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?;U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??傮w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??傮w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。