Fenton氧化法對四類化工生化尾水深度處理的研究

卞為林 張威 王林剛

摘 要：以江蘇某化工園區四類（染料、農藥、醫藥、精細化工）共八家企業污水處理站生化尾水為研究對象，研究了Fenton氧化法對廢水COD、NH3-N、TN的去除影響，綜合Fenton氧化法對于化工廢水深度治理的適用性進行評價。試驗結果表明：Fenton氧化法對生化尾水COD去除效果總體較好，且與Fenton試劑表現正相關，但對廢水中NH3-N和TN去除效果欠佳。

關鍵詞：化工廢水;Fenton氧化;COD;NH3-N;TN

隨著工業的迅猛發展，環境污染與環境保護之間的矛盾日益嚴重。化工廢水中大多含有毒有害且難生物降解的污染物，較難去除，所以選擇高效且經濟的技術方法實現廢水穩定達標排放，顯得尤為重要。法國化學家Fenton HJ在1893年發現，在酸性條件下，過氧化氫與二價鐵離子的混合溶液具有較強的氧化性，用芬頓試劑引發的反應稱為芬頓反應。20世紀70年代開始，學者發現芬頓反應具有去除難降解有機污染物的氧化能力，后來學者逐漸開展Fenton氧化反應處理現實工業廢水的研究工作。

Fenton氧化目前應用較為廣泛，在實際工業廢水處理過程中，既可單獨選用，也可以作預處理，或者深度處理。該法有如下優勢：一是常溫常壓下即可反應，反應條件溫和;二是反應簡單、對大部分污染物物質都有破壞效果，應用較為廣泛。

1 實驗部分

1.1 材料與試劑

所有藥品均采購自國藥集團化學試劑有限公司。試驗廢水來自江蘇某化工園區四類（染料、農藥、醫藥、精細化工）共八家污水處理站，廢水水質如下表1所示：

1.2 測試分析方法

水質指標均按照《水和廢水監測分析方法》（第四版）分析方法進行檢測。

1.3 試驗設計

取200mL污水至于250mL燒杯中，用H2SO4調節pH至3，放置于磁力攪拌器上。按照設計藥劑量分別投加FeSO4·7H2O，打開磁力攪拌器，保持150r/min左右的轉速，邊攪拌邊加入設計量的H2O2。攪拌3h后，停止攪拌，投加30%質量濃度的NaOH水溶液，調節pH至9，靜置沉淀2h。選取不同藥劑投加量，及處理條件，如表2所示。

2 結果與討論

2.1 不同藥劑投加量對COD去除率的影響

廢水中藥劑的投加量直接影響Fenton氧化工藝對該工業廢水COD的去除效率。總體表現，Fenton試劑藥劑量增大，該廢水COD的去除效率逐漸提高。針對企業1至企業7的生化尾水，當采用Fenton試劑組合3，即雙氧水投加量0.5%，七水硫酸亞鐵投加0.60g/200mL廢水，廢水COD去除率可保持40%-80%左右，而當采用Fenton試劑組合1，廢水COD去除率只有5%-30%之間。

Fenton氧化法對不同化工廢水類型的COD去除效果表現不同。比如對于醫藥廢水企業6，不同試劑組合，其COD去除率32%、37%、39%，差別不大;而對于精細化工企業7，不同試劑組合，其COD去除率表現差異較大，去除率從21%、77%、83%。

2.2 藥劑投加量對NH3-N去除率的影響

不同化工類型生化尾水氨氮含量差別較大。比如說，精細化工類型（企業7、8）氨氮含量40mg/L以下，而農藥（企業3）與醫藥（企業5）氨氮含量高達120mg/L。相同化工類型不同企業生化尾水含量差別也較大，比如農藥類企業3氨氮含量高達120mg/L，而企業4的氨氮含量約10mg/L左右。

Fenton氧化試驗結果表明，廢水中藥劑的投加量對Fenton氧化工藝對該工業廢水氨氮的去除基本無影響。

2.3 藥劑投加量對TN去除率的影響

圖1所示，不同化工類型、相同化工類型不同企業生化尾水總氮含量差別較大。比如說，精細化工類型（企業1、2）總氮含量75mg/L以下，而農藥（企業3）、醫藥（企業5）、精細化工（企業7）總氮含量分別高達150 mg/L、125、300mg/L左右，相同化工類型精細化工企業7總氨含量高達300mg/L，而企業8的總氮含量約50mg/L左右。

3 結論

①Fenton藥劑的投加量直接影響Fenton氧化工藝對該化工（染料、農藥、醫藥、精細化工）廢水COD的去除效率。總體表現，Fenton試劑藥劑量增大，該廢水COD的去除效率逐漸提高。但Fenton氧化工藝不同化工廢水類型的COD去除效果因化工企業類型及企業的具體水質而異;

②Fenton氧化試驗結果表明，廢水中藥劑的投加量對Fenton氧化工藝對該工業廢水氨氮、總氮的去除基本無影響。