Fenton试剂氧化预处理橡胶促进剂生产废水

Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化预处理橡胶促进剂生产废水陈广春,袁爱华,唐玉斌,田园(江苏科技大学环境工程系,江苏镇江212003)作者简介:陈广春(1974-),女,镇江市人,讲师,研究方向为水污染控制工程.0引言目前关于橡胶促进剂废水处理的报道较少,仅见ＣＢＳ、ＮＯＢＳ等高浓度废水的蒸发、蒸馏等工艺处理[1-3].而本实验所采用的废水为多种促进剂生产过程中排放的混合废水,废水ＣＯＤ较低,但成分复杂.企业一般有一套生化处理装置,以ＰＡＭ混凝沉淀作为生化预处理,但实际运行效果较差,生化处理装置不能很好地发挥作用.本实验利用Ｆｅｎｔｏｎ试剂可氧化水中大分子有机物为小分子的特点[4,5],采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化作为橡胶促进剂生产废水的预处理方法,以便于后续生物处理装置发挥作用.1实验部分1.1废水来源与水质实验采用的橡胶促进剂废水取自某化工企业混凝处理装置前端,具体水质情况由企业提供,如表1所示.1.2试剂与仪器Ｈ2Ｏ2(30%,ＡＲ,上海化学试剂有限公司);ＦｅＳＯ4·7Ｈ2Ｏ(ＡＲ,江苏徐州化学试剂二厂);ＰＨＳ-2Ｆ数字ｐＨ计(上海雷磁精密科学仪器公司);ＪＪ-4型六联同步电动搅拌器(金坛市中大仪器厂).13分析检测方法ＣＯＤ:重铬酸钾法;ｐＨ值:ＰＨＳ-2Ｆ型数字ｐＨ计.14实验方法取一定体积废水稀释一倍,加入一定量的ＦｅＳＯ4·7Ｈ2Ｏ和Ｈ2Ｏ2溶液,搅拌反应一定时间,反应后调节ｐＨ为8～9,静置沉淀,取上清液,用重铬酸钾法测定水样ＣＯＤ值.2实验结果与讨论2.1Ｈ2Ｏ2投加量对ＣＯＤ去除率的影响取8个500ｍＬ烧杯,各加入250ｍｌ橡胶助剂废水,按顺序分别加入2、4、6、8、10、12、14、16、18、20(ｍＬ·Ｌ-1)的Ｈ2Ｏ2溶液,其它条件控制为[Ｆｅ2+]=0.4ｇ·Ｌ-1,ｐＨ=3,反应时间为1ｈ,反应后用ＮａＯＨ溶液调节ｐＨ为8～9,静置沉淀后取上清液测ＣＯＤ值,实验数据如图1所示.由图1可见,随着Ｈ2Ｏ2投加量的增加,ＣＯＤ去除率有升高的趋势,当Ｈ2Ｏ2投加量在12ｍＬ·Ｌ-1时,ＣＯＤ去除率较大,故选用Ｈ2Ｏ2投加量为12ｍＬ·Ｌ-1.2.2ＦｅＡ2+投加量对ＣＯＤ去除率的影响固定Ｈ2Ｏ2的投加量为12ｍＬ·Ｌ-1,改变Ｆｅ2+加入量,其它条件同上,实验结果如图2所示.由图2可见,随着Ｆｅ2+投加量的增大,ＣＯＤ去除率先是升高,而后逐渐下降.这说明过多投入Ｆｅ2+并不利于氧化反应.当Ｆｅ2+投加量为0.2ｇ·Ｌ-1时,ＣＯＤ去除率最大,故选用Ｆｅ2+加入量为0.2ｇ·Ｌ-1,此时的Ｈ2Ｏ2与Ｆｅ2+的摩尔比约为33∶1.2.3反应时间的选取当Ｈ2Ｏ2加入量为12ｍＬ·Ｌ-1,Ｆｅ2+投加量为02ｇ·Ｌ-1,ｐＨ=3时,反应时间对ＣＯＤ去除效果的影响见图3.由图3可见,Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化反应进行的速度较快,20ｍｉｎ即达到了较高的去除率,而30ｍｉｎ和50ｍｉｎ的ＣＯＤ去除率又略有下降,可能是反应过程中又有中间产物生成,使得测定的ＣＯＤ值又有所上升.2.4进水浓度对ＣＯＤ去除率的影响由表2可见,进水浓度高时,ＣＯＤ去除率较低.当进水ＣＯＤ浓度与Ｈ2Ｏ2投加量的比值(ｍｇ∶ｍＬ)约为118时,ＣＯＤ去除率较高.此处应当说明,Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化废水时,适宜ｐＨ值约为2～3,当向橡胶助剂生产废水中加入Ｆｅｎｔｏｎ试剂后,废水的ｐＨ值自然变为3左右,这样在实际处理过程中,无需再加酸调节ｐＨ值,直接进行反应即可.出现这种情况的原因,可能是在催化氧化过程中出现了大量的Ｈ+所致[6]:Ｆｅ3++Ｈ2Ｏ2→Ｆｅ2++ＨＯ2·+Ｈ+Ｆｅ3++ＨＯ2·→Ｆｅ2++Ｏ2+Ｈ+2.5最佳反应条件的确定为进一步确定最佳处理条件,选用Ｌ9(34)正交表对橡胶助剂生产废水作正交实验[7],实验结果及分析见表3.3结论(1)利用Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化处理橡胶促进剂生产废水效果较好,可作为生物处理的预处理方法.(2)Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化处理橡胶促进剂生产废水的最佳反应条件确定为:Ｆｅ2+加入量为0.4ｇ·Ｌ-1,反应时间20ｍｉｎ,Ｈ2Ｏ2加入量为18ｍＬ·Ｌ-1,ｐＨ=3.参考文献:[1]候小刚,张显球,王力友,王以清.橡胶促进剂ＣＢＳ废水处理的初步试验[Ｊ].南京师范大学学报(工程技术版),2002,2(2):66-68.[2]陈芸,古文炳.橡胶促进剂ＮＯＢＳ废水处理工程实践[Ｊ].ＩＭ＆Ｐ化工矿物与加工,2003,(2):33-36.[3]王以清,候小刚,张显球.热泵蒸馏用于橡胶助剂废水预处理的研究,上海环境科学[Ｊ].2002,21(12):628-629.[4]闵怀,傅亮,陈泽军.Ｆｅｎｔｏｎ法及其在废水处理中的应用.环境污染与防治[Ｊ].2004,26(1):28-30.[5]陈胜兵,何少华,楼金生,谢水波.Ｆｅｎｔｏｎ试剂的氧化作用机理及其应用.环境科学与技术[Ｊ],2004,27(3):28-30.[6]刘红,周志辉,吴克明.Ｆｅｎｔｏｎ试剂催化氧化-混凝法处理焦化废水的实验研究.环境科学与技术[Ｊ].2004,27(2):71-73.[7]陈芳艳,唐玉斌,佟惠娟,茅新华.Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化处理印染废水.抚顺石油学院学报2002,22(3):19-21,43.