芬顿试剂法降解高浓度制药废水于恒雷

68期某制药厂主要生产降血压药物及制剂，生产废水量约为1000m3/d，水质成分复杂，污染物浓度高，含有大量难降解物质。经分析调查决定对高浓度废水采取预处理措施，本研究采用芬顿试剂法降解该废水取得了较为满意的结果，CODcr的去除率可达65%。一、实验部分1、废水水质某制药厂车间生产所产生的废水水质水量见表1。2、试验仪器和试剂85-2型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司）、PHS-25数显酸度计（中国杭州雷磁分析仪器厂）、30%H2O2（分析纯，莱阳经济技术开发区精细化工厂）、FeSO47H2O（上海第二钢铁厂）、固体NaOH（国药集团化学试剂有限公司）、浓H2SO4（分析纯，莱阳双双化工有限公司）。3、反应机理Fe2++H2O2→Fe3++OH+OHˉ(1)Fe3++H2O2→Fe2++HO2+H+(2)Fe2++OH→Fe3++OHˉ(3)Fe3++HO2→Fe2++O2+H+(4)OH+H2O2→H2O+HO2(5)OH+有机物分子→产物(6)OH+OH→H2O2(7)Fenton试剂是由H2O2和Fe2+组成的混合体系。它通过催化分解H2O2产生OH氧化有机物分子，特大分子有机物降解为小分子，或矿化为CO2和H2O等无机物。4、试验方法(1)不同pH值影响温度在10℃的条件下，取200ml水样调至不同的pH值，先后加入0.8gFeSO47H2O、8mlH2O2，搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。(2)H2O2投加量影响温度在10℃的条件下，取200ml水样调至pH值4，投加等量的FeSO47H2O0.8g，H2O2投加量不同,搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。(3)FeSO47H2O投加量影响温度在10℃的条件下，取200ml水样调至pH值4，分别投加不等量的FeSO47H2O，H2O2投加8ml,搅拌反应2小时后，用定性滤纸过滤，分别测定其CODcr值。(4)反应时间影响温度在10℃的条件下，取200ml水样调至pH值4，分别投加等量的FeSO47H2O0.8g，H2O2投加8ml,搅拌，反应不同的时间后，用定性滤纸过滤，分别测定芬顿试剂法降解高浓度制药废水文/于恒雷　陈秋云　关兵（上海一环环保工程有限公司201100）摘要：芬顿试剂具有非常高的氧化能力。本文以某制药厂车间废水为实验用水，调节废水pH值、H2O2（30%）投加量、FeSO4•7H2O投加量和反应时间的不同，分析探讨了降解高浓度制药废水的最佳条件。试验表明，在最佳条件下芬顿试剂对此废水CODcr的处理效率可达到65%。关键词：制药废水　芬顿试剂　CODcr去除率色度pHCODcrBOD5/CODcr水量51.520000~24000mg/l0.271000m3/d表1车间产生的废水水质水量值。二、结果与讨论1、pH值不同对CODcr去除率的影响10℃的条件下，FeSO47H2O投加0.8g，H2O2投加8ml/L，反应时间2小时见表2。不同pH值对CODcr去除率的影响。由图1可以看出，原水（pH=1.5）处理效果很差，随着pH值的升高，去除率也在不断上升。这是因为pH值过低反应Fe3++H2O2→Fe2++HO2+H+（2）、Fe3++HO2→Fe2++O2+H+（4）受到抑制，Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+，造成反应Fe2++H2O2→Fe3++OH+OHˉ（1）受到抑制，OH很难生成。当废水pH值为4时，对CODcr去除率达到昀高值，继续提高废水的pH值，CODcr去除率反而下降，这是因为pH值过高，Fe2+形成了氢氧化物沉淀，也不利于Fe2++H2O2→Fe3++OH+OHˉ（1）的进行，另一方面，过高的OHˉ也不利于Fe2++H2O2→Fe3++OH+OHˉ（1）的进行。根据实验结果得知，芬顿试剂在处理该废水的昀佳pH值为4.0。2、H2O2投加量不同对COD去除率的影响10℃的条件下，pH值取4，FeSO47H2O投加量为0.8g，反应2小时的条件下，见表3。投加不同量的H2O2对CODcr去除率的影响从图2中可以看出，反应开始CODcr的去除效率是随着H2O2投加量增加而增加的。在投加量小于10ml/L时，其递增幅度较大，这是因为随着H2O2投加量增加，有利于反应Fe2++H2O2→Fe3++OH+OHˉ（1）的进行，OH的浓度也随之相应提高，去除率也就大大增加。当继续增大H2O2投加量时，过量的H2O2会与OH发生反应OH+H2O2→H2O+HO2（5）。造成OH的含量逐渐减少，另外，在酸性溶液中，K2Cr2O4的氧化能力要高于H2O2，这会使一部分H2O2被氧化，测定出的COD浓度也就相应偏高。从经济和去除效率的角度来看，H2O2投加量宜选择10ml/L。PH1.5234567COD去除率（%）5.117.227.6523120.77滤液COD（mg/l）22776198721737611520165601930222320表2　不同pH值对CODcr去除率的影响双氧水投加量(ml/L)25102030COD去除率（%）1730606263滤液COD（mg/l）1992016800960091208880表3　投加不同量的H2O2对CODcr去除率的影响FeSO4·7H2O投加量(g/L)12345COD去除率（%）3048655853滤液COD（mg/l）168001248084001008011280表4　投加不同量的FeSO47H2O对CODcr去除率的影响反应时间(min)20406090120COD去除率（%）5061.265.365.165.5滤液COD（mg/l）120009312832883768280表5　不同反应时间对COD去除率的影响70、FeSO4•7H2O投加量不同对COD去除率的影响10℃的条件下，pH值4，H2O2投加2ml，反应2小时的条件下，见表4。投加不同量的FeSO47H2O对CODcr去除率的影响从图3中可以看出，FeSO47H2O投加量由1g/L升至3g/L时，CODcr的去除率逐步提高，昀高达到65%。继续增加投加量，去除率有小幅降低，分析其原因是因为起初OH的含量会随着Fe2+浓度的增加而增加，有利于CODcr的降低，但是当Fe2+浓度过高时Fe2+将会与生成的OH发生反应，此时OH的浓度随着Fe2+浓度的增加而减小，所以去除率有所降低，因此我们采用的FeSO47H2O投加量为3g/L。4、反应时间对对COD去除率的影响10℃的条件下，pH值4，FeSO47H2O投加量为0.6g，H2O2的投加量为2ml的条件下，见表5。不同反应时间对COD去除率的影响从图4中可以看出，随反应时间的增加去除率也在较小幅度的升高，但1小时后升幅明显减慢，昀终趋于稳定。故我们采用的反应时间为1小时。三、结论1）在pH值为4，FeSO4投加量为3g/L，H2O2的投加量为10ml/L，反应时间为1小时的条件下，芬顿试剂该厂高浓度制药废水的处理效率可以达到65%。2）本研究所有试验均在10℃左右进行，低于Fenton试剂反应的昀加温度为25℃～40℃，但处理效果较好，适用于温度低于昀佳温度的废水处理。3）试验中加入H2O2后产生较多量沉淀，在实际应用中应考虑沉淀的去除。参考文献1彭贤玉，杨春平等，Fenton—混凝沉淀法处理焦化废水的研究环境科学与技术，20062马承愚，彭英利编著.高浓度难降解有机废水的治理与控制化学工业出版社，20073程学文，栾金义等，pH调节一Fenton试剂氧化法预处理间甲酚生产氧化废水化工环保，2005图1不同pH值对废水CODcr去除率的影响图2不同H2O2投加量对废水CODcr去除率的影响图3不同FeSO4•7H2O投加量对CODcr去除率的影响图4不同反应时间对CODcr去除率的影响