摘要：除草劑烯禾啶原藥生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水COD濃度高、可生化性差。經(jīng)常規(guī)的混凝沉淀/厭氧/好氧組合工藝處理后，可生化性難以改善，出水COD、色度值難以達(dá)標(biāo)。采用芬頓試劑+三級(jí)活性炭纖維吸附組合工藝預(yù)處理高濃度烯禾啶有機(jī)廢水，中試結(jié)果表明，在pH值=4、H2O2投量=40mg/L、Fe2+/ H2O2值=1、反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)的條件下，COD由原來(lái)的75000mg.L-1降低至1500mg.L-1以下，去除率達(dá)到98%以上;出水色度由原來(lái)的2500倍降至64倍以下，為下一步生化處理提供了較好的可生化性。

　　關(guān)鍵詞：Fenton氧化,烯禾啶廢水,活性炭纖維吸附,廢水預(yù)處理

　　除草劑烯禾啶原藥生產(chǎn)工藝當(dāng)中各個(gè)工序產(chǎn)生大量有機(jī)廢水，COD濃度高達(dá)70000～80000mg/L，PH值為6～7，色度2000～3500倍，可生化性極差，常規(guī)物化或生化處理很難降低COD、色度，無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。針對(duì)該類廢水所含有機(jī)物、鹽類較多的特點(diǎn)，提出了Fenton試劑+活性炭纖維組合工藝預(yù)處理工藝，并開展了小試和中試的研究工作。Fenton氧化反應(yīng)產(chǎn)生的·OH具有很強(qiáng)的氧化能力，能分解廢水中難降解的有機(jī)物，大大提高了廢水的可生化性，主要對(duì)于高濃度COD降解具有很高的效率，對(duì)于色度指標(biāo)也有一定的作用。

　　1 試驗(yàn)材料與方法

　　廢水水質(zhì)

　　試驗(yàn)廢水取自該廠集中收集的廢水貯罐，其水質(zhì)見表1。

　　工藝流程

　　試驗(yàn)室設(shè)立一套處理能力為6000ml的小試裝置，其工藝流程如圖1所示。

　　Fenton試劑氧化預(yù)處理裝置：由3個(gè)2000ml四口瓶構(gòu)成，配有漿式攪拌裝置。廢水加入反應(yīng)罐，調(diào)節(jié)PH值后加入一定量的硫酸亞鐵和雙氧水，攪拌反應(yīng)后投加30%NaOH溶液調(diào)整廢水的PH值，同時(shí)投加一定量的PAM促進(jìn)絮體沉降，靜置沉淀后取上清液測(cè)定COD、色度。然后取上清液經(jīng)三級(jí)活性炭纖維(ACF)吸附裝置吸附后再取樣測(cè)定COD、色度。

　　分析方法

　　COD、色度、pH值等指標(biāo)均參照標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)繪制COD的生物降解曲線來(lái)評(píng)價(jià)廢水的可生化性。

　　2 結(jié)果與討論

　　Fenton氧化最佳條件的確定

　　2.1.1 初始pH對(duì)去除COD、色度的影響

　　在廢水投量1000ml、H2O2投量40ml、Fe2+投量2.5g、反應(yīng)時(shí)間為3h、攪拌轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/min的條件下，考察pH值對(duì)去除COD及色度的影響，結(jié)果如圖所示。

　　由圖2可知,隨著pH值的增大，對(duì)COD、色度的去除率先增大后減小。當(dāng)pH值為4時(shí)對(duì)COD去除率最高，為59%;當(dāng)pH值從4增至8的過(guò)程中對(duì)COD的去除率急劇下降到20%。這是因?yàn)閜H值的升高會(huì)抑制·OH的產(chǎn)生，并促使溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，生成氫氧化物沉淀而失去催化作用【1】，導(dǎo)致對(duì)COD的去除率顯著降低。當(dāng)pH值<4時(shí)，溶液中的H+濃度過(guò)高，直接影響到Fe2+、Fe3+的平衡體系，不利于Fe3+向Fe2+的轉(zhuǎn)化，使催化反應(yīng)受阻，對(duì)COD的去除率隨之下降。在初始pH值為4時(shí)出水色度已經(jīng)降至800倍。因此，我們將最佳初始pH值定為4。

　　2.1.2 H2O2投量對(duì)去除COD、色度的影響

　　在廢水投量1000ml、反應(yīng)時(shí)間為3h、攪拌轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/min的條件下，固定pH值=4，F(xiàn)e2+投量2.5g ，考察H2O2投量對(duì)去除COD及色度的影響。結(jié)果表明，隨著H2O2投量的增加，對(duì)COD和色度的去除率先升高后趨于平緩。這是因?yàn)殡SH2O2投量的增加，·OH的產(chǎn)生量迅速增加，對(duì)COD及色度的去除率隨之增大;而當(dāng)H2O2投量過(guò)高時(shí)，會(huì)將Fe2+氧化成Fe3+，使氧化過(guò)程轉(zhuǎn)化為Fe3+催化類的Fenton反應(yīng)，·OH的產(chǎn)生率大大降低【2】，不能進(jìn)一步降解污染物，對(duì)COD的去除率增幅較小。當(dāng)H2O2投量達(dá)到40mg/L時(shí)，對(duì)COD的去除率達(dá)到59%，出水色度明顯降低，此后再增加H2O2投量，對(duì)COD去除率基本維持在59%~64%。考慮到投藥成本確定最佳H2O2投量為40mg/L。

　　2.1.3 Fe2+/ H2O2值對(duì)去除COD、色度的影響

　　在初始pH值=4、H2O2投量為40mg/L、反應(yīng)時(shí)間為3h的條件下，通過(guò)改變Fe2+的加入量研究了Fe2+/ H2O2值對(duì)Fenton氧化去除COD、色度的影響。結(jié)果表明，隨著Fe2+/ H2O2值從0.25增加至1，對(duì)COD的去除率從35%上升至最大值(65%)，且出水色度最低;繼續(xù)增大Fe2+/ H2O2值，則對(duì)COD的去除率有所下降。因?yàn)镕e2+作為Fenton反應(yīng)的催化劑，是催化產(chǎn)生·OH的必要條件，當(dāng)Fe2+/ H2O2值過(guò)低時(shí)不能產(chǎn)生足夠的·OH，對(duì)COD的去除率較低;當(dāng)Fe2+/ H2O2值過(guò)高時(shí)，過(guò)量的Fe2+會(huì)與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致H2O2被無(wú)效分解，而且Fe2+會(huì)被氧化為Fe3+，在造成對(duì)COD的去除率下降的同時(shí)還使水的色度增加;而且大量的Fe2+的引入使產(chǎn)泥率增大，造成運(yùn)行費(fèi)用的增加。因此，確定Fenton反應(yīng)的Fe2+/ H2O2值為1。

　　2.1.4 ACF吸附去除COD效果

　　總COD去除率為：95.8%;色度去除率為92%。

　　3 結(jié)論

　　①　采用芬頓試劑+三級(jí)活性炭纖維吸附組合工藝預(yù)處理高濃度烯禾啶有機(jī)廢水可使COD降低至1500mg.L-1以下，去除率達(dá)到98%以上，出水色度<64倍，為下一步生化處理提供了較好的可生化性。

　　②　反應(yīng)初始pH值、H2O2投加量、Fe2+/ H2O2值是影響處理效果的主要因素。隨著初始pH值的增大，對(duì)COD、色度的去除率先增大后減小，當(dāng)pH值=4時(shí)去除效果最佳;最佳的pH值定為4，最適合H2O2投量為40mg/L，最佳Fe2+/ H2O2值為1。在最佳的反應(yīng)條件下，芬頓試劑+三級(jí)活性炭纖維吸附組合工藝對(duì)COD、色度的去除率分別可達(dá)98%、97%左右。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2] Malik P K ,Saha S K .Oxidation of direct dyes with hy-drogen peroxide using ferrous as catalyst [J].Sep Purif Technol,2003,31