學需氧量去除率最高。

1.5不同PH值

采用不同的PH值進行實驗。PH值為2.5時化學需氧量為256.3，去除率為11.49%；PH值為3.0時化學需氧量為150.3，去除率為24.33%；PH值4.0時化學需氧量為180.3，去除率為20.7%；PH值為5.0時化學需氧量為208.3，去除率為17.3%。實驗結果表明PH值為3.0時化學需氧量去除率最高。

2.討論

水，這種地球上的基本物資。讓我們的生命能夠持續下去。人類也離不開它，一旦沒有了水，我們就不能繼續生活下去。水是寶貴的自然資源，隨著城市的高速發展，水的用量逐漸出現短缺，不少地區水資源日趨緊張。制藥污水給人類生活的地表水體和地下水資源環境造成嚴重的水體污染危害。Fenton試劑由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結構破壞，最終氧化分解。影響Fenton試劑反應的因素包括溶液pH值、反應溫度、H2O2投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與H2O2投加量之比等。本實驗采用絮凝-芬頓氧化法對制藥污水進行處理。分別考察氯化鋁用量、聚丙烯酰胺用量、H2O2/Fe投加比例、 FeSO4·7H2O投入量、PH值對處理效果的影響。最佳工藝為氯化鋁溶液使用量為4毫升，聚丙烯酰胺溶液使用量為3毫升，過氧化氫與鐵的比例為3.5：1，FeSO4·7H2O投入量為1.55mmol/L。該工藝路線操作簡便，成本低，適合制藥廠的污水處理。 [科]

【參考文獻】

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