Fenton氧化法處理末端難降解廢水的研究

任興榮（浙江新和成有限公司，浙江　紹興　312500）

環保技術

Fenton氧化法處理末端難降解廢水的研究

任興榮
（浙江新和成有限公司，浙江紹興312500）

利用Fenton試劑處理某公司末端難降解廢水，以期提標排放，通過單因素的正交實驗，考察廢水初始pH、雙氧水的投加量、硫酸亞鐵的投加量、反應時間等因素對COD去除率的影響。結果表明，廢水pH調節到3～4，雙氧水投加量為廢水量的0.05%，硫酸亞鐵量為廢水量的0.05%，反應時間為2 h，COD能夠下降到2×10-4。

Fenton氧化法；處理；廢水

1　概述

目前，某公司最終出水COD可以維持在5×10-4～7×10-4，其內所剩下的物質基本為難生化降解有機物，靠生化作用，基本無效果。但是外界排放標準隨時會變，很有可能會將排放標準提高到3×10-4。因此目前就該考慮提標方案。本次研究主要利用高級氧化法對末端廢水進行一個再處理實驗。Fenton試劑是一種常用的氧化劑，具有較強的氧化能力，且反應迅速，無二次污染，常用于高濃度廢水的處理。Fenton試劑由亞鐵鹽和過氧化氫組成，當pH低時 （一般要求在pH=3左右），在亞鐵離子的催化作用下，過氧化氫就會分解產生OH，從而引發鏈式反應。

2　試驗方法

該試驗采用常規芬頓氧化工藝，以某制藥廠最終出水為原料，以COD去除率為評價指標，考察了反應初始pH值、雙氧水投加量、硫酸亞鐵投加量、反應時間等因素對芬頓氧化處理法影響，最終確定最佳工藝反應條件［1-2］。主要試劑：98%的濃硫酸、30%的氫氧化鈉、27.5%的雙氧水、分析純的硫酸亞鐵。

3　試驗結果分析

3.1初始pH值對COD去除率的影響

芬頓試劑在酸性條件下的氧化性較強，在中性或堿性環境下催化產生羥基自由基的能力則較弱［3］。首先使用硫酸調節pH值，考察pH值在1.2，2.5，3.2，3.5，4.5，5.0的芬頓反應情況，其它試驗條件固定，雙氧水投加量為廢水量的0.1%，硫酸亞鐵用量為廢水量的0.05%，反應時間為2 h。

表1　初始pH值對COD去除率的影響

圖1　初始pH值對COD去除率的影響

由上圖可知，COD去除效率隨著pH的降低先升高后降低，最佳的反應pH在3～4之間。

3.2雙氧水投加量對COD去除率的影響

考察雙氧水投加量對COD去除效率的影響，分別采用廢水量的0.01%，0.02%，0.05%，0.1%，0.15%，0.2%的雙氧水量的對反應的影響。其他條件固定，硫酸亞鐵用量為廢水量的0.05%，pH值調節到3，反應時間2 h。

表2　雙氧水投加量對COD去除率的影響

圖2　氧水投加量對COD去除率的影響

由圖2可以看出，隨著雙氧水用量的增加，COD去除效率呈現先升高后降低，最佳的雙氧水用量為廢水量的0.05%，此時達到最佳反應狀態。

3.3硫酸亞鐵投加量對COD去除率的影響

考察硫酸亞鐵投加量對COD去除效率的影響，分別采用廢水量的 0.01%，0.03%，0.05%，0.08%，0.1%，0.15%的硫酸亞鐵的對反應的影響。其他條件固定，雙氧水用量為廢水量的0.05%，pH值調節到3，反應時間2 h。

表3　硫酸亞鐵投加量對COD去除率的影響

圖3　硫酸亞鐵投加量對COD去除率的影響

由圖3可以看出，隨著硫酸亞鐵用量的增加，COD去除效率呈現先升高后降低，最佳的硫酸亞鐵用量為廢水量的0.05%，此時達到最佳反應狀態。

3.4反應時間對COD去除率的影響

考察反應時間對COD去除效率的影響，分別反應0.5 h，1.0 h，2.0 h，4.0 h，6.0 h，8.0 h其他條件固定，雙氧水用量為廢水量的0.05%，硫酸亞鐵用量為廢水量的0.05%，pH值調節到3。

表4　反應時間對COD去除率的影響

圖4　反應時間對COD去除率的影響

由圖4可知，隨著反應時間的增加，去除效率上升，反應2 h以后，去除效率上升速度基本沒有，可知，最佳反應時間為2 h。

4　成本分析計算

1）雙氧水：1800元/t。

2）硫酸亞鐵：400元/t。

3）工業硫酸：500元/t。

4）液堿：1200元/t。

結合上述實驗的數據算出噸廢水的處理成本為：2.7元/t。

5　結論

（1）通過實驗可以知道，針對該股廢水最佳工藝條件是雙氧水用量為廢水量的0.05%，硫酸亞鐵用量為廢水量的0.05%，最佳反應pH為3～4，最佳反應時間為2 h。

（2）通過實驗可以知道，通過芬頓氧化工藝，能將該股廢水處理到COD：2×10-4，滿足提標要求。

（3）從成本分析可以知道，該工藝運行成本2.7元/t，相對來說企業可以接受。

［1］包木太，王娜，陳慶國，等.Fenton法的氧化機理及在廢水處理中的應用進展 ［J］.化工進展，2008，27（5）：660-665.

［2］蔣進元，李勇，王國威，等.Fenton法處理腈綸聚合廢水［J］.環境科學，2010，23（7）：897-901.

［3］銀長新.Fenton流體化床工藝處理腈綸污水的研究［J］.安徽化工，2008（4）：22-25.

Experimental Study on Treatment of Refractory Wastewater by Fenton Oxidation

REN Xing-rong
（Zhejiang NHU Co.，Ltd.，Shaoxing，Zhejiang 312500，China）

The treatment of refractory wastewater by Fenton reagent was studied.Through orthogonal experiment of single factor，the investigation on the initial pH value，the additive amount of H2O2，the additive amount of FeSO4·7H2O，and the influence of reaction time on COD removal rate，in order to improve the standard discharge，The results showed that:under the condition that the initial pH value was 3～4，the dosage of H2O20.5 mL/L，FeSO4·7H2O 0.5 g/L，and the reaction time 120 min，then COD could descend to 2×10-4.

Fenton oxidation；treatment；wastewater

1006-4184（2015）12-0027-03

2014-08-24

任興榮（1986-），男，浙江紹興人，助理工程師，本科畢業，從事廢水處理研究。E-mail:renxingoo@aliyun.com。